2.5. Расчет надежности сети сотовой связи

Одной из важнейших задач при проектировании сетей сотовой связи является разработка устройств и узлов, обеспечивающих выполнение всех возложенных на них функций в течение длительного срока службы оборудования.

Надежность – это свойство системы обеспечивать нормальное выполнение заданной функции, обеспечивать первоначальные технические характеристики в течение определенного времени в заданных пределах допуска.

Надежность характеризуется:

– безотказностью;

– ремонтопригодностью;

– долговечностью.

Безотказность – свойство системы непосредственно сохранять работоспособность в определенных условиях и режимах эксплуатации.

Ремонтопригодность – свойства системы, заключающиеся в приспособленности к предупреждению о нарушении и устранении отказов путем планового технического обслуживания и ремонта.

Отказ – нарушение работоспособности системы, заключающееся в прекращении выполнения заданных функций или выходе рабочих показателей за заданные пределы.

Долговечность – свойство системы сохранять работоспособность в перерывах между плановым техническим обслуживанием и ремонтом до предельного состояния.

Время наработки на отказ Тн и среднее время восстановления после сбоя Тв являются основными параметрами, которые следует учитывать при решении задачи обеспечения надежного и стабильного сервиса.

Среднее время восстановления – среднее время, необходимое для возобновления нормальной работы системы.

Наработка на отказ – среднее время между отказами восстанавливаемых изделий.

Параметры безотказности:

– интенсивность отказов системы;

– наработка на отказ системы;

– вероятность безотказной работы.

Интенсивность отказов – вероятность отказов в единицу времени.

Зная Т_ср каждого элемента системы, можем определить интенсивность отказов λ, 1/ч, каждого элемента по формуле (2.12):

(2.12)

где Т_ср – среднее время наработки на отказ

Интенсивность отказов БС:

Интенсивность отказов контроллера:

Интенсивность отказов мультиплексора:

Найдем интенсивность отказов всей системы в целом по формуле (2.13):

(2.13)

где λ_i – интенсивность отказов каждого элемента системы

Зная интенсивность отказов всей системы, можем определить наработку на отказ системы по формуле (2.14):

(2.14)

Вероятность безотказной работы – вероятность того, что в течение заданного времени не произойдет отказа в системе.

Вероятность безотказной работы определяется по формуле (2.15):

(2.15)

где t – время испытания, ч;

λ – интенсивность отказов системы.

Время испытания может принимать следующие значения: 24, 720, 2172, 8760 ч.

Рисунок 2.2 – График зависимости времени испытания от вероятности безотказной работы

Параметры ремонтопригодности:

– среднее время восстановления;

– коэффициент готовности;

– коэффициент простоя.

Используя параметры надежности T_ср и T_в, можно вычислить коэффициент доступности услуг Кд (коэффициент готовности Кг).

Коэффициент готовности – вероятность того, что система будет в работоспособном состоянии в любой момент времени в промежутках между выполнением профилактического обслуживания или ремонта.

Коэффициент готовности определяется по формуле (2.16):

(2.16)

где T_ср – среднее время наработки на отказ системы;

T_в – время восстановления системы.

Время восстановления системы рассчитывается по формуле (2.17)

T_в = Т_об + Т_д + Т_у + Т_н, (2.17)

где Т_об – время обнаружения неисправности;

Т_д – время на доставку к месту восстановления вышедшего из строя элемента системы;

Т_у – время на устранение повреждения;

Т_н – время на настройку и проверочные испытания.

Время восстановления системы примем равное 2ч.

T_в = 2ч

Расчитаем коэффициент простоя пользуясь формулой (2.18):

K_П = 1 – К_г (2.18)

K_П = 1 – 0,9998=0,0002

Получившиеся расчетные параметры T_ср=13513ч=563суток и =0,9998 соответствуют нормативным параметрам системы. Следовательно, наша система будет работать надежно.