Проектирование радиосети стандарта GSM-900

  • Вид работы:
    Дипломная (ВКР)
  • Предмет:
    Информатика, ВТ, телекоммуникации
  • Язык:
    Русский
    ,
    Формат файла:
    MS Word
    1,36 Mb
  • Опубликовано:
    2011-05-08
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!

Проектирование радиосети стандарта GSM-900
















«ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАДИОСЕТИ СТАНДАРТА GSM-900»

Содержание

Задание по курсовой работе

Часть 1: Построение начального приближения сети

а) Расчет параметров сети, исходя из требований по обеспечению абонентской емкости и выделенного частотного ресурса

б) Расчет параметров сети, исходя из энергетических возможностей оборудования сети

в) Определение наиболее рационального варианта проекта сети

г) Частотное планирование

д) Определение требуемого числа каналов SDCCH в секторе

Часть 2: Практическая часть

а) Графическая информация и таблицы расчетов до оптимизации

Выводы

б) Графическая информация и таблицы расчетов после оптимизации

Выводы

Приложения

Список литературы

Задание по курсовой работе

по дисциплине «Проектирование радиосетей сотовых систем связи»

студента Петровой Ирины Олеговны э

(фамилия, имя, отчество)

вариант 10

Исходные данные:

1. Стандарт GSM-900

2. Требуемая зона обслуживания: город Sг= 130 км2

3. Требуемая абонентская емкость сети: Na=20 000 аб.

4. Выделенный частотный ресурс Nf = 24

5. Вероятность блокировки вызова pбл=1%

6. Максимальная мощность передатчика БС PБС= 40 Вт

7. Чувствительность приемника БС РБС= -111 дБм

8. Мощность передатчика АС РАС=2 Вт

9. Чувствительность приемника АС РАС= -110 дБм

Дата выдачи задания 7 октября 2010 г. я

Руководитель я Никитина А.В.___ л

(подпись)

Задание принял к исполнению я

(подпись)

Срок сдачи студентом законченного проекта э 16 декабря 2010 г. э

Часть 1. Построение начального приближения сети

Начальное приближение сети - сеть регулярной архитектуры с одинаковыми параметрами всех БС сети.

В процессе теоретического расчета необходимо определить:

1.       Количество БС в проектируемой сети

.        Высоты подвеса антенн БС , м

.        Мощность передатчиков БС , Вт

.        Количество приемопередатчиков (TRX) в секторе БС

.        Абонентскую емкость сектора , Эрл

.        Дальность связи , км

а) Расчет параметров сети, исходя из требований по обеспечению абонентской емкости и выделенного частотного ресурса

1.      Расчет потенциально-возможной емкости сектора БС

Расчет необходимо произвести для двух типов кластера (M/C): 3/9 и 4/12.

Здесь M - число БС в кластере, С - число секторов в кластере.

Максимально-возможное число частот (радиоканалов) на сектор

()

 при

а) кластер 3/9:

б) кластер 4/12:

Число трафиковых каналов в секторе :


Следовательно, из таблицы по соотношению каналов в секторе БС:

число трафиковых каналов , число каналов управления и сигнализации .

Поскольку число каналов в секторе совпадает для двух типов кластера, следовательно, дальнейшие расчеты будут одинаковы для них.

Рекомендации по соотношению каналов в секторе БС стандарта GSM

Число каналов в секторе

Общее число радиоканалов в секторе

трафиковых (NTCH)

управления и сигнализации (NCCH)


1…7 8…15 16…22 23…30 31…37

1 1 2 2 3

1 2 3 4 5


Максимально-возможная абонентская емкость сектора :

Asect=8.11 при  и вероятности блокировки вызова


Максимально-возможное число абонентов в секторе

где  Эрл - нагрузка от одного абонента в ЧНН.

Расчет минимально-возможного числа БС в сети

Число секторов в сети


где - число абонентов сети, согласно заданию на курсовую работу.

Число БС в сети


где D=3 - число секторов на БС.

Расчет требуемой дальности связи сектора для обеспечения рассчитанной абонентской емкости.

Площадь одного сектора БС


Дальность связи


б) Расчет параметров сети, исходя из энергетических возможностей оборудования сети

. Расчет дальности связи

Антенна БС с коэффициентом усиления дБи.

Высота подвеса антенны м

Потери в комбайнере =3дБ, фидере =3дБ.

Значения прочих потерь представлены в табл.2.

Таблица 2

Параметр

Значение, дБ

Потери в теле абонента

3

Потери на проникновение


в автомобили

8

в здания

15


Выбор соответствующей заданному частотному диапазону и типу зоны обслуживания математической модели для расчета потерь передачи

Математическая модель для расчета основных потерь передачи в СПС

Наименование, источник информации

Условия применимости, исходные данные

Описание зоны, дополнительные условия

Расчетное уравнение

Окамура-Хата (Rec. ITU-R P.529-2)

F = 150…1000 МГц

Средний и малый город (medium stall city)

L1 = 68,75-13,82lgHBS+27,72lgF-(1,1lgF-0,7)×HMS + (44,9-6,55lgHBS)×lgR


НBS = 30…200 м




1.6 Записать выражение для определения дальности связи через потери передачи

= 1.445

Расчет бюджета потерь (табл. 4)

Бюджет потерь

Энергетические характеристики, параметры

Направление передачи

Расчетные формулы


БС®АС

АС®БС


1

2

3

4

Мощность передатчика , Вт402




Мощность передатчика , дБм46.0233.01




Потери в фидере антенны РПдУ , дБ30




Потери в комбайнере , дБ30




Потери в дуплексном фильтре РПдУ, дБ20




Максимальный КУ антенны РПдУ , дБи80




Излучаемая мощность , дБм46.0233.01




Чувствительность приемника, дБм-110-111




Потери в фидере антенны ПРМ, дБ03




Максимальный КУ антенны ПРМ , дБи08




Потери в дуплексном фильтре ПРМ , дБ02




Необходимая мощность полезного сигнала с вероятностью 50 % , дБм-110-114




Необходимая напряженность поля полезного сигнала с вероятностью 50 % , дБ (мкВ/м)26.28522.284




Среднеквадратическое отклонение (СКО) флуктуаций сигнала s, дБ

10


Параметр логнормального распределения уровней сигнала по местоположению с вероятностью 75% h(75%), раз

0,68


Необходимая мощность полезного сигнала на границе зоны обслуживания с вероятностью 75% , дБм-103.2-107.2




Необходимая напряженность поля полезного сигнала на границе зоны обслуживания с вероятностью 75% , дБ (мкВ/м) 33.08529.084




Потери в теле абонента , дБ3



Потери на проникновение, дБ в здание

в автомобиль

8



Допустимые основные потери передачи с вероятностью 50% , дБ при нахождении АС на улице148.02139.01

(Выбирается наименьшее из значений двух направ-лений)




Допустимые основные потери передачи с вероятностью 75% , дБ при нахождении АС на улице141.22132.21

(Выбирается наименьшее из значений двух направ-лений)




Максимальная дальность связи с вероятностью 75% на границе зоны обслуживания , км

1. 445




Рассчитать количество БС в сети

Площадь сектора

,

Число секторов в сети


Число БС в сети


Рассчитать абонентскую нагрузку которую должен обслужить сектор

Количество абонентов в секторе


Абонентская нагрузка в секторе

Определить требуемый частотный ресурс (число TRX)

По таблицам Эрланга (прил. 1) для заданной вероятности блокировки вызова определить требуемое количество каналов трафика в секторе .

Определить требуемый частотный ресурс  = 2 (табл. 1)

в) Определение наиболее рационального варианта проекта сети

1. Сравнивая, полученное в п.1.7. II раздела значение дальности связи с рассчитанным ранее  (раздел I пп. 3.2), я получила , это означает, что при работе сети не будут выполнятся требования по внутрисистемной ЭМС. Для улучшения ситуации я применила следующие меры:

·        выбрала антенну с меньшим коэффициентом усиления

·        не учитывала потери в теле абонента и на проникновение в здания

·        учитавала потери на проникновение в автомобиль

В результате дальнейших итераций были определены параметры оборудования, при которых , т.е. выполняются требования по покрытию и емкости сети и наиболее рационально используются частотный и аппаратурный ресурсы


г) Частотное планирование

Распределить выделеный частотный ресурс между секторами таким образом, чтобы выполнялись требования по обеспечению емкости и соблюдались частотные ограничения табл. 6. Сетка частот должна быть непрерывна (например, каналы с 1 по 18)

Параметры частотных ограничений

Шаг регулярной частотной сетки, кГц

Общая стойка БС

Смежные сектора


ΔFBS min, кГц

ΔNBS min

ΔFsect min, кГц

ΔNsect min

200

800

1

400

1


Регулярная структура сот (рис. 1) с номиналами частотных каналов, присвоенных каждому сектору.

Рис. 1. Сеть регулярной структуры (кластер 4х12)

д) Определение требуемого числа каналов SDCCH в секторе

Определение требуемого числа каналов SDCCH ы сектору осуществляется исходя из следующих условий:

·      по каналам SDCCH обеспечивается запрос подвижной станции о требуемом виде обслуживания, контроль правильного ответа базовой станции и выделение свободного канала связи, также по этому каналу подвижная станция делает запрос на локализацию в новой зоне.

·        процедура локализации (LU - location update) происходит 1 раз в час;

·        время занятия канала SDCCH для любой из процедур - 7 сек.

Нагрузка SDCCH, создаваемая абонентами одного сектора:

,

где  - нагрузка SDCCH, создаваемая всеми абонентами сектора в ЧНН для установления соединения;     - нагрузка SDCCH, создаваемая всеми абонентами сектора в ЧНН в процессе процедуры локализации.

Требуемое количество каналов NSDCCH определять по таблицам Эрланга при вероятности блокирования 1%.= 4

Расчитать требуемое число таймслотов для размещения каналов SDCCH при архитектуре (BCCH + SDCCH/4) и SDCCH/8.

Заполнить таблицу 7.

Таблица 7

Число каналов в секторе

Число приемопередатчиков в секторе

трафиковых (NTCH)

NBCCH + SDCCH/4

N SDCCH/8






трафиковых (NTCH)

NBCCH + CCH

N SDCCH/8







Часть II. Основные сведения для выполнения практической части курсовой работы

Выбор карты региона для проведения расчетов производится в соответствии с таблицей:

№ варианта

Регион

10

Липетск


Результаты выполнения практической части курсовой работы

В курсовой работе приведены следующие результаты расчета с применением программного комплекса OneplanRPLS:

а)Графическая информация и таблицы расчетов до оптимизации

1.   Карта местности:

2.   Карта уровней поля:


3.   Карта интерференции по C/I + C/A:

В приложении 2 представлены Таблицы EXEL: (частотное распределение, ЧТП, отчет по матрице соседей)

Выводы:

Карты интерференций по основному и соседнему каналу свидетельствуют о том, что мощности передатчиков недостаточно для оптимальной работы сети. В связи с этим были предприняты следующие меры:

а) Была осуществлена повторная расстановка БС в иных точках, однако результат показал, что изначальная расстановка БС является оптимальной для данного типа местности

б) Также была осуществлена расстановка большинства частот вручную, что привело к заметному снижению уровня интерференции

в) Произведено изменение параметров антенн: азимут, наклон, что также положительно повлияло на уровень интерференции

г) Работа с высотой подвеса антенн не принесла существенных изменений

д) Была изменена регулировка мощности некоторых БС, однако это не привело к существенному изменению уровня интерференции

б)Графическая информация и таблицы расчетов после оптимизации

радиосеть канал оптимизация

1.   Карта уровня поля:


2. Карта распределения частот:

3. Карта уровня границ:


4.       Карта handoverа:


5.      
Карта интерференции по C/I:


6.       Карта интерференции по C/A:


7.      
Карта интерференции по C/I+C/A:


8.       Карта качества обслуживания (MOS):

В приложении 3 представлены Таблицы EXEL (частотное распределение, ЧТП, отчет по матрице соседей).

Выводы:

.        В результате проведенной оптимизации были значительно снижены уровни помех по основному и соседнему каналу. Тем не менее, в результате оптимизации не удалось добиться полного отсутствия интерференции при оптимистическом варианте расчета.

Если учесть, что для стандарта GSM удовлетворяет соотношение с/ш, превышающее 9 дБ, а используемая для планирования программа автоматически настроена на 12дБ, как минимально возможный уровень с/ш, то картина интерференции существенно изменяется в лучшую сторону.

.        Беря во внимание тот факт, что данную сеть обслуживает большое число базовых станций, а точнее, 24, то при рассмотрении их влияния друг на друга требуется более детальный анализ.

.        Данные расчеты являются прогнозом с различными коэффициентами ошибок.

При составлении расчета и дальнейшем планировании сети использовалась ситуация, отличающаяся от действительности. На практике необходимо также учитывать множество иных факторов, а точнее, внешних воздействий, которые могут повлиять на работу сети. Среди них стоит отметить отметить: тип климата, характерный для данного района расчета, изменения рельефа и застройки местности, а также влажность воздуха, влияние ветров, рост абонентской нагрузки и т.д.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ТАБЛИЦА ЭРЛАНГОВ (Erlang B - для систем с отказами)

Число каналов N

А, Эрланг


Вероятность блокировки


1 %

2 %

5 %

10 %

20%

1

0.0101

0.0204

0.0526

0.111

0.25

2

0.153

0.223

0.381

0.595

1.00

3

0.455

0.602

0.899

1.27

1.93

4

0.869

1.09

1.52

2.05

2.95

5

1.36

1.66

2.22

2.88

4.01

6

1.91

2.28

2.96

3.76

5.11

7

2.50

2.94

3.74

4.67

6.23

8

3.13

3.63

4.54

5.60

7.37

9

3.78

4.34

5.37

6.55

8.52

10

4.46

5.08

6.22

7.51

9.68

11

5.16

5.84

7.08

8.49

10.9

12

5.88

6.61

7.95

9.47

12.0

13

6.61

7.40

8.83

13.2

14

7.35

8.20

9.73

11.5

14.4

15

8.11

9.01

10.6

12.5

15.6

16

8.88

9.83

11.5

13.5

16.8

17

9.65

10.7

12.5

14.5

18.0

18

10.4

11.5

13.4

15.5

19.2

19

11.2

12.3

14.3

16.6

20.4

20

12.0

13.2

15.2

17.6

21.6

21

12.8

14.0

16.2

18.7

22.8

22

13.7

14.9

17.1

19.7

24.1

23

14.5

15.8

18.1

20.7

25.3

24

15.3

16.6

19.0

21.8

26.5

25

16.1

17.5

20.0

22.8

27.7

26

17.0

18.4

20.9

23.9

28.9

27

17.8

19.3

21.9

24.9

30.2

28

18.6

20.2

22.9

26.0

31.4

29

19.5

21.0

23.8

27.1

32.6

30

20.3

21.9

24.8

28.1

33.8

31

21.2

22.8

25.8

29.2

35.1

32

22.0

23.7

26.7

30.2

36.3

33

22.9

24.6

27.7

31.3

37.5

34

23.8

25.5

28.7

32.4

38.8

35

24.6

26.4

29.7

33.4

40.0

36

25.5

27.3

30.7

34.5

41.2

37

26.4

28.3

31.6

35.6

42.4

38

27.3

29.2

32.6

36.6

43.7

39

28.1

30.1

33.6

37.7

44.9

40

29.0

31.0

34.6

38.8

46.1

41

29.9

31.9

35.6

39.9

47.4

42

30.8

32.8

36.6

40.9

48.6

43

31.7

33.8

37.6

42.0

49.9

44

32.5

34.7

38.6

43.1

51.1

45

33.4

35.6

39.6

44.2

52.3

46

34.3

36.5

40.5

45.2

53.6

47

35.2

38.1

42.6

49.4

54.8

48

36.1

38.4

42.5

47.4

56.0

49

37.0

39.3

43.5

48.5

57.3

50

37.9

40.3

44.5

49.6

58.5

51

38.8

41.2

45.5

50.6

59.7

52

39.7

42.1

46.5

51.7

61.0

53

40.6

43.1

47.5

52.8

62.2

54

41.5

44.0

48.5

53.9

63.5

55

42.4

44.9

49.5

55.0

64.7

56

43.3

45.9

50.5

56.1

65.9

57

44.2

46.8

51.5

57.1

67.2

58

45.1

47.8

52.6

58.2

68.4

59

46.0

48.7

53.6

59.3

69.7

60

46.9

49.6

54.6

60.4

70.9

61

47.9

50.6

55.6

61.5

72.1

62

48.8

51.5

56.6

62.6

73.4

63

49.7

52.5

57.6

63.7

74.6

64

50.5

53.4

58.6

64.8

75.9

65

51.5

54.4

59.6

65.8

77.1

66

52.4

55.3

60.6

66.9

78.3

67

53.4

56.3

61.6

68.0

79.6

68

54.3

57.2

62.6

69.1

80.8

69

55.2

58.2

63.7

70.2

82.1

70

56.1

59.1

64.7

71.3

83.3

71

57.0

60.1

65.7

72.4

84.6

72

61.0

66.7

73.5

85.8

73

58.9

62.0

67.7

74.6

87.0

74

59.8

62.9

68.7

75.6

88.3

75

60.7

63.5

69.7

76.7

89.5

76

61.7

64.9

70.8

77.8

90.8

77

62.6

65.8

71.8

78.9

92.0

78

63.5

66.8

72.8

80.0

93.3

79

64.4

67.7

73.8

81.1

94.5

80

65.4

68.7

74.8

82.2

95.7

81

66.3

69.6

75.8

83.3

97.0

82

67.2

70.6

76.9

84.4

98.2

83

68.2

71.6

77.9

85.5

99.5

84

69.1

72.5

78.9

86.6

100.7

85

70.0

73.5

79.9

87.7

102.0

86

70.9

74.5

80.9

88.8

103.2

87

71.9

75.4

82.0

89.9

104.5

88

72.8

76.4

83.0

91.0

105.7

89

73.7

77.3

84.0

92.1

106.9

90

74.7

78.3

85.0

93.1

108.2

91

75.6

79.3

86.0

94.2

109.4

92

76.6

80.2

87.1

95.3

110.7

93

77.5

81.2

88.1

96.4

111.9

94

78.4

82.2

89.1

97.5

113.2

95

79.4

83.1

90.1

98.6

114.4

96

80.3

84.1

91.1

99.7

115.7

97

81.2

85.1

92.2

100.8

116.9

98

82.2

86.0

93.2

101.9

118.2

99

83.1

87.0

94.2

103.0

119.4

100

84.1

88.0

95.2

104.1

120.6

102

85.9

89.9

97.3

106.3

123.1

104

87.8

91.9

99.3

108.5

125.6

106

89.7

93.8

101.4

110.7

128.1

108

91.6

95.7

103.4

112.9

130.6

110

93.5

97.7

105.5

115.1

133.1

112

95.4

99.6

107.5

117.3

135.6

114

97.3

101.6

109.6

119.5

138.1

116

99.2

103.5

111.7

121.7

140.6

118

101.1

105.5

113.7

123.9

143.1

120

103.0

107.4

115.8

126.1

145.6

122

104.9

109.4

117.8

128.3

148.1

124

106.8

111.3

119.9

130.5

150.6

126

108.7

113.3

121.9

132.7

153.0

128

110.6

115.2

124.0

134.9

155.5

130

112.5

117.2

126.1

137.1

158.0

132

114.4

119.1

128.1

139.3

160.5

134

116.3

121.1

130.2

141.5

163.0

136

118.2

123.1

132.3

143.7

165.5

138

120.1

125.0

134.3

145.9

168.0

140

122.0

127.0

136.4

148.1

170.5

142

123.9

128.9

138.4

150.3

173.0

144

125.8

130.9

140.5

152.5

175.5

146

127.7

132.9

142.6

154.7

178.0

148

129.7

134.8

144.6

156.9

180.5

150

131.6

136.8

146.7

159.1

183.0

152

133.5

138.8

148.8

161.3

185.5

154

135.4

140.7

150.8

163.5

188.0

156

137.3

142.7

152.9

165.7

190.5

158

139.2

144.7

155.0

167.9

193.0

160

141.2

146.6

157.0

195.5

162

143.1

148.6

159.1

172.4

198.0

164

145.0

150.6

161.2

174.6

200.4

166

146.9

152.6

163.3

176.8

202.9

168

148.9

154.5

165.3

179.0

205.4

170

150.8

156.5

167.4

181.2

207.9

172

152.7

158.5

169.5

183.4

210.4

174

154.6

160.4

171.5

185.6

212.9

176

156.6

162.4

173.6

187.8

215.4

178

158.5

164.4

175.7

190.0

217.9

180

160.4

166.4

177.8

192.2

220.4

182

162.3

168.3

179.8

194.4

222.9

184

194.3

170.3

181.9

196.6

225.4

186

166.2

172.3

184.0

198.9

227.9

188

168.1

174.3

186.1

201.1

230.4

190

170.1

176.3

188.1

203.3

232.9

192

172.0

178.2

190.2

205.5

235.4

194

173.9

180.2

192.3

207.7

237.9

196

175.9

182.2

194.4

209.9

240.4

198

177.8

184.2

196.4

212.1

242.9

200

179.7

186.2

198.5

214.3

245.4

202

181.7

188.1

200.6

216.5

247.9

204

183.6

190.1

202.7

218.7

250.4

206

185.2

192.1

204.7

221.0

252.9

208

187.5

194.1

206.8

232.2

255.4

210

189.4

196.1

208.9

225.4

257.9

212

191.4

198.1

211.0

227.6

260.4

214

193.3

200.0

213.0

229.8

262.9

216

195.2

202.0

215.1

232.0

265.4

218

197.2

204.0

217.2

234.2

267.9

220

199.1

206.0

219.3

236.4

270.4

222

201.1

208.0

221.4

238.6

272.9

224

203.0

210.0

223.4

240.9

275.4

226

204.9

212.0

225.5

243.1

277.8

228

206.9

213.9

227.6

245.3

280.3

230

208.8

215.9

229.7

247.5

282.8

232

210.8

217.9

231.8

249.7

285.3

234

212.7

219.9

233.8

251.9

287.8

236

214.7

221.9

235.9

254.1

290.3

238

216.6

223.9

238.0

256.3

292.8

240

218.6

225.9

240.1

258.6

295.3

242

220.5

227.9

242.2

260.8

297.8

244

222.5

229.9

244.3

263.0

300.3

246

224.4

231.8

246.3

265.2

302.8

248

226.3

233.8

248.4

267.4

305.3

250

228.3

235.8

250.5

269.6

307.8


Список литературы

1. Методические указания по выполнению курсовой работы «ПРССС» 2010г.

2.       В. Ю. Бабков, М. А. Вознюк, П. А. Михайлов, Учебное пособие для высших учебных заведений «Сети мобильной связи: Частотно-территориальное планирование» - 2007г.

.        Конспект лекций по курсу «Частотно-территориальное планирование».


Не нашли материал для своей работы?
Поможем написать уникальную работу
Без плагиата!