ВКР_Разработка_Радиотрактов_BTS_Петренко_Ю.А

Избирательность приемника базовой станции по соседнему каналу (Мешающий сигнал является сигналом LTE, имеющим модуляцию 16QAM и некоррелированным с полезным сигналом) [1, 3, 9, 28, 29,

30]:

11

Значение параметров эталонного сигнала для измерения избирательности приемника базовой станции [1, 3, 9, 28, 29, 30]:

12

Мешающий сигнал является сигналом LTE, имеющим модуляцию QPSK и некоррелированным с полезным сигналом [1, 3, 9, 28, 29, 30]

Значение PREFSENS зависит от полосы частот канала.

Требования Норм электромагнитной совместимости

Допустимое отклонение частоты несущей от номинального

значения [1, 3, 9, 28, 29, 30] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . ±0.05·10-6

Ширина полосы пропускания канала [1, 3, 9, 28, 29, 30]:

13

Максимально допустимые значения занимаемой частотным каналом полосы частот и соответствующие минимально допустимые значения динамического диапазона общей мощности базовой станции [1, 3, 9, 28, 29, 30]:

14

При полосе частотного канала 3 МГц

15

Рис. Т. 1. Пояснительный рисунок спектральной маски излучений

[1]

Максимально допустимый уровень побочных излучений [1, 3, 9, 28, 29, 30] (включая продукты интермодуляции) передатчика базовой станции (категория Б) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . . -36 дБм

Максимально допустимый уровень побочных излучений [1, 3, 9, 28, 29, 30] (включая продукты интермодуляции) передатчика для защиты приемника базовых станций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . -96 дБм

Показатели качества передачи

Максимально допустимая величина абсолютного значения вектора ошибок модуляции EVM передаваемого сигнала[1, 3, 9, 28, 29, 30]: при модуляции QPSK – 17,5%;

при модуляции 16-QAM – 12,5%; при модуляции 64-QAM – 8%

Максимальная скорость передачи данных в полосе 20 МГц [1, 3, 9,

28, 29, 30]:

на нисходящей линии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . до 300

Мбит/с

на восходящей линии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . до 75

Мбит/с

Диапазон звуковых частот . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 – 7000 Гц

Коэффициент битовых ошибок (BER) не должен превышать значения [28, 30] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. 0,001

16

Эксплуатационные показатели

Требования к параметрам электропитания

Питание осуществляется от сети трехфазного переменного тока с напряжением 220/380 В с частотой 50 Гц или от источника постоянного тока с напряжением 24, 48 или 60 В [1, 3, 9, 30].

Отклонение частоты сети от номинального значения не более 2%

[1, 3, 9, 30].

Отклонение напряжения питания от номинального значения

220/380 не более +10%; -15% [1, 3, 9, 30].

Допустимые пределы изменения напряжения первичного источника электропитания постоянного тока не превышают следующих значений:

при номинальном напряжении 24 В – в пределах от 20,4 до 28,0 В; при номинальном напряжении 48 В – в пределах от 40,5 до 57,0 В; при номинальном напряжении 60 В – в пределах от 48,0 до 72,0 В; при напряжении переменного тока 220 В – в пределах от 187 до 242 В (частота – от 47,5 до 50,5 Гц, коэффициент нелинейных искажений – не более 10%, кратковременное (длительностью до 3 с) изменение напряжения относительно номинального значения ±40%) [1,

3, 9, 30].

Эквивалентное сопротивление антенно-фидерного тракта. . . . . . 50 Ом

Коэффициент бегущей волны (КБВ). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,75 (принято ориентировочное значение, с учетом возможных рассогласований АФТ)

Число передающих антенн [1, 3, 9, 30] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. 2 или 4

Число приемных антенн [1, 3, 9, 30] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. 2 или 4

Требования к климатическим условиям

Оборудование, устанавливаемое в незащищенных от климатических воздействий помещениях и вне помещений, сохраняет характеристики и параметры [1, 3, 9, 30]:

при воздействии повышенной рабочей температуры +40° С при воздействии пониженной рабочей температуры -33° С

Нормальной рабочей температурой является температура окружающего воздуха в пределах от +15° С до +30° С.

Относительная влажность воздуха [1, 3, 9, 30] . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. . 15-100%

Атмосферное давление [1, 3] . . . . . . . . . . . . . . . . . от 525 до 795 мм

рт. ст.

Автоматическое управление в соответствии с программой.

17

1. История и перспективы развития LTE в России

1.1.История создания стандарта

Основой стандарта 4G стал формат связи LTE, который позволяет увеличить существующую скорость передачи данных примерно в 10 раз, то есть макси-

мальная скоростьобмена данными при нахождении абонентского устройства в неподвижном состоянии составляет 100 Мбит/секунду [2, 8]. Но даже такой скорости вполне достаточно для просмотра потоковых трансляций в реаль-

ном времени, а для скачивания видео в стандартном формате на мобильное устройствопотребуется не более одной–двух минут.

Стандарт 4G LTE имел несколько отступлений от соблюдения заявленных параметров передачи информации, из-за чего про него было написано немало отрицательных отзывов от ведущих специалистов в области связи. Покрытие сети LTE в настоящее время нестабильно и во многом зависит от возможно-

стей конкретного мобильного оператора. Как уже ранее было сказано, мак-

симальная скорость передачи данных составляет свыше 100 Мбит/секунду,

однако в реальных условиях этот показатель не превышает в среднем 42

Мбит/секунду. Этого и сейчас вполне достаточно, но заявленные разработчи-

ками требования стандарта 4G скорости в 1 Гбит/секунду так и не были до-

стигнуты.

Очевидным минусом стандарта LTE является низкая скорость передачи ин-

формации от абонента в сеть (скорость отдачи, uplinkspeedrate). Данную про-

блему можно решить путем увеличения количества операторов сотовой связи и, следовательно, предоставляемых ими услуг.

Несмотря на все существующие недостатки, стандарт LTE превосходит су-

ществующие стандарты 3G и 2G по всем параметрам. Структура стандарта

LTE значительно отличается от стандартов прошлых поколений. Отличия коснулись подсистем базовых станций и коммуникационных подсистем. Из-

менения коснулись и самой технологииобмена информацией между пользо-

вателем и базовой станцией. В стандарте LTE все видыпередаваемых данных

18

(не только обычная речь, но и видео и текст и даже файлы большого объема)

передаются в формате пакетов информации.

Работа над первым стандартом четвертого поколения - LTE (Long Term

Evolution) началась в 2004 году организацией 3GPP. Главными требования-

ми, которые предъявлялись в процессе работы над стандартом, были следу-

ющие:

•Скорость передачи данных выше 100 Мбит/сек.

•Высокий уровень безопасности системы

•Высокая энергоэффективность

•Низкие задержки в работе системы

•Совместимость со стандартами второго и третьего поколений

Вконце 2009 года в Швеции была запущена в коммерческую эксплуатацию первая сеть стандарта LTE.

1.2.Развитие стандарта в России

ВРоссии 4G получил развитие к 2015 году. Больше всего в области предо-

ставления услуг этого стандарта скоростной связи преуспел Мегафон – он обслуживает свышепятидесяти двух (состояние на 2018 год) районов России.

Однако качественную связь 4G предлагают и следующие операторы: МТС,

Билайн, ТELE2 и Yota (Скартел). МТС, предлагающий высокоскоростную связь, Интернет и VoLTE более чем в 35 районах страны, стоит на втором месте по обслуживанию. На данный момент (февраль, 2019) почти вся тер-

ритория России обеспечена скоростной связью 4GLTE, кроме Республики Крым и города Севастополь (обслуживает только оператор МТС). При этом,

в Москве и в некоторых других городах всё ещё наблюдаются проблемы со связью. Например, на Малом Центральном Кольце Московской Железной Дороги (МЦК) наблюдаются перебои со снабжением связи на участках в районах станций «Белокаменная», «Стрешнево», «Угрешская» и «Новохох-

ловская», а на некоторых станциях Серпуховско-Тимирязевской линии Мос-

ковского Метрополитена до сих пор нет сотовой связи с сетями крупнейших

19

провайдеров РФ. К 2018 – 2019 году на всех станциях МЦК и Метрополитена проблема уже решена.

1.3.Ключевые составляющие сети стандарта 4G LTE

Ключевые составляющие [2, 3, стр. 323, 8] стандарта LTE следующие:

• шлюз обслуживания абонентов SGW (Serving Gateway) предназначен для обеспечения обратной совместимости с 2G и 3G. Этот способ позволяет значительно улучшить качество соединения в сети в случае ухудшения усло-

вий приема и при увеличении нагрузки на сеть;

•пакетный шлюз (он же шлюз обмена данными между сетями других операторов) PGW маршрутизирует пакеты информации в сеть конкретного оператора;

•узел управления мобильностью MME предназначен для координации и,

собственно, управления мобильностью абонентов сети;

•узел учета использованного трафика связи и взимания платы за него

PCRF предназначен для составления счета за использование услуг связи и взимания за них платы для каждого конкретного абонента оператора-

поставщика.

Основой стандарта LTE является использование технологии передачи дан-

ных MIMO с применением мультиплексирования с ортогональным ЧРК(OFDM). Принцип действия MIMO основан на применении приемных и передающих антенн разного типа, при этом их расположение подразумевает отсутствие корреляционной зависимости между ними.

Основной частотный диапазон современных сетей стандарта 4G - 2,3 ГГц.

Еще одним распространенным диапазоном является частотный диапазон 2,5

ГГц – на этой частоте работает очень много сотовых операторов Евразии,

Японии и Соединенных Штатов Америки. Есть также диапазон 2,1 ГГц, од-

нако из-за узкой полосы частот (от пяти до пятнадцати МГц) он не получил должного распространения. Новые возможности применения стандарта

4GLTE благодаря повсеместному использованию в большинстве стран Евра-

20