8.5Модели программных средств проектирования широкополосных сетей доступа

Существует достаточно большое количество программных средств проектирования сетей сотовой связи и широкополосных сетей доступа. Среди российских разработок известны Универсальная система RPS–2 и Программный комплекс ONEPLAN RPLS.

RPS–2 предназначена для автоматизированного проектирования беспроводных сетей различной архитектуры (радиорелейных, транкинговых, сотовых), применяющих различные стандарты передачи данных, в том числе и широкополосных сетей доступа. Программа позволяет:

• размещать радиостанции в заданном месте рассматриваемой территории, работающие в любом; кроме того, пользователь имеет возможность определить свой стандарт проектируемой сети, введя его основные параметры: частотный диапазон, ширину канала и т.д.;

• определять для радиостанций оптимальный состав оборудования из базы данных, которая может пополняться и редактироваться пользователем;

• задавать и редактировать распределение плотности трафика в рассматриваемом регионе, что позволяет анализировать характеристики сотовых и транкинговых систем в условиях различной загрузки;

• рассчитывать, отображать на экране и выдавать на печать основные характеристики планируемой сети:

• уровень сигнала (покрытие) в заданной окрестности радиостанций с учётом диаграмм направленности антенн,

• требуемую мощность излучения абонента,

• помехи от близлежащих и удалённых радиостанций,

• отношение сигнал/шум в прямой и обратной линиях с учётом всех видов внутрисистемных и внешних помех,

• зоны, обслуживаемые секторами базовых станций, реальную нагрузку на них и требуемое число частотных каналов для обслуживания абонентов с заданным качеством,

• зоны, в которых происходит переключение абонентов с одной станции (сектора) на другую,

• сбалансированность прямой и обратной линий базовых станций и т.д.;

• рассчитывать показатели электромагнитной совместимости (уровень взаимных помех) планируемой сети с другими сетями;

• оптимизировать параметры, планируемой сети путём изменения местоположения радиостанций, а также варьируя состав и технические характеристики размещаемого на них оборудования;

• отображать результаты измерений уровня принимаемого сигнала и сравнивать их с результатами расчёта с последующей оптимизацией параметров применяемых математических моделей расчёта.

При расчете радиопокрытия пользователь имеет возможность выбрать одну из нескольких моделей распространения радиоволн. Все они рекомендованы к использованию МККР. В программе используются статистические модели распространения Хата и Уолфиш-Икегами, в которых грубо учитывается характер местности (сельская, пригород, городская, плотная городская), модель распространения МККР - рекомендация 370-5, в которой используются статистические данные профиля радиолинии. Кроме того, имеется возможность использовать модель, основанную на строгом анализе профиля радиолинии с выделением препятствий и учетом дифракционных потерь на них, поиском точек отражения и учетом соответствующих потерь. Здесь же имеется возможность учесть дополнительные потери в листве деревьев, эффекты дифракции на крышах и экранировки в городской местности. Имея хорошую цифровую карту, можно с высокой точностью рассчитать покрытие и другие характеристики сети.

Подобные функции выполняет и названный раннее программный комплекс ONEPLAN RPLS. Однако оба программных средства требуют подробное описание среды распространения сигнала.

Анализ моделирования распространения радиосигналов в условиях плотной городской застройки позволил сделать следующие выводы:

1. Моделирование распространения широкополосных радиосигналов в условиях плотной городской застройки является начальным этапом проектирования сетей высокоскоростного доступа и необходимо для обеспечения плотного (без зон теней) покрытия территории соты, а так же достижения декларированных скоростей доступа.

2. Из двух основных видов моделей - статистические и динамические - актуальными являются только динамические, обеспечивающие достаточно высокую точность моделирования.

3. Затухание радиосигнала в условиях городской застройки является случайной величиной и зависит от комплекса факторов:

• отражение сигнала от препятствий;

• дифракция радиоволн;

• рассеивание радиосигнала (на «малых» объектах, например - листва деревьев);

• эффект Доплера - вследствие перемещения абонента.

4. Модель строится на основе эмпирических данных и требует корректировки под реальные условия распространения сигнала в конкретном городе (местности).