Пояснительная записка Корнет Н.А (Проектирование сети LTE-A для микрорайона Строитель)

Министерство транспорта Российской ФедерацииФедеральное агентство железнодорожного транспортаФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ«ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»Кафедра «Автоматика, телемеханика и связь»К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬЗаведующий кафедрой__________А.И.

Годяев«____»________20___г.ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕТИ LTE-A ДЛЯ МИКРОРАЙОНА «СТРОИТЕЛЬ»Г.ХАБАРОВСКПояснительная записка к выпускной квалификационной работе бакалавраВКР 11.03.02 ПЗ – 24CСтудент гр.24CН.А. КорнетРуководитель(доцент, к.т.н.,)Б.И. ДавыдовКонсультант(к.ф.-м.н, профессор)М.Р. ПрокоповичКонсультант по иностранному языку(ст преподаватель)Т.Н. СаловаНормоконтроль(ст. преподаватель)А.В.

ПоповаХабаровск-2016ОглавлениеВВЕДЕНИЕ ............................................................................................................ 71.WIRELESS TECHNOLOGY LTE ..................................................................... 91.1 LTE Features .................................................................................................. 91.2 LTE-Advanced .General information .......................................................... 121.3 Main characteristics of the LTE Advanced standard (Rel.10) ....................

121.4.Stuctural scheme of the LTE Advanced network (Rel.10) ......................... 131.5 The use of MIMO technology in LTE Advanced networks (Rel.10) .......... 171.6 OFDM modulation in multi-antenna MIMO ............................................... 202. ПОСТРОЕНИЕ СЕТИ БАЗОВЫХ СТАНЦИЙ ............................................ 242.1 Характеристика района строительства системы ....................................

242.2 Оптимальное размещение базовых станций ........................................... 252.3 Выбор оборудования базовой станции .................................................... 272.4 Разработка схемы БС ................................................................................. 312.5 Расчет электропитания базовой станции. ................................................ 352.5 Система межстанционной связи............................................................... 433. РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК БС И ЗОН ПОКРЫТИЯ .............................. 493.1 Расчет потерь затухания радиоволн .........................................................

493.2 Расчет радиуса покрытия по модели Волфиша-Икегами. ..................... 543.3 Расчет необходимого числа базовых станций. ....................................... 573.4 Расчет ѐмкости БС .....................................................................................

583.5 Определение пропускной способности сети........................................... 594. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНВЕСТИЦИЙ ... 634.1 Расчет затрат по проекту ........................................................................... 634.1.1 Капитальные вложения ..................................................................... 634.1.2 Расчет эксплуатационных расходов. ................................................ 664.2 Объем услуг и доходы от основной деятельности ................................. 704.4 Оценка экономической эффективности инвестиций .............................

735ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................... 79ПРИЛОЖЕНИЕ А. .............................................................................................. 80ПРИЛОЖЕНИЕ Б. ............................................................................................... 81ПРИЛОЖЕНИЕ В. .............................................................................................. 82БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ............................................................. 1006ВВЕДЕНИЕШирокополосный доступ к информации (ШПД) сегодня становится весьмавостребованной услугой, которой пользуются как корпоративные клиенты, таки индивидуальные пользователи.

Доступ к сети Интернет необходим не толькодома или на работе, но и любой точки города, где бы ни находился абонент.Технологии мобильного широкополосного доступа стремительно развиваются.Сейчас при помощи современных гаджетов, подключенных к высокоскоростной сети передачи данных, становятся общедоступными творческая работа внеофиса, учеба, общение и развлечения.Обеспечение ШПД осуществляется при помощи специализированного стационарного оборудования и протоколов, таких как 3G/ UMTS, HSDPA (HighSpeedDownlinkPacketAccess),HSPA(HighSpeedPacketAccess),HSPA+(EvolvedHigh-SpeedPacketAccess), LTE (LongTermEvolution) и WiMAX.Одной из наиболее актуальных и перспективных технологий является стандарт LTE Advanced (Rel.10).

Связь по этой технологии обеспечивает высокуюскорость передачи данных, которая в теории достигает 1 Гбит/с на приѐм и 500Мбит/с на отдачу. Стандартом же практически установлены такие скорости, как300 Мбит/с на приѐм и 50 Мбит/с на отдачу. Каналы LTE характеризуются повышенной ѐмкостью, малым временем задержки.

Также используемый протокол совместим с уже существующими протоколами, ему доступны различныечастотные диапазоны – от 1.4 ГГц до 20 ГГц. Доступно применение разныхтехнологий разделения каналов: FFD и TDD. Большинство сотовых операторовв сетевом развитии полагаются на технологию LTE Advanced (Rel.10).Учитывая указанные преимущества, мной был выбран стандарт LTEAdvanced (Rel.10) для мобильной сети ШПД микрорайона «Строитель» городаХабаровска.Целью данной работы: создание сети мобильной связи стандарта LTE, оптимизированной по критерию наилучшего покрытия густонаселенного районагорода.7Для реализации поставленной цели, необходимо решить ряд задач:1.

разработать стационарную инфраструктуру сети ШПД2. оценить реальную пропускную способность разрабатываемой сети3. спроектировать типовую базовую станцию сети3. рассчитать зоны покрытия территории сигналами от БС.В первой главе ВКР выполнен аналитический обзор особенностей и характеристик технологии LTE. В главе 2 проведено проектирование сети базовыхстанций, выбрано оборудование, решены вопросы энергообеспечения и межстанционной связи. В третьей главе анализируются зоны покрытия района сигналами, излучаемыми БС, и рассчитываются основные параметры, отражающиепропускную способность системы. Четвертая глава освещает аспекты экономической эффективности проекта.81.WIRELESS TECHNOLOGY LTE1.1 LTE FeaturesLTE (in translation from English Long-Term Evolution, 4G is the commonlyspread designation) - standard for wireless high-speed mobile data.It is based on GSM / EDGE standards and UMTS / HSPA network technologiesby increasing the capacity and speed through the use of other radio interface, togetherwith the improvement of the network core.

The standard was developed by 3GPP(3rd Generation Partnership Project) - a consortium, whose purpose of the work is theconsciousness of mobile telephony specification. This consortium was launched in1998) and is defined in series of documents of Release 8, with the improvements described in Release 10.LTE is a natural upgrade, both for operators with GSM / UMTS network, and operators with CDMA2000 network. Due to the fact that different countries use different frequency bands for LTE, the connection to LTE is possible only by using multiband phone.Despite the fact that everywhere we use sign of 4G on a wireless communicationdevice, LTE (according to the documents of the consortium 3GPP Release 8 and Release 10) does not obey claims set by the consortium for the new generation of mobile communications, as well as the requirements set by the International Telecommunication Union ( marked as IMT Advanced in the specification).

Due to marketingpressure, as well as significant improvements, WiMAX, HSPA + and LTE couldbring in the original version of the technology 3G. (That is why ITU has decided thatLTE and other technologies mentioned above will be referred to as 4G). That is whyITU decided to refer to LTE and other technologies mentioned above as 4G. LTEAdvanced standard corresponds to the original ITU requirements defined in IMT Advanced specification.

In order to identify it from the current 4G technology, IEC outlined LTE Advanced and WiMAX-Advanced, as "real 4G» ( «True 4G»).9LTE system is based on IP protocol. LTE network consists of a plurality of nodes.All nodes in the network can be divided into two categories. Nodes belonging to a radio access network (radio access), and knots - the home network (core network). Efficacy is determined by any radio algorithms and mechanisms used to transfer databetween the base station (eNodeB) and mobile stations (UE). Major LTE network parameters will be covered later.LTE network BS coverage area may be different.

In general cases, it is about 5km, (but it’s possible to increase the coverage up to 30 and even 100 km if we usehigh location BS antennas.)There are two types of bidirectional data transfer, LTE technology supports frequency (FDD) and time multiplexing method (TDD). For frequency duplex identified15 paired frequency bands (frequencies from 800 MHz to 3.5 GHz), and for TDD – 8bands.In this case, a radio channel width can be varied.