Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка

Кафедра комп’ютерної інженерії

МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ

до виконання розрахунково-графічної роботи

з дисципліни «Системи зв’язку з рухомими об’єктами»

Полтава 2014

Вступ

Розрахунково-графічна робота з дисципліни «Системи зв’язку з рухомими об’єктами» передбачає планування в нульовому наближенні мережі стільникового зв’язку для стандартів GSM-900 та GSM-1800. Виконання розрахунково-графічної роботи включає оптимальний вибір частотних каналів, розрахунок кількості стільників в мережі та максимального віддалення в стільнику абонентської станції (АС) від базової станції (БС), розрахунок втрат на трасі проходження сигналу, визначення потужностей передавачів, розрахунок електроживлення базової станції, розрахунок надійності проектованої стільникової мережі зв’язку на заданій території.

Завдання

В роботі необхідно спланувати в нульовому наближенні мережу стільникового зв’язку в місті при таких вихідних даних:

1. Тип території в зоні обслуговування.

2. Стандарт стільникового зв’язку, що використовується.

3. Число абонентів в зоні обслуговування М_мер., тис. чол.

4. Площа зони обслуговування S_мер., км².

Варіанти вихідних даних наведено в додатку 1.

Основне припущення при плануванні мережі стільникового зв’язку в нульовому наближенні полягає в тому, що вважаємо розподіл абонентів в заданій зоні рівномірний, так що мережа складається із множини однакових за розміром стільників, які умовно представляються у вигляді шестикутників. На практиці в мережах GSM використовують кластери із секторизованими стільниками типу 3/9 та 4/12. Це дозволяє отримувати на границі стільників відношення сигнал/завада з імовірністю порядку 80% не гірше норми 9 дБ. Приклади типів кластерів наведені на рис.1.

Рис.1. Приклади кластерів в мережа GSM

Під час виконання розрахунково-графічної роботи необхідно:

1) виконати оптимальний вибір частотних каналів;

2) розрахувати кількість стільників в мережі;

3) знайти максимальне віддалення в стільнику абонентської станції від базової станції;

4) розрахувати втрати на трасі;

5) визначити потужність передавачів базової станції;

6) розрахувати електроживлення базової станції;

7) розрахувати надійність мережі стільникового зв’язку.

Перший етап виконання ргр

На першому етапі виконання проекту повинно бути знайдено оптимальне рішення за пунктами 1-3 вищенаведених вимог. Починати слід з вибору частотних каналів у стільнику. Спочатку беруть 1 канал, потім 2, 3 чи більше. Однак, збільшення кількості каналів суттєво впливає на оплату оператором їх аренди. Разом з тим, із зменшенням кількості каналів у стільнику зростає кількість стільників в мережі та зменшуються їх розміри. Це здорожує розгортання та обслуговування стільників. Мінімальні розміри стільника зазвичай визначає сило допустимих хендоверів. Тому, для мереж GSM-900 середній радіус стільника 1,1 – 1,4 км, а для GSM-1800 – 0,6 – 0,7 км.

Так як в одному частотному каналі GSM існує 8 незалежних фізичних канали, то по табл.1 визначається число каналів трафіку.

Рис. 2. Секторизований стільник

Таблиця 1 – Визначення числа каналів трафіку

Число частотних каналів	1	2	3	4	5
Число фізичних каналів	8	16	24	32	40
Число каналів управління	1	2	2	3	3-4
Число каналів трафіку	7	14	22	29	36-37

Обравши число каналів, визначають допустимий трафік у стільнику на основі статистики абонентів за формулою Ерланга.

Трафік характерисзують обсягом інформації, що передається. Прпи передачі даних трафік визначають швидкістю передачі, біт/с та часом передачі, тобто числом переданої інформації в бітах. В телефонії одиницею вимірювання трафіку є ерланг. 1 Ерл – це зайнятість одного телефонного каналу протягом години.

Розрахунок допустимого трафіку, а тому і максимального числа абонентів, що обслуговуються, при заданій кількості каналів є статистичною задачею. Формула Ерланга повязує число каналів трафіку в стільнику М_ст., допустимий трафік у стільнику А_ст. в ерлангах та імовірність відмови абоненту в наданні каналу в годину найбільшого навантаження р_відм..

.

Формули Ерланга табульовані. Таблиці Ерланга приведені в додатку 2. В стільникових мережах прийнято р_відм = 0,02.

Під час розрахунку у відповідності до числа каналів у стільнику за таблицями ерланга знаходимо допустимий трафік у стільнику А_ст.. Далі, задаючись середнім трафіком одного абонента в годину найбільшого навантаження А₁ = 0,015 – 0,025 Ерл, визначаємо допустиме число абонентів у стільнику за формулою:

Визначаємо число стільників в місті:

Площу стільника визначимо за формулою:

Радіус стільника у вигляді правильного шестикутника (рис.2):

причому R – максимальне віддалення мобільної станції від базової станції у стільнику.

В результаті виконання першого етапу розрахунково-графічної роботи повинна бути заповнена таблиця 2.

Таблиця 2 – Результати розрахунку першого етапу РГР

Число частот в стільнику	1	2	3	n
Число частот в мережі кластер 3/9
Число частот в мережі кластер 4/12
Число абонентів у стільнику Мст
Число стільників в мережі qст
Площа стільника Sст, км2
Радіус стільника R, км

На основі аналізу даних табл.2 слід обрати оптимальний варіант мережі, який би мінімізував загальну кількість частотних каналів при допустимих розмірах стільників.