Структура автоматизированной системы частотно-территориального планирования сетей транкинговой радиосвязи специального назначения

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Связь
Узнать стоимость новой

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

His
К E S E A H С 11
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ
Структура автоматизированной системы частотно-территориального планирования сетей транкинговой радиосвязи специального назначения
Частотно-территориальное планирование сетей подвижной связи специального назначения предусматривает выбор структуры (конфигурации) сети, места стоянки подвижных базовых станций, выбор типа, высоты и ориентации антенн, распределение частот между базовыми станциями.
Ключевые слова: частотно-территориальное планирование, автоматизированная система, транкинговая связь.
Смирнов К. А., Голубинцев А. В. ,
ФГУП & quot-НИИ & quot-Рубин"-
Одним из основных вариантов применения транкинговых систем является развертывание зоновых систем подвижной радиосвязи. Эффективность функционирования сети определяется качеством планирования. При планировании развертывания и последующем оперативном управлении необходимо учитывать большое количество разнообразной информации. Процесс управления можно разделить на задачи планирования, развертывания сети и задачи оперативного управления в ходе функционирования. Автоматизация решения этих задач увеличивает оперативность, обоснованность и адекватность решений, особенно при восстановлении или переконфигурации сети. Специальное программное обеспечение автоматизированной системы частотно — территориального планирования сети подвижной радиосвязи должна обеспечить высокую эффективность автоматизации этапа подготовки исходных данных, поддерживать основные элементы этапа синтеза исходной сети и этап оптимизации на основе анализа эксплуатационных характеристик сети.
Частотно-территориальное планирование сетей цифровой транкинговой радиосвязи специального назначения предусматривает выбор структуры (конфигурации) сети, места стоянки подвижных базовых станций, выбор типа, высоты и ориентации антенн, распределение частот между базовыми станциями. Для повышения эффективности работы сети должна осуществляться оптимизация частотно-территориального плана, т. е. необходимо разрабатывать план, обеспечивающий заданную зону обслужива-
ния, емкость сети, требуемое качество обслуживания при минимальном числе базовых станций и используемых частот.
В общем, алгоритм частотно — территориального планирования сетей подвижной радиосвязи состоит из трех этапов. В качестве первого этапа выделяется задача получения исходных данных для планирования сети: рельефа, типа застройки местности, прогноза числа мобильных станций (МС), вероятное их распределение на местности, требования к качеству связи, вероятности блокировки, участков пригодных к размещению БС, возможности установки антенн, имеющихся полос частот, возможности организовать линии привязки БС, требований по совместимости с другими системами.
Второй этап заключается в построении исходной сети N1: определения мест размещения подвижных БС, их энергетических и частотных параметров, используя модель плотности трафика и характера местности. На данном этапе прогнозируются средние напряженности поля Етах (Ь, х) для каждого передатчика БС в точках его зоны обслуживания и в областях, где он может создать помехи другим станциям. Прогнозирование возможно осуществить используя статистическую модель Окатига-На1а (модель 1). На этом этапе важно оценить профиль местности между БС и местоположением х, высоты подъема и выбор антенн БС и МС, частоты, мощности.
При расчете зоны обслуживания критерием служит качество связи: отличное при вероятности двух сторонней связи 0,9 (ожиданием
Structure of automated
system of frequency and territorial planning of networks of a trunking radio communication of a special purpose
Smirnov K.A., Golubintsev A.V. ,
The Federal State Unitary Enterprise & quot-Scientific Research Institute & quot-Rubin"-
Keywords: Frequency-territorial planning, automate system, trunked radio. Frequency-territorial planning of networks of special purpose mobile communication provides a choice of the network structure, a parking lot of mobile base stations, a choice of type, heights and orientations of aerials, distributions of frequencies between base stations.
Наукоёмкие технологии в космических исследованиях Земли
16 № 2−2011
TELECOMMUNICATIONS
His
превышения сигналом уровня чувствительности в 95% мест и 95% времени) и для хорошего либо удовлетворительного качества связи при вероятности двухсторонней связи 0,8.
Рассчитывая зону обслуживания, необходимо определить эффективно излучаемую мощность передатчика базовой станции. Необходимая мощность сигнала на приемной антенне для обеспечения уверенного приема может быть вычислена с помощью выражения:
P = Р
'-А ПР РПР
¦ GA ПР + ВПР + А,
(1)
где РПр — чувствительность приемника, GA Пр — коэффициент усиления приемной антенны, Впр — коэффициент потерь в цепях между антенной и приемником, А — поправочный коэффициент, вводимый для обеспечения с заданной вероятностью превышения мощностью сигнала на входе антенны приемника среднего значения. Можно констатировать, что при, А = 0 в 50% случаев сигнал ниже уровня чувствительности приемника, а в 50% - выше. В модели 1 распределение вероятностей уровня сигнала подчиняется логарифмически-нормальному закону.
Применительно к системам связи стандарта TETRA, для которых в качестве поддиапазонов выделены полосы частот 410−430/ 450−470 МГц величина, А для пригорода равна 9,75 дБ, а для города 7,3 дБ. Учитывая реальную чувствительность приемников БС и МС выпускаемых в настоящее время различными производителями, коэффициенты усиления приемных антенн при передаче от БС и МС, коэффициенты потери в фидерах приемников МС, БС и подставляя их в выражение (1), для случая передачи в условиях пригорода при передаче от БС к МС значение мощности Рд пр = -91,25 дБм, а для случая передачи от МС к БС -93,25 дБм. Для условий города соответствующие значения будут равны -93,2 и -96,3 дБм.
При наличии достаточного времени на планирование сети транкинговой связи расчет зоны обслуживания БС можно уточнить, используя детерминированные модели напряженности поля сигнала.
Основой детерминированных методов расчета зон покрытия являются физические модели распространения радиоволн. В них учитывается ослабление в свободном пространстве,
отражение от местных объектов, дифракция на препятствиях, поглощение, преломление электромагнитных волн. Расчеты основываются на многолучевой модели распространения электромагнитных волн.
Важным элементом планировании сети на втором этапе является применение специального программного обеспечения (СПО), включающего специализированную геоинформационную систему (СГИС). Базовым элементом СГИС является цифровая карта местности (ЦКМ). При планировании транкинговой сети радиосвязи СГИС должна позволять решать такие задачи как выбор мест размещения БС, энергетические расчеты интервалов связи, зон обслуживания БС, определения кратчайших маршрутов при планировании марша на их развертывание. СПО должно поддерживать функции оценки работоспособности и состояния сетевых элементов, качества передачи информации, оценки помехоустойчивости, анализа электромагнитной совместимости, оценки пропускной способности системы связи, интегральной оценки сети транкинговой радиосвязи. В общем случае СГИС может состоять из двух системообразующих компонентов: информационного и программного. Информационный компонент должен содержать информацию для решения расчетных задач управления сетью, разработке выходных документов (распоряжений). Основой информационного компонента является база данных, которая в общем случае должна состоять из постоянных и переменных данных. К постоянным данным можно отнести ТТХ элементов сети, мешающих средств, библиотеку графических знаков для отображения оперативной обстановки функционирования сети подвижной радиосвязи. К переменным данным относятся требования к сети связи, оперативные сведения об условиях функционирования сети связи, различные модели расчета напряженности электромагнитного поля, результаты промежуточных вычислений при решении задач планирования сети подвижной радиосвязи, ЦКМ на требуемые районы местности.
Программный компонент СГИС должен позволять работать с цифровыми картами различных форматов: векторными, матричными и растровыми, в зависимости от решаемых задач.
Для получения большей точности необхо-
димо выполнить измерения в заданном районе в наиболее характерных точках зоны обслуживания и использовать эти данные для уточнения моделей при условии наличия временных и инструментальных возможностей.
При распределении частот важно определить количество секторов в соте (один, три, шесть). При трех секторах в ячейке можно использовать модель повторного использования частот, приведенную на рис. 1.
{& lt- 1 1& gt-
4 7
& lt-3 & lt-'- 1 •
I 4 7 5 8 е 9 4 7
& lt-3 & lt-1 '-& quot--->-С3 *
5 [8 6 Э 4 7 5 8 6 Тэ
-- 3
5 8 е & quot- 9
Рис. 1. Модель повторного использования частот
с трехсекторными антеннами

На рисунке 1 представлена модель использования антенн с трехсекторными зонами. Общее количество частотных каналов 9.
При построении начального приближения сети целесообразно использовать данные об ориентировочном размере зон обслуживания и числе каналов базовых станций, исходя из ожидаемой абонентской нагрузки в пределах зоны обслуживания, рассчитываемой используя известные модели теории телетрафика.
Второй этап частотно-территориального планирования является важным этапом синтеза сети транкинговой радиосвязи N. Результатом второго этапа частотно-территориального планирования должен быть частотно-территориальный план транкинговой сети в качестве опорного, который позволяет сформировать показатель качества системы при решении дальнейшей задачи оптимизации сети.
Третий этап планирования сети осуществляется при помощи итеративного метода. Результатом этого этапа, должна быть оптимизированная сеть N'-, с уточненными местоположениями БС, типов, высот и ориентации антенн, уточнение участков затенения в зонах обслуживания БС.
На третьем этапе необходимо найти сеть N'-, которая удовлетворяет исходным требованиям и обладает при этом значением сово-
High technologies in Earth space research № 2−2011
us
купности (вектора) показателей качества Q (N/), наилучшим в смысле в смысле безусловного критерия предпочтения и имеет вид:
Q (N'-) & lt- Q (N)
(2)
Если выполняется условие (4), то каждый из показателей качества q?(N/) I = 1, гп оптимизированной сети N'- не хуже чем у сети синтезированной на втором этапе, в том числе хотя бы один из этих показателей качества лучше чем у сети N.
На заключительном этапе также рассчитывается внутрисистемная электромагнитная совместимость. Для обеспечения внутрисистемной ЭМС при назначении частот рассчитывается матрица совместимости. Условием совместимости рассматриваемой пары сот является отсутствие пересечения зоны обслуживания и зоны помех.
Особенностью транкинговой системы радиосвязи специального назначения может яв-
ляться отсутствие требования сплошного покрытия заданной территории зонами обслуживания. Требования по зоне обслуживания формируются исходя из оперативных задач подразделений, зависят от конфигурации населенных пунктов, рельефа местности, потенциального числа абонентов, возможностей перемещения МС. Топографическая привязка мобильных БС определяется с учетом преобладающих высот. Конфигурация зон обслуживания определяется изменением мощности передатчиков, высот и диаграмм направленности антенн.
Вышеперечисленные особенности транкинговой системы специального назначения должны быть учтены на заключительном этапе частотно-территориального планирования.
Для результативного решения задачи частотно-территориального планирования необходимо сочетание методов математического синтеза, связанного с существенной идеализацией сети, с использованием накопленных данных и инженерным опытом.
ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ
Литература
1. Бабков В. Ю., Вознюк М А, Михайлов П А. Сети мобильной связи. Частотно-территориальное планирование. СПбГУТ 2000. — С. 72−87.
2. Абатуров П. С., Афанасьев А. И, Волков А Н, Певцов Н. В., Перевязкин А. В. Системы подвижной транкинговой связи стандарта TETRA СПБ: судостроение, 2004. — С. 65−70.
3. Максимов В. И, Комашинский А. В. Системы подвижной радиосвязи с пакетной передачей информации. Основы моделирования. — М.: Горячая линия-Телеком, 2007. — 173 с.
4. Сажин А, Гостенин В., Буряков В. Системы мобильной связи для предприятий нефтегазового комплекса.
5. Okumura Y. Field Strength and its Variability in WHF Land Mobile Radio Service // Review о[ the Electrical Communications Laboratory/1968/ Septemer/October.
Наукоёмкие технологии в космических исследованиях Земли № 2−2011

Показать Свернуть
Заполнить форму текущей работой