Характеристики основных xDSL-технологий

Используя исходные данные, приведенные в задании к ДКР №2, необходимо по произведенным расчетам выбрать технологии xDSL позволяющие снизить затраты на развернутые транспортные сети.

2. Формирование вариантов частотно-территориального планирования зоновых сетей связи.

Топологический аспект отражает основное правило построения системы сотовой связи как совокупности ячеек, или сот, покрывающих обслуживаемую территорию. Ячеечная, или сотовая, структура системы является следствием реализации принципа повторного использования частот – основного принципа сотовой системы, определяющего эффективное использование выделенного частотного ресурса и высокую канальную емкость системы.

В РФ для работы систем подвижной связи выделено десять полос частот: I (1,6–30 МГц), II (33–48,5 МГц), III (57–57,25 МГц), IV (74–74,6 МГц), V (75,4–76 МГц), VI (146–174 МГц), VII (300–308 МГц), VIII (336–344 МГц), IX (451–466 МГц) и X (890–960 МГц). Указанные полосы частот используются не только сетями подвижной радиосвязи, но и другими радиосредствами. Полосы разделены преимущественно между видами подвижной связи следующим образом:

I–VI используются в системах персонального вызова;

I–VIII – в технологических диспетчерских сетях;

IX–X – в РСОП.

Осваиваются и более высокочастотные диапазоны – 2–60 ГГц (преимущественно для малоподвижных и фиксированных абонентов).

На практике из-за неоднородности рельефа и наземных объектов форма ячеек (зон доступа) далеко не всегда совпадает с правильными шестиугольниками. Точный прогноз конфигурации каждой ячейки является весьма сложной задачей. При этом точность прогноза определяется, с одной стороны, точностью исходных данных об условиях распространения радиоволн (РРВ) и пространственно-временном распределении информационной нагрузки (трафика) подвижных абонентов, а с другой стороны, точностью используемых моделей РРВ и обслуживания подвижных абонентов (ПА). Кроме того, качество беспроводной связи и реальная конфигурация зон доступа существенно зависят от взаимного влияния различных относительно близко расположенных радиоэлектронных средств (РЭС).

При частотно-территориальном планировании (ЧТП) различают три этапа расчетов в рамках решаемых задач анализа и синтеза.

Анализ – расчет конфигурации зон (электромагнитного) покрытия (радиосигналами с достаточной для связи мощностью P_c ³ P_c.тр). Синтез – выбор мест размещения, высот и ориентации антенн, а также мощности передатчиков базовых станций, при которых удается обеспечить заданную степень (в идеале – полную) электромагнитного покрытия заданной территории размещения ПА.

Анализ – расчет конфигурации зон обслуживания ПА с заданными вероятностно-временными характеристиками (ВВХ) информационного обмена. Синтез – выбор необходимого количества трафиковых каналов (приемопередатчиков – ПП) БС, при котором удается обеспечить заданные ВВХ для заданной доли (в идеале – для всех) ПА на заданной территории их размещения.

Анализ – расчет конфигурации зон электромагнитной совместимости (ЭМС), в пределах которых выполняются требования к достоверности и своевременности, несмотря на одновременную работу множества относительно близко расположенных РЭС. Синтез – выбор необходимого количества и распределения частот между всеми ПП всех БС СПР, при которых в пределах заданной территории размещения ПА выполняются требования к ЭМС (сохраняется неизменной конфигурация зон обслуживания несмотря на взаимное влияние РЭС). При использовании технологий с МДЧР и адаптивным выбором свободных частот (подобных DECT) или с МДКР и одной несущей (подобных IS-95) указанная задача синтеза не решается, но анализ ЭМС все равно выполняется, иногда совместно с решением задач анализа и синтеза на первых двух этапах.

При решении задач определения конфигурации зон покрытия (1-й этап) и ЭМС (3-й этап) используются три класса моделей РРВ, отличающиеся составом используемых исходных данных о земной поверхности, а также сложностью и точностью расчетов затухания радиоволн L [дБ] (loss – потери) между БС и мобильными станциями (МС) ПА на расстоянии R [км] на частоте F [МГц] при высотах антенн БС H [м] и МС h [м]:

2.1. Модели РРВ, чувствительные только к дальности R между БС и МС и обобщенному типу земной поверхности вокруг БС независимо от конкретного направления от БС к МС. Конфигурация зоны покрытия одной БС при этом имеет форму круга. Можно выделить три типа данных моделей, отличающиеся степенью чувствительности к реальной земной поверхности вокруг анализируемой БС:

модель РРВ в свободном пространстве, совершенно не учитывающая наличие земной поверхности.

модель РРВ в околоземном пространстве, учитывающая абсолютное экранирующее влияние идеальной сферической земной поверхности с эквивалентным радиусом.

модель РРВ в приземном слое атмосферы, учитывающая статистические свойства неоднородности земной поверхности (включая наземные объекты):

(1)

где параметры A и B зависят от типа земной поверхности, а также от частот F [МГц] и высот антенн БС H [м] и МС h [м] (например, в модели Окамура – Хата для городских районов при F = 150–1000 МГц, H = 30–200 м, h = 1–10 м):

;
,

где a(h) – поправочный коэффициент для высоты антенны МС, равный, для малых (средних) городов и пригородов величине

;

для больших городов и используемых частотах величине

;

для больших городов и используемых частотах величине

.

Зная максимально (минимально) допустимое затухание сигналов L_с (помех L_п) путем обратных преобразований формулы (1) несложно определить радиус зон покрытия R_с (или ЭМС R_п), причем всегда при прочих равных условиях R_с < R_п.

2.2. Выбор необходимого количества трафиковых каналов (приемопередатчиков – ПП) БС, при котором удается обеспечить заданные ВВХ для заданной доли (в идеале – для всех) ПА на заданной территории их размещения осуществляется с использование номограмм Бухмана.

2.3. После построения зон покрытия многих БС с помощью приведенной модели при планировании СПР формируются карты границ зон обслуживания разных БС, представляющие собой множество элементарных площадок размещения, помеченных условным номером той БС, от которой уровень сигнала превышает уровни сигналов от других БС. Именно карта границ при определенном регулярном размещении БС и однородных условиях РРВ имеет вид шестигранных сот.

Рис. 1. Номограммы Бухмана

Определив по карте границ величину радиуса зоны связи R_с как минимальное расстояние до границы отдельной зоны обслуживания (соты) и максимальный радиус зоны ЭМС (помех) R_п, можно оценить минимально необходимое количество групп частот (размер кластера) N_F для ССПС:

,

(2)

где ρ = R_п/R_с – относительный радиус зоны помех; γ Î [–1,1] – смещение относительного расстояния до центра зоны обслуживания наиболее удаленной БС от радиуса зоны помех, учитывающее влияние разбиения зон доступа на секторы с помощью направленных антенн.

В частности, для круговых антенн γ = 1. При использовании секторных антенн допустимое расстояние до центра зоны доступа наиболее удаленной БС уменьшается γ < 1. В предельном случае (наиболее полно проявляющемся для шестисекторных направленных антенн) можно получить γ = –1. Применяя обратный пересчет, с помощью формулы (2) можно оценить максимальный относительный радиус зоны помех, при котором допустимо использование того или иного количества групп частот.

2.4. Распределение минимального количества частотных групп между базовыми станциями сети подвижной радиосвязи (рисунком) осуществить с учетом формы территории города и его пригорода.

Топологический аспект имеет важное значение для планирования (проектирования) зоновых СПР и определяет особенности выбора мест размещения базовых станций, вычисления конкретной конфигурации (размеров) ячеек (зон доступа) и распределения частот с учетом окружающей земной поверхности, требований трафика ПА и влияния мешающих РЭС.

Используя выданные исходные данные, приведенные в задании, необходимо рассчитать приведенные выше параметры.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: