Расчеты для сотовой сети

Для расчета характеристик сотовой сети в RPS реализованы следующие две группы функций:

A)

• Просмотр профиля местности между двумя точками.

• Определение области прямой видимости

• Расчет принятого сигнала в окрестности базовой станции.

B)

• Расчет максимального уровня принятого сигнала от нескольких базовых станций в заданной области.

• Расчет отношения сигнал-помеха в заданной области.

• Расчет необходимой мощности передатчика абонента для связи с базовой станцией в заданной области.

• Определение зон обслуживания для базовых станций.

• Определение зон перекрытия сигнала от нескольких базовых станций.

• Определение зон наличия (отсутствия) связи как в прямом, так и в обратном направлении.

• Определение загруженности базовых станций.

Расчеты группы A выполняются аналогично расчетам для радиорелейных сетей.

Расчеты группы B базируются на расчетах уровня принятого сигнала в окрестности базовых станций, которые должны быть выполнены заранее.

Порядок проведения расчетов группы B:

• Расчет принятого сигнала в окрестности всех базовых станций.

• Выбор области для расчета.

• Выбор базовых станций.

• Выбор вида расчета.

Результаты расчета для выбранной области сохраняются на жестком диске.

Для выбранной области можно оперативно изменять вид отображаемых данных, включать и выключать отображение результатов.

Для выбранной области можно изменять состав базовых станций, принимаемых во внимание в расчетах. В этом случае необходимо выполнить повторный расчет.

Примечание: С каждым проектом в RPS связан набор параметров общего назначения, используемый в расчетах. К таким параметрам относятся, например, характеристики климата района, в котором производится расчет, максимальная дальность расчетов, требуемое отношение сигнал помеха, характеристики частотного диапазона.

Диалог для изменения общих параметров проекта вызывается в пункте меню Project/Preferences, для изменения сетевых параметров - меню Network/Parameters.

Цифровая карта отображается на экране в виде нескольких слоев:

• Типы местности, например, лес, город, кварталы.

• Векторные объекты, например, реки, дороги.

• Названия географических объектов.

• Сетевые объекты (станции, радиолинии).

Каждый слой состоит из множества объектов. Диалог настройки параметров цифровой карты служит для выбора отображаемых объектов и их свойств.

Параметры типа местности:

• Conductivity – проводимость;

• Permittivity – проницаемость;

• Extra height – дополнительная высота, назначаемая типу местности;

• Extra loss – дополнительные потери, назначаемые типу местности;

• Traffic density – плотность трафика, характерная для данного типа местности;

• Visible – признак видимого типа местности;

• Grades – число градаций цвета для рельефной карты.

Программа моделирования сети радиосвязи deciBell Planner

Программа служит для анализа распространения радиосигнала и моделирования сети передающих станций на основе ГИС MapInfo.

Программа использует эффективные алгоритмы моделирования систем радиосвязи для достижения точности планирования сети, также объединяет функции частотного и пространственного анализа и моделирования сетей в одном программном пакете.

Объединение ГИС MapInfo и deciBell Planner позволяет выполнять:

• создание карт распространения сигнала,

• анализ и сравнение результатов полевых измерений и данных моделирования,

• географический анализ данных,

• простой обмен данными между организациями, использующими MapInfo,

• создание карт для публикации в сетях Internet/Intranet.

Рисунок 4.3 - Карта рельефа

На карте, слои могут сравниваться друг с другом на экране или с помощью функций пространственного анализа. Например, можно показать на карте местоположение клиентов в момент отказов связи или планировать размещение новых передатчиков в зависимости от уровня доходов населения в регионе. Используя данные о сети передающих станций и цифровую модель рельефа (ЦМР) которая показана на рисунке 4.3, а также семантические данные (строения и другие препятствия) можно получить карту распространения сигнала по частоте и мощности.

Программа deciBel Planner выполняет вычисления в диапазоне от 3 MГц до 40 ГГц, поддерживаются условия работы трансляционной сети, сотовой сети, LMDS, WLL, пейджинговых сообщений и др., позволяет настраивать характеристические свойства подстилающей поверхности, можно изменить тип передатчика, характеристики антенны (наклон, направление, мощность.

Диалог Project Settings (Настройка проекта) является основным в программе deciBell Planner. Тип аппаратуры связи, анализ состояния которой требуется выполнить, физические параметры региона и данные об используемых технических средствах вводятся именно здесь.

В начале требуется определить, к какому типу связи относится исследуемый проект: сотовой, пейджинговой системы или вещательная/двусторонняя радиосвязь. При выборе настроек проекта можно задать файлы содержащие семантические данные и о рельефе, выбрать таблицы с местоположением передатчиков, геометрией сот связи и настроить другие параметры системы, например способ раскраски гридов и контуров при отображении модели распространения сигнала.

Закладка Colors (Цвета) в диалоге настроек проекта, выбирает способ представления модели распространения при помощи цветов. Можно настроить значения точек перегиба характеристической кривой (inflection values) и сохранить палитру оттенков с тем, чтобы в однотипных расчетах (например, при моделирование зоны уверенного приема сигнала) использовались стандартные представления моделей.

Например, можно настроить способ показана единственного диапазона принимаемой мощности сигнала или отобразить на карте районы в которых отношение мощности сигнала к плотности населения с высоким уровнем дохода мало. С помощью такого типа анализа оценивается возможность расширения деловых операций.

Рисунок 4.5 - Настройка диаграммы направленности антенны

Поля ввода на закладке Network Analysis (Анализ передающей/трансляционной сети) меняются в соответствии с типом связи в проекте. Например, из практики расчетов сотовой сети можно установить минимальный уровень мощности принимаемого сигнала, ниже которого значения принимаются за равные нулю, пороговые значения влияния совместно используемых каналов (co-channel interference threshold) и соседних каналов (adjacent interference thresholds).

До того как разместить на карте узлы связи и передатчики необходимо выбрать модель распространения сигнала используемую в этом проекте. Возможен выбор следующих моделей CRC-Predict – модель высокой точности, использующая методы физической оптики, Окамуры–Хата, Лонгли-Райса и прямой видимости.

Можно использовать одну модель распространения для всех передатчиков или для каждого применять оптимальную модель, исходя из начальных условий.

Программа настраивает другие характеристики узла связи, например, пространственную диаграмму направленности антенны (рисунок 4.5), пространственную схему частотного разделения передатчиков, высоту, на которой размещается узел связи, высоту и взаимную удаленность антенн, мощность передатчика и другие.

После того, как все исследуемые (используемые) характеристики введены и местоположение узла связи указано на карте (при помощи кнопки Place New Sites/Transmitters, разместить новые узлы связи/передатчики), программа готова построить модель распространения сигнала, как для одиночного передатчика, так и для всей трансляционной сети.

На рисунке 4.6 показаны местоположения узлов трансляционной сети и схема размещения сот с разделением частот. С помощью deciBell Planner можно использовать стандартные структурные схемы разделения частот 3/9, 4/12, 7/21 или задавать собственную схему разделения, и проводить анализ распространения сигнала.

Рисунок 4.6 - Схема размещения сот

Тестовые задания (50 заданий, ответы)

Вопрос №1

Какие структуры не относятся к телекоммуникационным системам?

Ответ №1 - Телевещание

Ответ №2 - Системы персонального вызова

Ответ №3 - Навигационное оборудование

Ответ №4 - Радиотрансляционная сеть

Ответ №5 - Сотовые системы связи.

Вопрос №2

Частотный план телевещания охватывает спектр частот:

Ответ №1 - От 12 МГц до 12,8 МГц.

Ответ №2 - От 12,8 МГц до 14,8 МГц.

Ответ №3 - От 48,5 до 100 МГц и от 170 до 230 МГц и от 470 до 790 МГц.

Ответ №4 - От 920 до 965 МГц.

Ответ №5 - От 174 до 182 МГц.

Вопрос №3

Приемная (телевизионная) антена предназначена для

Ответ №1 - Приема телевизионных программ.

Ответ №2 - Селекции радиосигналов по частоте и направлению.

Ответ №3 - Равномерного распределения мощности сигнала между абонентами

Ответ №4 - Фильтрации радиоканалов

Ответ №5 - Суммирования радиоканалов в кабеле.

Вопрос №4

Полоса частот телевизионного канала равна

Ответ №1 - 8 кГц.

Ответ №2 - 7 радиовещательным каналам.

Ответ №3 - 8 МГц.

Ответ №4 - 215 800 Гц.

Ответ №5 - 5 МГц.

Вопрос №5

Что такое конвертор (в телевещании)?

Ответ №1 - Телевизионный разъем

Ответ №2 - Служебный телевизионный канал

Ответ №3 - Устройсто для преобразования сигнала одного канала в другой

Ответ №4 - Устройство формирования телевизионного радиосигнала

Ответ №5 - Технология увеличения информативной емкости радиоканала

Вопрос №6

Какие из систем не охвачены спутниковыми технологиями.

Ответ №1 - определение координат местоположения абонента

Ответ №2 - телевещание.

Ответ №3 - локальные сети.

Ответ №4 - речевая связь.

Ответ №5 - пейджинг.

Вопрос №7

Какое из высказываний не является действительным: "Геостационарные орбитальные группировки …

Ответ №1 - Имеют высоту орбиты около 40 000 км.

Ответ №2 - Являются неподвижными относительно поверхности планеты

Ответ №3 - Имеют орбиту, проходящую над полюсами планеты.

Ответ №4 - Имеют высоту орбиты от 32 км.

Ответ №5 - Имеют недостаток - значительное время распространения сигнала.

Вопрос №8

Какие из перечисленных позиций относятся к наземному сегменту спутниковой связи?

Ответ №1 - Космический аппарат.

Ответ №2 - Шлюзовая станция

Ответ №3 - Интерфейс к проводным линиям связи

Ответ №4 - Центр управления связью

Ответ №5 - Персональный компьютер со спутниковой антенной

Вопрос №9

Какие из позиций относятся к составу космического аппарата.

Ответ №1 - Радиоэлектронное оборудование.

Ответ №2 - Командно-измерительная станция

Ответ №3 - Антенные системы.

Ответ №4 - Двигательные установки

Ответ №5 - Координаты орбиты.

Вопрос №10

Недостатки низкоорбитальных спутниковых группировок:

Ответ №1 - Малое время нахождения спутника в зоне видимости абонента

Ответ №2 - Необходимость наличия запаса топлива для коррекции орбиты

Ответ №3 - Значительная задержка прохождения сигнала

Ответ №4 - Большое количество космических аппаратов

Ответ №5 - Малая мощность ретрансляционного оборудования

Вопрос №11

Спутниковый интернет обрабатывает только протоколы:

Ответ №1 - HTTP.

Ответ №2 - X.25

Ответ №3 - TCP/IP.

Ответ №4 - DECT.

Ответ №5 - FTP.

Вопрос №12

Транкинговые системы связи используют метод множественного доступа

Ответ №1 - С кодовым разделением

Ответ №2 - С частотным разделением

Ответ №3 - С передачей маркера

Ответ №4 - По приоритету.

Ответ №5 - С временным разделением

Вопрос №13

Какой из принципов действия не относится к транкинговым системам.

Ответ №1 - Сканирующие.

Ответ №2 - Распределенный канал управления

Ответ №3 - Выделенный канал управления.

Ответ №4 - Разбиение на соты.

Ответ №5 - Эстафетная передача.

Вопрос №14

Какие из перечисленных стандартов сотовой связи относятся к аналоговым:

Ответ №1 - GSM.

Ответ №2 - TACS.

Ответ №3 - NMT-450.

Ответ №4 - DAMPS.

Ответ №5 - CDMA.

Вопрос №15

Какие системы речевой связи имели наибольшее развитие в 80-х годах?

Ответ №1 - Транкинговые.

Ответ №2 - Спутниковые.

Ответ №3 - Аналоговый сотовые.

Ответ №4 - Цифровые сотовые.

Ответ №5 - Навигационные.

Вопрос №16

Недостатки низкоорбитальных спутниковых группировок:

Ответ №1 - Малая мощность ретрансляционного оборудования.

Ответ №2 - Малое время нахождения спутника в зоне видимости абонента.

Ответ №3 - Значительная задержка прохождения сигнала.

Вопрос №17

Какие из перечисленных позиций не относятся к наземному сегменту спутниковой связи?

Ответ №1 - Интерфейс к проводным линиям связи.

Ответ №2 - Персональный компьютер со спутниковой антенной.

Ответ №3 - Центр управления связью.

Ответ №4 - Шлюзовая станция.

Вопрос №18

Какие из позиций не относятся к составу космического аппарата.

Ответ №1 - Антенные системы.

Ответ №2 - Двигательные установки.

Ответ №3 - Радиоэлектронное оборудование.

Ответ №4 - Командно-измерительная станция.

Вопрос №19

Спутниковый интернет обрабатывает только протоколы:

Ответ №1 - DECT

Ответ №2 - FTP

Ответ №3 - X.25

Ответ №4 - TCP/IP

Вопрос №20

Какие системы речевой связи имели наибольшее развитие в 80-х годах?

Ответ №1 - Транкинговые

Ответ №2 - Аналоговый сотовые.

Ответ №3 - Цифровые сотовые

Ответ №4 - Спутниковые

Ответ №5 - Навигационные

Вопрос №21

Какой из принципов действия не относится к транкинговым системам.

Ответ №1 - Эстафетная передача.

Ответ №2 - Выделенный канал управления.

Ответ №3 - Сканирующие.

Ответ №4 - Распределенный канал управления.

Вопрос №22

Что такое конвертор (в телевещании)?

Ответ №1 - Технология увеличения информативной емкости радиоканала.

Ответ №2 - Телевизионный разъем.

Ответ №3 - Устройсто для преобразования сигнала одного канала в другой.

Ответ №4 - Служебный телевизионный канал.

Ответ №5 - Устройство формирования телевизионного радиосигнала.

Вопрос №23

Транкинговые системы связи используют метод множественного доступа:

Ответ №1 - С передачей маркера.

Ответ №2 - С кодовым разделением.

Ответ №3 - По приоритету.

Ответ №4 - С частотным разделением.

Ответ №5 - С временным разделением.

Вопрос №24

Какие из перечисленных стандартов сотовой связи относятся к аналоговым:

Ответ №1 - TACS

Ответ №2 - GSM

Ответ №3 - CDMA

Ответ №4 - DAMPS

Вопрос №25

Приемная (телевизионная) антенна предназначена для:

Ответ №1 - Суммирования радиоканалов в кабеле.

Ответ №2 - Приема телевизионных программ.

Ответ №3 - Равномерного распределения мощности сигнала между абонентами.

Ответ №4 - Селекции радиосигналов по частоте и направлению.

Ответ №5 - Фильтрации радиоканалов.

Вопрос №26

Какие структуры не относятся к телекоммуникационным системам?

Ответ №1 - Системы персонального вызова.

Ответ №2 - Радиотрансляционная сеть.

Ответ №3 - Навигационное оборудование.

Ответ №4 - Телевещание

Ответ №5 - Сотовые системы связи.

Вопрос №27

Частотный план телевещания охватывает спектр частот:

Ответ №1 - От 48,5 до 100 МГц и от 170 до 230 МГц и от 470 до 790 МГц.

Ответ №2 - От 920 до 965 МГц.

Ответ №3 - От 12 МГц до 12,8 МГц.

Ответ №4 - От 12,8 МГц до 14,8 МГц.

Ответ №5 - От 174 до 182 МГц.

Вопрос №28

Полоса частот телевизионного канала равна

Ответ №1 - 7 радиовещательным каналам.

Ответ №2 - 8 кГц.

Ответ №3 - 8 МГц.

Ответ №4 - 215 800 Гц.

Ответ №5 - 5 МГц.

Вопрос №29

Какие из систем не охвачены спутниковыми технологиями.

Ответ №1 - речевая связь.

Ответ №2 - определение координат местоположения абонента.

Ответ №3 - локальные сети.

Ответ №4 - телевещание

Ответ №5 - пейджинг

Вопрос №30

Какое из высказываний не является действительным: "Геостационарные орбитальные группировки …

Ответ №1 - Являются неподвижными относительно поверхности планеты.

Ответ №2 - Имеют недостаток - значительное время распространения сигнала.

Ответ №3 - 3Имеют высоту орбиты около 40 000 км.

Ответ №4 - Имеют орбиту, проходящую над полюсами планеты.

Вопрос №31

Полоса частот радиоканала аналоговой связи равна

Ответ №1 - 8 кГц.

Ответ №2 - 7 телевизионным каналам.

Ответ №3 - 8 МГц.

Ответ №4 - 215 800 Гц.

Ответ №5 - 25 кГц.

Вопрос №32

Что такое фидер (в телевещании)?

Ответ №1 - Технология увеличения информативной емкости радиоканала

Ответ №2 - Телевизионный разъем

Ответ №3 – Служебный телевизионный канал

Ответ №4 - Устройство формирования телевизионного радиосигнала

Ответ №5 - Кабель от передатчика к антенне или от антенны к приемнику

Вопрос №33

Какие из систем используют MMDS-технологии.

Ответ №1 - определение координат местоположения абонента

Ответ №2 - телевещание.

Ответ №3 - локальные сети.

Ответ №4 - речевая связь.

Ответ №5 - пейджинг.

Вопрос №34

Какие из высказываний не являются действительным: "Низкоорбитальные группировки …

Ответ №1 - Имеют высоту орбиты около 40 000 км.

Ответ №2 - Являются неподвижными относительно поверхности планеты

Ответ №3 - Имеют орбиту, проходящую над полюсами планеты.

Ответ №4 - Имеют высоту орбиты порядка 1000 км.

Ответ №5 - Имеют недостаток - значительное время распространения сигнала.

Вопрос №35

Какие из перечисленных позиций не относятся к наземному сегменту спутниковой связи?

Ответ №1 - Шлюзовая станция

Ответ №2- Персональный компьютер со спутниковой антенной

Ответ №3 - Интерфейс к проводным линиям связи

Ответ №4 - Центр управления связью

Ответ №5 - Космический аппарат.

Вопрос №36

Какие из позиций не относятся к составу космического аппарата.

Ответ №1 - Командно-измерительная станция

Ответ №2 - Двигательные установки

Ответ №3 - Радиоэлектронное оборудование

Ответ №4 - Координаты орбиты

Ответ №5 - Антенные системы

Вопрос №37

Недостатки высокоорбитальных спутниковых группировок:

Ответ №1 - Большое время нахождения спутника в зоне видимости абонента

Ответ №2 - Необходимость наличия запаса топлива для коррекции орбиты

Ответ №3 - Значительная задержка прохождения сигнала

Ответ №4 - Большое количество космических аппаратов

Ответ №5 - Малая мощность ретрансляционного оборудования

Вопрос №38

Спутниковый интернет не использует протоколы:

Ответ №1 - HTTP.

Ответ №2 – E1

Ответ №3 - DECT.

Ответ №4 - FTP.

Вопрос №39

Аналоговые системы связи используют метод множественного доступа

Ответ №1 - С кодовым разделением

Ответ №2 - С частотным разделением

Ответ №3 - С передачей маркера

Ответ №4 - По приоритету.

Ответ №5 - С временным разделением

Вопрос №40

Какой из каналов управления не относится к транкинговым системам.

Ответ №1 - Сканирующие.

Ответ №2 - Распределенный канал управления

Ответ №3 - Выделенный канал управления.

Ответ №4 - Пряямой.

Ответ №5 - Обратный.

Вопрос №41

Какие из перечисленных стандартов сотовой связи используют метод множественного доступа TDMA:

Ответ №1 - GSM.

Ответ №2 - TACS.

Ответ №3 - NMT-450.

Ответ №4 - DAMPS.

Ответ №5 - CDMA.

Вопрос №42

Скорость передачи речевого кодера составляет порядка:

Ответ №1 – 56 кб/с

Ответ №2 – 14 кб/с

Ответ №3 – 100 Мб/с

Ответ №4 – 3400 Гц

Вопрос №43

Канал связи абонент-космический аппарат (S-канал) спутниковой системы связи использует радиочастоты порядка:

Ответ №1 – 25 кГц

Ответ №2 – 100 Мб/с

Ответ №3 – 2 ГГц

Ответ №4 – 950 МГц

Ответ №5 – 100 МГц

Вопрос №44

DECT-технология использует для организации связи:.

Ответ №1 – 100 каналов.

Ответ №2 – 24 частотных канала.

Ответ №3 – 3 широкополосных радиоканала.

Ответ №4 – 120 частотно-временных каналов.

Вопрос №45

Что такое дуплексный разнос каналов?

Ответ №1 - Технология увеличения информативной емкости радиоканала.

Ответ №2 - Телевизионный протокол.

Ответ №3 – Служебный канал в стандарте CDMA

Ответ №4 – Разность частот между прямым и обратным каналом

Ответ №5 – Способ расширения спектра канала.

Вопрос №46

Стандарт сотовой связи IS-95 использует метод множественного доступа:

Ответ №1 - С передачей маркера.

Ответ №2 - С кодовым разделением.

Ответ №3 - По приоритету.

Ответ №4 - С частотным разделением.

Ответ №5 - С временным разделением.

Вопрос №47

Для борьбы с быстрыми интерференционными замираниям стандартом DECT используется механизм:

Ответ №1 – медленных скачков по частоте

Ответ №2 – множественного доступа с контролем несущей

Ответ №3 - пространственного разнесенного приема

Ответ №4 – кодового разделения

Вопрос №48

Радиус соты определяется:

Ответ №1 - Затуханием радиосигнала в фидере.

Ответ №2 – Мощностью передатчика базовой станции.

Ответ №3 - Мощностью сигнала абонентской станции.

Ответ №4 – Дуплексным разносом частот.

Вопрос №49

Медленные скачки в стандарте GSM предназначены для:

Ответ №1 – Организации обратного канала.

Ответ №2 – Расширения частотного спектра мобильной станции

Ответ №4 – Организации эстафетной передачи

Ответ №5 - Организации связи в условиях многолучевого распространения радиоволн

Вопрос №50

Существенным недостатком MMDS-технологии является:

Ответ №1 – малая скорость передачи в сравнении с проводными технологиями.

Ответ №2 – значительная задержка распространения сигнала.

Ответ №3 – габариты антенно-фидерной системы.

Ответ №4 – зависимость прохождения сигнала от состояния атмосферы.

Ответ №5 – большое количество космических аппаратов.

Перечень информационных источников

1. А.А. Соловьёв. Пейджинговая связь. – М.: Эко-Трендз, 2000.

2. А.Б. Иванов. Волоконная оптика: компоненты, системы передачи, измерения. – М.: Компания САЙРУС СИСТЕМС, 1999.

3. А.В. Росляков, М.Ю. Самсонов, И.В. Шибаева. IP-телефония. – М.: Эко-Трендз, 2001.

4. А.М. Овчинников, С.В. Воробьёв, С.И. Сергеев. Открытые стандарты цифровой транкинговой радиосвязи. – М.: МЦНТИ, 2000.

5. В. Андрианов, А. Соколов. Средства мобильной связи. – С-Пб.: "BHV – Санкт-Петербург", 1998.

6. В.Г. Карташевский, С.Н. Семёнов, Т.В. Фирстова. Сети подвижной связи. М.: Эко-Трендз, 2001.

7. Журналы «Телекоммуникационные системы», «Сети связи», «625».

8. Л.М. Невдяев, А.А. Смирнов. Персональная спутниковая связь. – М.: Эко-Трендз, 1998.

9. Основы сотовой связи. Под ред. Зимина. 2-е издание перераб. и доп. М.В. Ратынский. – М: Радио и связь, 1999.

10. Р.Р. Убайдулалаев. Волоконно-оптические сети. – М.: Эко-Трендз, 2000.

11. Системы мобильной связи: Учебное пособие для вузов / В.П. Ипатов, В.К. Орлов, И.М.Самойлов, В.Н. Смирнов; под ред. В.П. Ипатова. – М.: Горячая линия-Телеком, 2003.

12. Адреса сайтов компаний, представленные преподавателем в ходе выполнения лабораторного цикла.

121