Экономический выигрыш от применения системы связи
С ретрансляцией ёмкости для стандарта GSM
Технология ретрансляции ёмкости инвариантна относительно стандарта сотовой связи и вендора базовых станций. В настоящее время завершена разработка оборудования системы с ретрансляцией ёмкости стандарта GSM
|
Тестовая эксплуатация
Тестовая эксплуатация системы сотовой связи с переносом ёмкости производилась летом 2016 года на коммерческой сети филиалов ПАО «МТС» в Удмуртской Республике и Оренбурге.
Результаты эксплуатации:
•Проведенные измерения показали, что основные характеристики работы фрагмента сети GSM, развернутого с использованием системы РПЕ, не уступают характеристикам сети, построенной на основе традиционного оборудования, как в части создаваемого покрытия, так и в качестве обслуживания.
•Энергопотребление конвертера КН не превышает 100 Вт (при обработке 6 частотных каналов), а энергопотребление блока РПЕ2 не превышает 250 Вт (при обработке 2 частотных каналов), что при прочих равных условиях значительно меньше мощности, потребляемой стандартной базовой станцией.
•В системе успешно выполняются handover, как между секторами каждого РПЕ, так и между РПЕ и БС макросети.
•Контроль за функционированием всех составных частей опытной зоны производился дистанционно по каналам GPRS с помощью системы управлением репитерами (СУР), расположенной на площадке АО «Интеллект Телеком».
|
|
|
•Измеренное качество речи MOS на 95 % территории драйв теста составило более 3.2 (качество от «хорошо» до «отлично»).
Проектирование сети связи стандарта GSM для участка железнодорожных путей (Москва - Санкт-Петербург)
Критерии:
1. Обеспечение стабильного приема сигнала на протяжении всего участка;
2. использование естественного рельефа местности для установки активных ретрансляторов на возвышенностях;
3. обеспечение полноценного электроснабжения и подъездных путей для проведения ремонтных и модернизационных работ;
4. промежуточные станции располагаются не по прямой, а зигзагом для уменьшения явления интерференционного замирания сигнала;
5. постройка линии связи осуществляется с учетом перспективы развития населенных пунктов.
Этапы проектирования линий связи:
1. определение фактического положения ретрансляторов с привязкой к местности;
2. вычисление расстояния между ключевыми объектами линии связи;
3. создание схематического расположения объектов структуры;
4. определение высоты расположения антенн и их типа в зависимости от частотного диапазона и мощности сигнала;
5. выяснение потери качества сигнала и определение комплекса необходимого дополнительного оборудования (усилители, фильтры помех);
|
|
|
6. расчет уровня сигнала на приеме в конечной точке линии связи;
7. подбор необходимого оборудования и составление проектной документации.
Стадия проектирования завершена. Необходимо провести конструкторско-техническую разработку и фактическую реализацию проекта.
Расчётная часть
Существует несколько различных моделей распространения волн в пространстве, которые используются для определения характеристик сетей связи и проектирования их архитектуры. Модели распространения, которые оценивают среднюю мощность сигнала для различных расстояний между приемником и передатчиком, в пределах нескольких сотен или тысяч метров, называют крупномасштабными моделями распространения. Крупномасштабные модели весьма просты и не учитывают очень маленькие изменения, например затухания, вызванные многолучевым распространением. Эти модели полезны при предсказании охвата системы радиосвязи. К таким крупномасштабным моделям относится модели Окамура и Хата.
Модель Окамура основана на результатах экспериментальных исследований и по сравнению с двухлучевой моделью позволяет более точно предсказывать среднее значение затухания радиосигнала на относительно большом расстоянии между передающей и приемной антеннами (более 1 км) при наличии препятствий. Однако, эта модель неудобна для вычислений с помощью ЭВМ.
|
|
|
Для удобства ее реализации Хата предложил эмпирическую модель описания графической информации, представленной Окамура. Следовательно, модель Хата в виде математической записи также основана на экспериментальных данных Окамура. Хотя формулы Хата не позволяют учесть все специфические поправки, которые доступны в методе Окамура, они имеют существенное практическое значение. Расчеты по формулам Хата хорошо совпадают с данными модели Окамура для дальностей, больших 1 км.
Расчёт зоны покрытия БС будем проводить с помощью модели Хата.
;
Основные параметры:
· 
,
· 
· 
· 
· 
· 
Рассчитаем Ai, Bi и Di для трёх типов местности: город, пригород и открытое пространство. b – коэффициент застройки
1. Город: (b1=50%) 
2. Пригород (b2=20%) 
3. Открытая местность (b3=5%) 
Построим графики зависимости уровня потерь сигнала от расстояния между БС и МС:
|
|
|
|
|
|
|
Проанализировав данный график, можно сделать вывод, что при увеличении расстояния от базовой станции (ретранслятора CTR) уровень потерь возрастает по логарифмическому закону. Причём наибольшие потери наблюдаются в городской местности.
Так как обязательным условием обеспечения стабильной связи на всём участке покрытия БС является превышение уровня мощности на входе приёмной антенны минимального допустимого уровня мощности приёмник, при котором осуществляется связь на заданном уровне, необходимо учесть данный параметр при проектировании.
Условие обеспечения стабильной связи: 
Уравнения расчёта мощности:
мин-я мощность на входе приемника
Значения, необходимые для расчётов:
· 
· 
· 
· 
· 
· 
· 
· 
· 
· 
· 
· 
· 
Получили: 
,
,
.
|
|
|
|
По данному графику можно сделать вывод, что диаметральная зона покрытия BS и CTR для пригорода равна примерно 11,75 км, для открытой местности 115 км.
Проектирование
Проанализируем железнодорожный путь Москва - Санкт-Петербург.
По карте видно, что от Вышнего Волочка до Тосно плотность застройки очень мала, соответственно данный участок относится к открытой местности. Участки Москва-Вышний Волочек и Тосно-Санкт-Петербург относятся к пригороду.
Исходя из расчётной части диаметральная зона покрытия для пригорода равна 11,75 км. Зону для открытой местности возьмём равной 100 км (хотя по графику видно, что она может быть больше, но для предотвращения сбоев возьмём с запасом).
При проектировании также учтём, что ретрансляторы необходимо чередовать с базовыми станциями, поэтому модель системы будет иметь вид: CTR-CTR-CTR-BS-CTR-CTR-CTR-CTR-CTR-BS-CTR-CTR-CTR-CTR-CTR-BS-… То есть между двумя BS могут быть только 5 ретрансляторов, так как при линейной схеме в одну сторону от базовой станции может быть до 3 CTR.
Первый участок (Москва-Вышний Волочек):
1) Протяжённость 250 км.
2) Требующееся оборудование: CTR-CTR-CTR-BS-CTR-CTR-CTR-CTR-CTR-BS-CTR-CTR-CTR-CTR-CTR-BS- CTR-CTR-CTR-CTR-CTR-BS-
4 базовых станции и 18 ретрансляторов
Второй участок (Вышний Волочек-Тосно):
1) Протяжённость 300 км.
2) Требующееся оборудование: -CTR-CTR-CTR-
3 ретранслятора
Третий участок (Тосно-Санкт-Петербург):
1) Протяжённость 110 км.
2) -CTR-CTR-BS- CTR-CTR-CTR-CTR-CTR-BS-CTR
2 базовых станции и 8 ретрансляторов
Итог: общая зона покрытия сети связи ~660 км. Требующееся оборудование: 6 базовых станций и 29 CTR.
Вывод
В ходе курсовой работы была рассмотрена система связи GSM, её структура и организация, а также рассмотрены преимущества и недостатки.
Была подробно рассмотрена система сотовой связи с ретрансляцией канальной ёмкости. Ознакомившись с данной системой, я сделал вывод, что она более эффективна в использовании. Главным её достоинством является то, что абонентское устройство при перемещении в зоне покрытия одной цепи станций с переносом емкости не будет совершать межстанционного хэндовера, что значительно сокращает вероятность обрыва связи. Также такой тип системы очень выгоден экономически, так как сокращаются капитальные и операционные затраты (по сравнению со стандартной GSM).
Была спроектирована сети связи с переносом канальной ёмкости стандарта GSM для железнодорожного пути Москва – Санкт-Петербург. Были построены графики зависимости мощности сигнала от расстояния для разных типов местности. Расчёты проводились по модели Хата, не учитывающей некоторые факторы, поэтому результаты скорее применимы к идеальной модели (в реальности зона покрытия BS и СTR будет несколько меньше).
В заключение отметим главные преимущества систем с ретрансляцией ёмкости.
Такая система позволяет:
1) Сократить капитальные и операционные затраты (в сравнении со стандартным методом организации GSM покрытия с помощью базовых станций) в расчете на отдельно взятую территорию;
2) Снизить энергопотребление сайта с 1,5-2 кВт (при использовании стандартного оборудования) до 0,36 кВт при сохранении зоны обслуживания и емкости сети;
3) Сократить количество обрывов связи из-за неудачных межсайтовых handover (протяжённость зоны связи одной базовой станции, работающей совместно с системой, увеличивается в 4-6 раз);
4) Обеспечить покрытие в туннелях и закрытых помещениях без подключения оборудования к оптоволоконным линиям;
5) Обеспечить связь в зонах, где установка полноценных базовых станций экономически невыгодна в условиях небольшого трафика.
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 41; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!