Методические рекомендации по выполнению расчетной части курсовой работы

1 2 3 4 5 6 7

Рекомендуема структура курсовой работы.

Введение

(Роль и место систем сотовой связи в современных условиях)

Раздел 1. Общие сведения по системам сотовой связи

1.1. Принципы построения цифровых систем сотовой связи

(Рассматриваем основные принципы построения цифровых систем сотовой связи)

1.2. Особенности построения цифровой системы связи стандарта GSM-900 (GSM -1800,CDMA)

(Рассматриваем особенности построения цифровых систем сотовой связи стандарта, соответствующего варианту задания)

1.3. Технические характеристики и компоненты цифровой системы связи стандарта GSM-900 (GSM -1800,CDMA)

(Рассматриваем технические характеристики и компоненты цифровых систем сотовой связи стандарта, соответствующего варианту задания)

1.4Основные вопросы требующие решения при планировании сети сотовой связи

(Рассматриваем основные вопросы требующие решения или рассмотрения при планировании цифровых систем сотовой связи стандарта,соответствующего варианту задания)

Раздел 2. Расчетная часть. Планирование сети сотовой связи стандарта GSM-900 (GSM-1800, CDMA).

(Выполняем расчеты необходимые дляответов на основные вопросы, требующие решения или рассмотрения при планировании цифровых систем сотовой связи стандарта, соответствующего варианту задания)

2.1 Оптимальный выбор частотных каналов, расчет числа сот в сети и максимального удаления в соте абонентской станции (АС) от базовой станции (БС)

2.2 Расчет потерь мощности на трассе прохождения сигнала и определение мощности передатчиков

2.3 Расчет резервного электропитания базовой станции

2.4 Расчет надежности проектируемой сети сотовой связи на заданной территории.

Заключение

(На основании выводов, сделанных после каждого подраздела при выполнении расчетов, составляем заключение, включающее в себя рекомендации по планированию сети сотовой связи стандарта в соответствии с вариантом задания)

Методические рекомендации по выполнению расчетной части курсовой работы.

(Раздел 2. Расчетная часть. Планирование сети сотовой связи стандарта).

В курсовом проекте требуется спланировать в нулевом приближении

сеть сотовой связи при следующих исходных данных.

1. Тип территории в зоне обслуживания.

2. Используемый стандарт сотовой связи.

3. Число абонентов в зоне обслуживания Мсети, тыс. чел.

4. Площадь зоны обслуживания Scети, км².

Основное допущение при планировании сети сотовой связи в нулевомприближении состоит в том, что считаем распределение абонентов в заданной зоне равномерным, так что сеть состоит из множества одинаковых по размеру сот, которые будем условно представлять в виде правильных шестиугольников. На практике в сетях GSM используют кластеры ссекторизованными сотами типа 3/9 и 4/12. Это позволяет получать на границе

сот отношение сигнал/помеха с вероятностью порядка 80 % не хуже нормы 9 дБ.

Типы кластеров приведены на рис. 1.

Рис. 1. Типы кластеров, используемых в сетях сотовой связи

Первый этап выполнения задания. (п.2.1 структуры курсовой работы)

На первом этапе выполнения проекта должно быть найдено оптимальное решение по п. 1–3 вышеприведенных требований. Начинать следует с выбора частотных каналов в соте.

Вначале берется 1 канал, затем 2, 3, 4. Однако увеличение числа каналов чрезвычайно существенно влияет на оплату оператором их аренды. Вместе стем с уменьшением числа каналов в соте возрастает число сот в сети и уменьшаются ихразмеры. Этоудорожает развертывание и обслуживание сот. Минимальные размеры сотыобычно определяет число допустимых хэндоверов (дать краткое объяснение, что такое «хэндовер».)

Поэтому:

- для сетей GSM-900 радиус соты Rдолжен быть не менее 1,1–1,4 км;

- для сетейGSM-1800 – не менее 0,6–0,8 км;

- для сетейCDMA – не менее 0,5–1 км (рис. 2) [1, 2].

Рис. 2. Секторизованная зона

Так как в одном частотном канале:

- для GSM существуют 8 независимых физических каналов, по табл. 1 определяем число каналов трафика.

Таблица 1

Определение числа каналов трафика (GSM)

- для сетей CDMA на одной частоте передается до 25 каналов трафика. Для выполнения расчетов определение числа каналов трафика будем осуществлять из расчета, что на одной частоте передается 20 каналов трафика.

Таблица 1

Определение числа каналов трафика (CDMA)

Число частотных каналов
Число каналов трафика

Выбрав число каналов, определяем допустимый трафик в соте на основе статистики абонентов по формуле Эрланга.Трафик характеризуют объемом передаваемойинформации.Припередачеданных трафик определяют скоростью передачи, бит/с, и временем передачи, т.е. числом переданной информации в битах. В телефонии единицей измерения трафика является эрланг (Эрл.).

1 Эрл. – это занятость одного телефонного (ТФ) канала в течение часа.

Расчет допустимого трафика и максимального числа обслуживаемых абонентов при заданном числе каналов является статистической задачей. Формула Эрланга связывает число каналов трафика всоте Мсот, допустимый трафик в соте Асотв эрлангах и вероятность отказаабоненту в предоставлении канала в час наибольшей нагрузки р(отк):

(ф.1)

Формулы Эрланга табулированы. Таблицы Эрланга приведены в прил. 2.

В сотовых сетях принято р(отк)= 0,02.

При расчете в соответствии с числом каналов в соте по таблицам Эрланга находим допустимый трафик в соте Асот. Далее, задаваясь среднимтрафиком одного абонента в ЧНН (час наибольшей нагрузки)А1= 0,015–0,025 Эрл, определяем допустимое число абонентов в соте поформуле:

(Ф.2)

Примем значение А1 для выполнения вычисленийравным 0,02 Эрл.

Зная Мсот определяем число сот в городе по формуле:

(Ф.3)

Зная значение q(сот) находим площадь соты по формуле:

(Ф.4)

Искомый радиус соты (ячейки обслуживания) в виде правильного шестиугольника (рис. 4.2) находим по формуле:

(Ф.5)

При этом необходимо иметь ввиду, что R – это максимальное удаление мобильной станции от базовой станции в соте.

Поясним приведенный алгоритмрасчета на примерах:

— Для сетей GSM

Для упрощения восприятия исходных и расчетных данных, их лучше свести в таблицу 2.

Таблица 2 может быть выполнена как в Word, так и Exсel, при использовании табличного редактора выполнение расчетов может выполняться программными средствами Exсel, что упрощает рассмотрение нескольких вариантов согласно исходных данных. В таблицу записываем исходные данные согласно варианта задания и расчетные значения.

Таблица 2

Сводная таблица исходных и расчетных данных

По результатам выполненных расчетов заполняем таблицу 3 с результатами расчета первого этапа.

Таблица 3

Результаты расчета первого этапа

Число частот в соте
Число частот в сети:
Кластер 3/9
Кластер 4/12
Число абонентов в соте М(сот)
Число сот в сети q(сот)
Площадь соты S(сот), км²	0,25	0,7	1,28
Радиус соты R, км.	0,62	1,04	1,4

- для сети GSM-900 использование 3х частотных каналовт.е. Rсот=1,4 км, количество сот в сети q(сот)=235.

- для сети GSM-1800 использование 3х частотных каналов, но допустимо использование и 2х частотных каналов.

Для дальнейших расчетов принимаем вариант с использованием 2х частотных каналов, т.е. Rсот=1,04 км,количество сот в сети q(сот)=427.

— Для сетей CDMA

Для упрощения восприятия исходных и расчетных данных, их лучше свести в таблицу.

Таблица может быть выполнена как в Word, так и Exсel, при использовании табличного редактора выполнение расчетов может выполняться программными средствами Exсel, что упрощает рассмотрение нескольких вариантов согласно исходных данных. В таблицу записываем исходные данные согласно варианта задания и расчетные значения.

Таблица 2

Сводная таблица исходных и расчетных данных

По результатам выполненных расчетов заполняем таблицу 3 с результатами расчета первого этапа.

Таблица 3

Результаты расчета первого этапа

Число частот в соте
Число частот в сети:
Кластер 3/9
Кластер 4/12
Число абонентов в соте М(сот)
Число сот в сети q(сот)
Площадь соты S(сот), км²	1,58	3,72	5,96
Радиус соты R, км.	1,56	2,39	3,03

Вывод: на основе анализа данных табл. 2 и 3 выбираем оптимальный вариант сети, который бы минимизировал общее число частотных каналов при допустимых размерах сот. В нашем случае наиболее приемлемый вариант для сети CDMA использование 2х частотных каналов, но допустимо использование и одного частотного канала.