Дипломный проект - Модернизации и расширения сети телекоммуникаций с использованием возможностей системы беспроводного доступа - файл n11.doc

Дипломный проект - Модернизации и расширения сети телекоммуникаций с использованием возможностей системы беспроводного доступа
скачать (388.6 kb.)
Доступные файлы (20):
n1.doc21kb.08.06.2001 13:13скачать
n2.doc167kb.11.06.2001 08:49скачать
n3.doc36kb.08.06.2001 11:25скачать
n4.doc24kb.11.06.2001 08:51скачать
n5.doc23kb.08.06.2001 11:54скачать
n6.docскачать
n7.doc235kb.11.06.2001 08:48скачать
n8.doc183kb.11.06.2001 08:49скачать
n9.doc25kb.07.06.2001 11:41скачать
n10.doc210kb.11.06.2001 08:50скачать
n11.doc281kb.11.06.2001 08:50скачать
䮫10.doc45kb.06.06.2001 08:33скачать
䮫2.doc28kb.11.06.2001 07:20скачать
䮫3.doc31kb.11.06.2001 07:24скачать
䮫4.doc35kb.05.06.2001 13:08скачать
䮫5.doc27kb.05.06.2001 13:10скачать
䮫6.doc37kb.07.06.2001 14:03скачать
䮫7.doc50kb.06.06.2001 08:22скачать
䮫8.doc51kb.06.06.2001 08:27скачать
䮫9.doc50kb.06.06.2001 08:29скачать

n11.doc

3 Практическое применение системы абонентского радиодоступа Airspan-60


    1. Постановки задачи


Учитывая все перечисленное в предыдущих главах, и в особенности вопрос с телефонизацией верхних районов Алматы, перед нами встал вопрос:

Каким способом предоставить жителям указанных районов возможность –пользоваться частичкой социальных благ и общения с себе подобными?

а) Копать до каждого дома окоп+кабель+шкаф! – финансовая глупость.

б) Поставить столбы и повесить кабель! – радость сборщиков металлолома и не обогретых жителей.

в) Использовать системы уплотнения! – а нет среды для работы.

д) ВОЛС – тонкий кабель, нет металла, телефон и мультимедиа! – «новый» уже имеет GSM и АЛМА ТВ, а у некоторых…!!!

Вывод: надо что-то, при котором можно иметь телефон, не портить окружающий пейзаж, не быть источником существования отдельных активных жителей и что будет иметь возможность предоставить специфическую для местных жителей услуг – передавать двоичный код.

Ответ напрашивается сам – беспроводность (без проводов). Сейчас это по предыдущим главам - система радиодоступа Airspan-60, перед которой мы ставим нашу задачу.

Цель данной задачи заключается в обосновании применения систем беспроводного абонентского доступа в Алматы и в Казахстане в целом. В настоящее время в ГЦТ Алматытелеком» не задействовано более 50 000 №№, что выражает малоэффективное использование ресурсов и возможностей в извлечении дополнительной прибыли за счёт телефонизации удалённых пользователей в районах с наличием строений частного сектора и с отсутствием возможностей осуществления строительства наземных линий на абонентском участке в ближайшее время.

Проектом предусматривается применение системы радиодоступа на 1000 номеров на первоначальном этапе и с дальнейшим расширением в будущем .

В качестве опорной телефонной станции предполагается использование существующей транзитной АТС на базе DTS-3100, производства компании DAEWOO. В данном случае связь с СТОП будет полностью осуществляться через ТС, с соответствующей нумерацией абонентов системы радиодоступа.

При этом ёмкость заложенная при проектировании ТС на существующей сети на данный момент обеспечит проектируемое количество номеров достаточным резервом линий межстанционной связи с действующей сетью городских АТС, а также достаточным количеством ЗСЛ для выхода на Узел специальных сообщений и междугородную АТС.

Выбор транзитной станции в качестве опорной не случаен, ввиду наличия достаточного количества соединительных линий в любом направлении и возможностей расширения системы радиодоступа в будущем. В настоящее время ТС выполняет функции по обеспечению совместной работы аналоговых станций 2,3,4,6 узла, цифровых станций 5 узла с цифровыми станциями 9 и 7 узлов. Кроме того ТС имеет достаточное количество ЗСЛ на ММТС и спецузел, что не потребует значительного расширения СЛ и ЗСЛ при пуске системы радиодоступа.

В техническом плане от ТС требуется обеспечить подключение контроллера базовых станций с помощью потоков Е1 и выделением нумерационного плана, доступного ТС. Нынешняя конфигурация ТС обеспечивает функции трансляции соединений между станциями 2,3,4,5 узлов, ММТС со станциями 9 и 7 узлов, а также имеет Секцию абонентского искания и некоторое количество абонентских комплектов, включенных в коммутационное поле ТС. Для подключения системы радиодоступа необходимо провести некоторое изменение в конфигурации ТС, с расширением Секции абонентского искания, но в рамках данного проекта это не основная задача.


    1. Реализация системы беспроводного доступа


Конфигурация контроллера базовых станций должна обеспечить подключение к опорной АТС через ИКМ-тракты с подключением абонентской емкости на 1000 номеров. Между контроллером и опорной станцией (Тандем) будет использоваться многочастотная регистровая сигнализация R1.5., что позволит сократить количество оборудования по сравнению со случаем подключения через аналоговые линии, при этом увеличив количество абонентов на один контроллер. Количество ИКМ трактом между контроллером и опорной станцией будет исходить из количества абонентов и техническими ограничениями в оборудовании системы радиодоступа.

К контроллеру будут подключены 20 шестиканальных базовых станций, каждая из которых способна подключить до 80 абонентов. Но для обеспечения работы системы с наименьшими шансами на отказ в установлении соединения, количество абонентов на одну базовую станцию ограничим 60 терминалами.

Связь между контроллером базовых станций и базовыми станциями будет осуществляться как с использованием системы SDH, так и существующей кабельной инфраструктуры. Условия по дальности работы BSC и BS через HDSL, оговоренные в технических параметрах полностью выполняются.

Район, где предлагается развернуть систему, в настоящее время располагается на обширной предгорной территории Алматы. Размещение абонентов в этом районе не однородно. В этом случае необходимо разместить базовые станции таким образом, который позволит телефонизировать участки с плотным расселением жителей, а также обеспечить охват отдельных абонентов в пределах доступности базовых станций.

В пределах интересующего нас района располагается несколько зданий, принадлежащих ОАО «Казахтелеком» и обеспеченных кабельным хозяйством и через которые проходит система SDH.

Основные участки по телефонизации это п.Кок-Тюбе, п.Горный гигант, район Верхней пятилетки, жилые дома вдоль дороги в Алмарасан и район Кооптехникума в западной части планируемого района.

Базовые станции будут размещены в зданиях ТС, полностью отвечающих требованиям по охвату интересующей территории.


    1. Расчет соединительных линий


Расчет количества соединительных линий между BSC и BS необходимо начинать с расчета величины нагрузки от каждого абонента, включенного в систему радиодоступа. Для расчета количества радиоканалов и соединительных линий [4] между контроллером базовых станций и самими базовыми станциями, необходим учитывать рекомендации компании производителя, при подключении абонентов к базовой станции (в зависимости от ее конфигурации).

Исходные данные:

Планируемая емкость системы составляет 1000№№. Средняя нагрузка от одного абонента будет принята из расчета 0,04 Эрланг на одного абонента.

Для расчета числа соединительных линий необходимо определить общую величину нагрузок поступающих на соединительные линии. Для этого определим емкость каждой BS к емкости BSC. Такой способ даст незначительную погрешность, обусловленную снижением нагрузки на соединительных линиях между оконечным терминалом пользователя и центральной АТС.

Суммарная емкость для всех BS будет:

ЦТ «Шыгыс» - 200 абонентов

ЦТ «Батыс» - 200 абонентов

ЦТ «Онтустiк» - 600 абонентов

Для распределения нагрузок на каждую BS будем исходить от нагрузки каждого абонента на одну шестиканальную BS.
Предельную емкость шестиканальной определим формулой ,Эрл.:

(3.1)

Тогда, предельная емкость одной BS будет составлять: 25 абонентов на один канал базовой станции. В таком случае для обслуживания планируемого количества абонентов по каждому ЦТ, необходимо определить следующее количество радиоканалов:

ЦТ «Шыгыс» - 10 ;

ЦТ «Батыс» - 10 ;

ЦТ «Онтустiк» - 25.

Исходя из конфигураций BS, необходимо определить количество устанавливаемых BS, тогда:

ЦТ «Шыгыс» - 2 ;

ЦТ «Батыс» - 2 ;.

ЦТ «Онтустiк» - 5.

Указанное количество BS будет соответствовать принятой исходящей нагрузке от одного абонента. Ввиду развертывания системы абонентского радиодоступа в условиях достаточно большой емкости существующей ГТС и финансово-политическим значением г. Алматы, необходимо учесть фактор наличия входящей нагрузки, которую возьмем равной исходящей, тогда соответственно необходимо как минимум в два раза увеличить количество обслуживающих радиоканалов и BS.

В конечном итоге необходимо установить следующее количество BS:

ЦТ «Шыгыс» - 5 ;

ЦТ «Батыс» - 5 ;

ЦТ «Онтустiк» - 10.

Количество BS по ЦТ «Шыгыс» и ЦТ «Батыс» увеличим на одну, так как условия размещения конечных терминалов будет ориентировано в нескольких направлениях, в отличии от ЦТ «Онтустik», где потенциальные абоненты проживают довольно компактно.

Рассчитаем необходимое количество соединительных линий между базовыми станциями и контроллером базовых станций.

Нагрузка на соединительные линии между BS и BSC определим по формуле ,Эрл :

, (3.2)

тогда:

(3.3)

(3.4)

(3.5)
Таблица 3.1 – Рассчитанные значения

Соединение с BSC

Ёмкость

Нагрузка, Эрл

ЦТ «Батыс»

200

8,5

ЦТ «Шыгыс»

200

8,5

ЦТ «Солтустik»

600

20


Определим количество соединительных линий для каждого соединения, с учётом особенностей взаимодействия BSC с BS. В зависимости от количества используемых радиоканалов, конфигурация BS может иметь от 1 до 3 U-интерфейсов:

Расчет числа соединительных линий по направлениям при помощи программы.

Для расчета данной проектируемой системы применяем метод действительный для полнодоступной системы с явными потерями. Полнодоступной называется система, если любая обслуживающая линия доступна для всех источников нагрузки своей нагрузочной группы. В системе с явными потерями сообщение и соответствующий вызов при получении отказа в немедленном соединении полностью теряются и на обслуживание больше не подаются. Станцию системы Airspan-60 можно рассматривать как полнодоступную систему. Данный метод заключается в расчете по первой формуле Эрланга вероятности потерь нагрузки.

Таблица 3.2 – Соединительные линии

Соединение с BSC

Ёмкость

Нагрузка, Эрл

Число СЛ

ЦТ «Батыс»

200

8,5

10

ЦТ «Шыгыс»

200

8,5

10

ЦТ «Солтустik»

600

20

30


На пучок поступает нагрузка с интенсивностью Y. Требуется определить, какое число линий V необходимо в ПД пучке, чтобы поступающая нагрузка обслуживалась с заданными потерями Р.

Как показывает анализ из первой формулы Эрланга невозможно получить зависимость V= f (A;Р), поэтому для вычисления V требуется применение приближенных методов расчета. Рассмотрим алгоритм вычисления емкости пучка соединительных линий методом половинного деления.

Рисунок 3.1- Функция зависимости вероятности потерь Р от V линий
Как видно из рисунка 3.1 функция Р=f (V) непрерывна. Для нахождения корня уравнения первой формулы Эрланга определим отрезок [Vmin,Vmax] на котором находится этот корень V. При практических расчетах принимаем Vmin=0, а Vmax=3А. Далее, поделив этот отрезок пополам, вычислим значение (3.6)

Если Р1= Р, то V1 является искомым значением. Если Р1=Р, то определяем, превышает значение V1 искомое V или нет. Это можно определить путем сравнивания Р1 и Р. Как видно из рисунка , если Р1> Р, то V1 < V и наоборот, если Р1 < Р, то V1 > V.

После этого процесс вычислений повторяется, но суженный отрезок [V1,V] отличается от прежнего тем, что изменилось значение верхней или нижней границы:

Vmin = V1, если P1> P ;

[V1 ,V] = (3.7)

Vmax = V1, если P1< P .

Недостатком этого метода является то, что для выполнения условия Р1 = Р, требуется значительное количество машинного времени. Кроме того, в инженерных расчетах не требуется вычисление точного значения V, а достаточно вычислить значение V1 с такой абсолютной погрешностью, чтобы можно было округлить V1 до ближайшего целого V. Поэтому целесообразно ввести в алгоритм проверку абсолютной погрешности D двух соседних значений V1.

(3.8)

Как было сказано выше, систему Airspan-60 можно рассматривать как полнодоступную, следовательно, для вычисления числа соединительных линий, обслуживающих нагрузку между станциями целесообразно использовать метод половинного деления.






Рисунок 3.2- Алгоритм вычисления соединительных линий


На основе данного алгоритма составим программу:

5 CLS

10 INPUT “Введите нагрузку”; A

20 INPUT “Введите вероятность потерь”; P

30 INPUT “Введите абсолютную погрешность”; E

40 VMIN = 0

50 VMAX = 10*A

60 V1 = (VMIN + VMAX)/2

70 S = 1: G = 1

80 FOR I =1 TO V1

90 G = G* (V1 – (I – 1 )) / A

100 S = S + 1

110 NEXT I

120 P1 = 1 / S

130 IF P1
50

140 VMIN = V1

150 D = (V1 –( VMIN + VMAX)/2)

160 IF D< E GOTO 180

170 GOTO 60

180 V=INT (V1)

190 PRINT “ число линий=” ;V

200 END
Используя данную программу можно вычислить число соединительных линий по величине нагрузки от абонентов системы радиодоступа на ГТС.


    1. Расчет качественных показателей


Рассчитаем качественные показатели (категорию обслуживания для любого времени действия и вероятность обслуживания ),обеспечиваемые системой «Airspan-60» на улицах города ,застроенного пятиэтажными и более зданиями ,в зоне радиусом 10 км [5].

Исходные данные :

-частота приема абонентской станции 2 ГГц;

-номинальная чувствительность приемника при соотношении сигнал\шум на выходе 20 дБ Gh=1.5 мкВ;

-полоса частот телефонного канала 0.3-3.4 кГц;

-общее затухание элементов антенно-фидерных устройств Вф.пер=9.7 дБ;

-выходная номинальная мощность передатчика Рн=30 Вт (Рн=14.8 дБ);

-высота антенны базовой станции над нулевой отметкой местности

h01= 210 м;

-высота приемной антенны абонентского терминала над уровнем земли h2=2 м;

-ширина полосы пропускания приемника Ппр=25 кГц;

-длина фидера приемной антенны (РК-75-7-11) lф.пр=4 м;

-длина фидера передающей антенны (РК-75-7-11) lф.пер=50 м;

-средняя высота зданий hзд=20 м ;

-средняя ширина улиц 2b= 30 м.

По графикам рисунка 2,20 [ 12 ],определяем ,что преобладающими на указанной частоте являются индустриальные помехи.

По формуле ,мкВ/м :

(3.9)

определяем среднее эффективное значение напряженности поля индустриальных помех : Еи.эф=9.дБ=3 мкВ/м.

По формуле , мкВ/м :

(3.10)

определяем напряженность поля суммарных помех. Другими видами помех по сравнению с индустриальными пренебрегаем.

По формуле , дБ :

, (3.11)

с учетом ,дБ :

(3.12)

определяем эффективно излучаемую мощность базовой станции : дБ, (3.13)

где Вн=1 дБ , ( lф )пер=9 дБ , =0.18 дБ/м , пер=3 дБ.

Определяем напряженность поля , создаваемую базовой станцией в наиболее характерных пунктах приема на границе зоны обслуживания.

Для приема на открытых площадях используют формулу:

дБ , (3.15)

коэффициенты которого определяют по номограмме рисунка 3.3;

2 находим по семейству кривых четвертого квадранта ;для РдДу=0.0035 кВт и приведенной высоты передающей антенны :

- м, интерполируя между кривыми 0,003 и 0,004 , определяем К2=11 дБ ;

- К3 находим по графику второго квадранта для зоны радиусом действия r= 10 км : К3= - 40 дБ ;


Подставляя найденные коэффициенты в формулу ,получаем:

дБ . (3.16)

Для приема на радиальных улицах используем формулу ,дБ :

, (3.17)
коэффициенты которого определяем по номограмме рисунка 3.3 :

Z= hзд - h2 = 18 м. и b=22,5 м .,интерполируя между кривыми 20 и 25 ,определяем М1= - 20 дБ ;




Подставим найденные коэффициенты в формулу ,получаем :

дБ . (3.18)

Для приема на поперечных улицах используем формулу ,дБ:

, (3.19)

коэффициенты которого определяем по номограмме рисунка 3.4:

К`1= - 18 дБ ; К1= - 16 дБ ; К2 =11 дБ ; К3= - 40 дБ ; Еп= - 3 дБ.

Подставим найденные значения в формулу :

дБ . (3.20)

Определяем значения защитного отношения Rд .

Для открытых площадей :

дБ. (3.21)

Для радиальных улиц :

дБ. (3.22)

Для поперечных улиц :

дБ. (3.23)

Определяем категорию обслуживания , обеспечиваемую базовой станцией на границе зоны обслуживания для 70 % пунктов и произвольно выбранного времени действия 90%.

В результате расчета получены следующие значения Rд , дБ :

- для передачи данных -14,7 ;

- для передачи речи – 31,7 ;

- для открытых площадей Rд>Rмин ( 25,4>>14.7 ) ;

- для радиальных улиц Rд.р>Rмин ( 24,4 >> 14.7 ) ;

Поэтому определим максимальное расстояние , на котором обеспечивается заданная категория обслуживания .Для этого находим уровень сигнала , который обеспечит в пункте приема категорию обслуживания 90% разборчивости при Rд.мин=14,7 дБ :

дБ. (3.24)

Из формулы ,м :

, (3.25)
при условии Е!с..п =24,3 дБ определяем :

дБ, (3.26)

а по рисунку ( второй квадрант ) находим искомое расстояние r!=5.5 км.

Построим график зависимости Rд0>R д .мин от 2 , где 2 – время действия ,%.Для построения графика составим таблицу 3.3 ,в которой Rдс- Еп .

Таблица 3.3- Полученные данные


2

%

Защитное отношение сигнал/помеха , дБ

Для площадей

Для радиальных улиц

Для поперечных улиц

50

30,9

29,9

20,2

70

28,4

27,4

17,7

90

25,4

24,4

14,7

95

23,9

22,9

13,2



Решение , представленное на рисунке 3.4,получено в условиях некоторой неопределенности , связанной с допущением постоянства сигнала во времени , приближенной оценкой уровня помех и параметров технической системы .В связи с этим результаты расчета следует рассматривать с учетом некоторой вероятности их реализации на практике – вероятности обслуживания.

Вероятность обслуживания определяется стандартными отклонениями величин , участвовавших в расчете : с , t , которая учитывает замирания в течении длительного времени , определяемые по кривым Буллингтона (рисунок***):с 50 =0 ; с. 90 = 1,5 дБ ; с.99 = 5,5 дБ ;  t ,которая учитывает отклонение уровней помех от средних значений в течение длительного времени ( 50 =0;  90 = 5 дБ ; 99= 8 дБ ); R , которая учитывает неопределенность выбранного значения R д(выбираем примерно равной 2 дБ) .

Общая неопределенность ,дБ :

, (3.27)

Так как при взаимной независимости эти значения имеют нормальное распределение вероятности , то график т(2) строят по трем точкам рисунок3.4. Первой точкой кривой является величина  50 =2R=2 дБ. Второй точкой кривой можно выбрать ,

например , величину  90 =2с 90 + 290+2R=5.6 дБ .Третья точка кривой ,например, имеет значение 99=2с 99+299+2R=9,9 дБ.

Вероятность обслуживания определяется в зависимости от нормированного аргумента – процента времени действия tа= (Rд70-Rд50)/т , где Rt определяется по таблице*** , а т – по рисунку ***.

Так если Rд70=28,4 дБ ; Rд50=30,9 дБ , а  т 70= 3 дБ , то tа= (Rд70-Rд50)/т=- 0,83 , а вероятность обслуживания равна 0,2 ,

т.е. чем больше время действия , тем меньше вероятность обслуживания при неизменном сигнале






















R,км

K,дБ











































50 -50











































45 -45











































40 -40











































35 -35











































30 -30











































25–25











































20–20











































15 -15











































10–10











































8 -8











































6 -6











































4 -4











































2 -2











































0
































3 Практическое применение системы абонентского радиодоступа Airspan -60
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации