метода РАЗРАБОТКА ТЕРРИТОРИАЛЬНОЙ МОДЕЛИ 2013

записке к курсовому проекту ссылаться на документ, из которого выбран параметр. Например, значение порождающего полинома g(x) приведено в [15]. Изложение пояснительной записки вести от третьего лица без использования местоимений. Помните – краткость сестра таланта. Не рекомендуется копировать отдельные фрагменты данного руководства и вставлять в пояснительную записку со словами «может», «необходимо». В пояснительной записке надо приводить обоснование или расчет одного выбранного варианта или последовательно нескольких без применения рекомендательных терминов и изложений. Не допустим и плагиат – копирование отдельных абзацев из литературы и включение их в пояснительную записку под авторством разработчика – учащегося. Ценится индивидуальное, не используемое ранее решение, методика, расчет и т.д.

В результате выполнения курсового проекта (работы) представить для допуска к защите:

–пояснительную записку оформленную согласно [&&];

–чертежи, оформленные согласно [&&];

–CD–диск с файлами пояснительной записки и чертежами.

Для текущей работы над проектом можно использовать запоминающее устройство для USB, или персональный компьютер, а затем перекопировать готовый проект, схемы и чертежи на CD–диск. CD–диск с записанными сведениями, сдать преподавателю вместе с пояснительной запиской, для получения допуска к защите курсового проекта (работы). Без CD–диска учащийся к защите не допускается.

Введение

В разделе «Введение» необходимо указать актуальность разработки разделов курсового проекта (работы) (КП) в направлении заданной базовой технологии. Охарактеризовать направления проектирования. Пояснить какими методами может осуществляться КП. Привести современное состояние средств подвижной связи (СПС) и тенденции их развития с помощью [1], [2] и [7]. Объем 1…2 страницы.

Разработка территориальной модели сети сухопутной подвижной службы

11

1 до 15м [6 c, 69] и могут использоваться в черте города, пригорода, в сельской местности и в свободном пространстве.

Затем необходимо проанализировать возможность построения сети с помощью одной BS и решить вопрос о необходимости построения мачт для антенн базовых станций, учитывая рекомендации [6,с 68].

Можно рассчитать общее количество ячеек без учета особенностей территориального планирования

где С – размерность кластера без учета разделения на секторы. Площадь ячейки можно рассчитать по формулам

Площадь всей сети

S Sc G , км

Зная, что площадь всей обслуживаемой сети стремится к идеализированной поверхности – кругу, можно найти максимальный радиус обслуживаемой территории.

То, теоретически можно построить модель сети, с помощью одной BS, но количество каналов сети нельзя реализовать такое, что бы выполнить параметры телетрафика [6, с 27–45] для сети заданного стандарта с учетом плотности проживающего населения, вероятности отказа и трафика таблицы 1.

При этом, если учесть географические особенности местности (см. карту у населенного пункта) и распространение радиоволн, то из-за

13

появления радиотени могут появиться мертвые зоны, где прием и связь будут не возможны [6,с 57–68]. Да и мощности передатчиков, и чувствительности приемников MS и BS нельзя реализовать технически.

Рассчитав расстояние прямой радиовидимости H, и зная радиус ЭППР – R и место размещения сети, необходимо указать для какого типа местности будем строить территориальную модель. Проанализировать возможность построения сети, для всех типов местности, так как территориально сеть будет увеличиваться.

Необходимо выбрать и обосновать форму ЭППР. Она, в основном, может определяться формой диаграммы направленности (ДН) антенны BS в горизонтальной плоскости. В качестве элементарного излучателя можно использовать полуволновой вибратор расположенный вертикально. Его ДН в горизонтальной плоскости приближается к форме круга, в центре которого размещается излучатель. Поэтому форма ЭППР может иметь вид правильного n-угольника, который может быть вписан в окружность с радиусом R. Необходимо выбрать форму геометрической фигуры в качестве ЭППР на основе сведений [6, с 78]. Самым простым решением может являться использование равномерной сетки состоящей из квадратных ячеек рисунка 1.

Рисунок 1 – Графическое представление квадратной формы ЭППР

14

Однако такая геометрическая форма может являться не идеальной. Пусть сторона квадрата R, это и радиус описанной окружности. Существует помеха от четырех соседних BS на расстоянии R. И от четырех

на расстоянии 2 R . В то же время, если мобильная станция движется по направлению к границе ЭППР, было бы лучше, чтобы все смежные BS находились на равных расстояниях друг от друга, и чтобы было меньше мешающих станций. В этом случае проще определить момент, в который следует переключать мобильную станцию (MS) на обслуживание другой BS. Этот процесс получил название handover. Необходимо найти форму ячейки, в которой достигается равное расстояние между смежными антеннами BS. Необходимо представить анализ выбора формы ячейки с использованием знаний по геометрии.

При аппроксимации обслуживаемой территории с помощью ЭППР может возникнуть перекрытие соседних ячеек на реальной территории обслуживания. Может возникнуть конфликт соседства в радио покрытии из-за того, что ячейки обслуживания в виде круга нельзя приблизить без появления необслуживаемой территории или необходимо накладывать ячейки друг на друга, тогда могут появиться общие территории, где проводится обслуживание несколькими BS. Можно применить плоское описание поверхности Земли 2D и посчитать за идеальную территорию обслуживания – круг, то может появиться погрешность (отличие от формы круга). Погрешность при такой аппроксимации обслуживаемой территории можно рассчитать по формуле

n-угольника ;

Sкр R2 , м2 – площадь круга.

Необходимо привести расчеты для n {3…8}. Из расчетов и обоснования выбрать форму аппроксимирующего n-угольника. При обосновании необходимо использовать рассчитанные погрешности ξn, % и сведения приведенные выше. Рассчитанные данные можно записать в таблицу 2.

15

Таблица 2 – Погрешности при аппроксимации ЭППР

Примечание: Если задан вид кластера, или форма ячейки (квадрат), то доказывать и обосновывать нужно выбор заданной ЭППР или вида кластера. Нужно доказывать и обосновывать, что приемлемой является структура, указанная в задании на КП, согласно варианту.

Необходимо обосновать геометрически все возможные формы ячеек (треугольник, квадрат, ромб, прямоугольник, шестиугольник, пятиугольник и т.д.). А выбрать такую форму ЭППР, которая наиболее подходит согласно заданию на КП.

Для некоторых территориальных моделей необходимо учитывать и пространственное расположение источников излучения (этажность зданий, план зданий и дворовых территорий).

На практике на современном этапе развития в качестве ЭППР применяют гексагональную и реже квадратную форму. В секторных сотах в качестве ЭППР может применяться аппроксимация обслуживаемой территории в виде треугольника или ромба. Формы этих ЭППР приведены на рисунках 2, 3 и 4.

16

Рисунок 2 – Графическое представление ЭППР в виде треугольной формы в составе шестисекторной соты

Рисунок 3 – Графическое представление ЭППР в виде ромба в составе трехсекторной соты

Рисунок 4 – Графическое представление шестисекторных сот

17

Частотно-территориальное планирование однородной сети можно проводить в зависимости от множественного доступа, который используется в проектируемой сети и подразделяется на FDMA, OFDMA, TDMA, CDMA, SDMA, PDMA и их одновременное сочетание [2].

Может существовать разница в частотно-территориальном планировании для указанных видов множественного доступа потому, что по-разному осуществляется разделение сигналов мобильных и базовых станций. Основываясь на однородности сети, расчет и территориальное планирование можно проводить для любых видов множественного доступа. Приведем эту методику.

Высокая частотная эффективность сетей сухопутной подвижной радиосвязи может достигаться повторным использованием частотных, временных и кодовых каналов. Для организации повторного использования каналов необходимо вначале построить территориальную модель однородной сети в зависимости от выбранной модели ЭППР и размерности кластера. Приведем методику расчета с использованием геометрической модели на плоскости 2D. Методику расчета необходимо проводить для той модели ЭППР, которую выбрали ранее в п.1.1

исогласно варианту задания на КП.

Воднородной сети в качестве модели ЭППР может использоваться гексогоноид. Совокупность ближайших сот, в которых невозможно использовать одни и те же каналы (частотные, временные, кодовые и их сочетание) из-за появления взаимных (соканальных, интерференционных) помех называется кластером. Графическое представление

трех элементного кластера показано на рисунках 5 и 6.

В задании указана размерность кластера, С. С – это количество сот, в которых номера каналов не повторяются. Зная ее, можно определить относительные координаты BS, в которых будут использоваться одни и те же частотные, кодовые и временные каналы. А размерность кластера можно определить по формуле для сотовой структуры

Из этой формулы можно найти а и b подбором, т. к. а и b должны быть целыми числами. Возможно несколько сочетаний решения. При-

19

водим все возможные решения уравнений (4) и (5). Для других n- угольников формула для С может быть выведена с использованием [1], учитывая знак при произведении ab и рисунок 1.

Рисунок 6 – Графическое представление 3-х элементного кластера

Аналогично поступаем и для других видов моделей ЭППР, используя особенность геометрических параметров плоской модели 2D. Если используется правильный n-угольник, то расстояние между центрами ближайших n-угольников, т.е. между ближайшими BS, можно рассчитать по формуле

где R – радиус описанной окружности.

Для некоторых n-угольников возможно несколько расстояний до ближайших BS. Они будут иметь более сложную электромагнитную совместимость (рисунок 1).

Тогда угол между осями используемой системы координат однородной модели и с учетом сферичной формы Земли можно выбрать по формуле

20