Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Содержание

Введение 7

1 КРАТКИЙ ОБЗОР ТЕХНОЛОГИЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ 8

1.1 Первое поколение мобильной связи 8

1.2 Второе поколение мобильной связи 8

1.3 Третье поколение мобильной связи 9

1.4 Четвертое поколение мобильной связи 10

2 ВЫБОР СТАНДАРТА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ К ПРОЕКТИРУЕМОЙ СИСТЕМЕ 12

2.1 Сравнительный анализ технологий LTE и WiMAX 12

2.2 Побудительные мотивы использования технологии LTE 19

3 МОДЕРНИЗАЦИЯ СЕТИ БАЗОВЫХ СТАНЦИЙ 20

3.1 Описание зоны проектирования 20

3.1.1 Погодные нормы и условия в Тындинском районе 20

3.1.2 Климат 21

3.1.3 Вредные выбросы 21

3.2 Определение показателей системы и частотного плана 22

3.3 Проектирование системы базовых станций 26

3.4 Оценка пропускной способности проектируемой сети 28

3.5 Выбор оборудования для системы связи 29

4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛИНИИ ОБМЕНА ДАННЫМИ МЕЖДУ БАЗОВЫМИ СТАНЦИЯМИ 32

4.1 Телекоммуникационные технологии, используемые в межстанционной связи 32

4.1.1 Радиорелейная связь 32

4.1.2 Атмосферная оптическая связь 34

4.1.3 Волоконно-оптическая система передачи 36

4.2 Сравнение затрат времени и средств на строительство базовой сети при альтернативных связных технологиях 39

4.3 Выбор технологии, используемой в межстанционной связи 42

5 ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ 45

5.1 Расчет потребляемой мощности 45

5.2 Расчет источника бесперебойного питания 49

6 ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ ТИПОВОЙ БАЗОВОЙ СТАНЦИИ СТАНДАРТА LTE 52

6.1 Основные понятия и определения 52

6.2 Расчет надежности базовой станции 55

Заключение 62

Библиографический список 63

Список сокращений 65

Введение

Мобильный широкополосный доступ в интернет становится все более распространенным, а вместе с ним - и потребность иметь возможность доступа везде, где бывает человек, а не только дома или в офисе.

Сферы применения мобильного доступа в интернет чрезвычайно широки: это облачные программы и серверы, мобильный банкинг, электронная почта, обучение, музыка, электронные покупки, благотворительность, блоггинг, онлайн игры, сервисы обмена сообщениями, средства массовой информации, геолокационный сервис. Все больше пользователей используют именно мобильные устройства для выхода в интернет.

В настоящее время высокоскоростная передача данных на рынке мобильной связи стала необходимым условием для сотовых операторов. Сети третьего поколения развернуты повсеместно и уже не справляются с потребностями потребителя. В связи с этим были разработаны сети четвертого поколения, которые характеризуются более высокой пропускной способностью, полной конвергенцией с проводными IP-сетями, адаптивным управлением частотным спектром и высоким качеством обслуживания мультимедийного трафика.

В настоящей работе производится модернизация сети подвижной радиотелефонной связи в городе Тында до стандартов четвертого поколения. Городская сеть сотовой связи основана на системе из отдельных РРЛ, которые нуждаются в переводе на цифровой способ передачи. Основная часть станций связана между собой каналообразующим оборудованием аналогово типа. Поэтому переход на новую технологию требует выбора типа линии обмена данными между базовыми станциями сотовой связи на основе сравнительного анализа и технических требований к проектируемой системе.

1 КРАТКИЙ ОБЗОР ТЕХНОЛОГИЙ МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ

1.1 Первое поколение мобильной связи

1 G (англ. аббревиатура «first generation» – «первое поколение») – включает следующие основные стандарты:

• NMT – Nordic Mobile Telephone (использовался в странах северной Европы);

• AMPS – Advanced Mobile Phone System (использовался в Северной Америке и Австралии);

• TACS – Total Access Communications System (использовался в Великобритании).

В России получили распространение первые два стандарта (стандарт NMT: «Дельта Телеком» - 1991 год, Московская Сотовая Связь – 1992 год; стандарт AMPS: «ВымпелКом – 1994 год).

Сети поколения 1 G представляли собой аналоговые телекоммуникационные системы и использовались только для голосовой связи. В мире не было доминирующего стандарта, и во многих странах Европы использовался свой собственный стандарт, что делало невозможным использование телефона заграницей.

1.2 Второе поколение мобильной связи

2G (англ. аббревиатура «second generation» – «второе поколение») – включает следующие основные стандарты:

• GSM – Global System for Mobile Communications (основан на временном TDMA и частотном FDMA разделении доступа, на этот стандарт приходится около 80% абонентов мира);

• IS-95 – (основан на кодовом разделении каналов CDMA, на этот стандарт приходится около 17% абонентов мира).

Данное поколение в отличие от предыдущего использует цифровое шифрование и предоставляет услуги текстовых сообщений СМС и мультимедийных сообщений ММС, а также низкоскоростного доступа в сеть Интернет.

Для передачи данных в сетях второго поколения использовалась технология CSD, обеспечивающая скорость до 14,4 кБит/с. Со временем для данной технологии были введены надстройки: технологии GPRS (2,5G) и EDGE (2,75G). Существенным отличием данных технологий является реализация доменов с коммутацией пакетов в дополнение к коммутации каналов. Технология GPRS обеспечивает скорость передачи данных до 115 кБит/с, технология EDGE – 474 кБит/с. Такого троекратного увеличения скорости смогли добиться благодаря введению кодирования 8PSK. Обе технологии являются обратно-совместимыми, т. е. поддерживают телефоны, работающие на предыдущих технологиях второго поколения. Также с введением данных технологий изменилась технология тарификации. Ранее по технологии CSD оплачивалось только время, проведенное в интернете, в независимости от использованного трафика. Введение технологий GPRS и EDGE сделало возможным оплату только за использованный трафик, что на тот момент было очень удобным, так как плата за соединение с Интернетом была высока.

1.3 Третье поколение мобильной связи

3G (англ. аббревиатура «third generation» – «третье поколение») – включает следующие основные стандарты:

• UMTS – Universal Mobile Telecommunications System (являлась новым стандартом и предполагала революционный путь развития, предполагающий использование нового оборудования);

• CDMA2000 – Code Division Multiple Access (являлась развитием стандарта IS-95 и предполагала эволюционный путь развития, основанный на наращивании мощностей оператора).

В основе обоих стандартов, однако, лежит технология доступа с кодовым разделением каналов CDMA. Стандарт UMTS, получивший наибольшее распространение в странах Европы и России обеспечивал скорость доступа в сеть до 3,6 Мбит/с. Также, как и предыдущее поколение имеет надстройки: HSPA - High Speed Packet Access (3,5G) и ее развитие HSPA+, обеспечивающая практически скорости до 42.2 Мбит/с. Помимо увеличения скоростей доступа в сеть Интернет, стандарт UMTS предлагает услуги видеотелефонной связи. Для координации работы UMTS и CDMA2000 были созданы международные группы 3GPP (Third Generation Partnership Project) и 3GPP2 соответственно для каждого стандарта, сосуществующие в рамках ITU. Со стандартов поколения 3G началось преобладание трафика, исходящего от USB-модемов над трафиком от смартфонов и телефонов, поддерживающих 3G.

1.4 Четвертое поколение мобильной связи

4G (англ. аббревиатура «fourh generation» – «четвертое поколение») – является последним реализованным поколением мобильной связи и включает следующие основные стандарты:

• WiMax – Worldwide Interoperability for Microwave Access;

• LTE – Long Term Evolution.

По большому счету, термин 4G еще не определен, и сейчас существуют несколько мнений о том, к какому поколению относить перечисленные выше стандарты. В 2008 году институт электросвязи ITU определил ряд требований для поколения 4G под спецификацией International Mobile Telecommunications Advanced (IMT-Advanced). Согласно данным требованиям связь стандарта 4G должна обеспечивать скорость доступа в интернет до 1Гбит/с для абонентов с небольшой подвижностью (пешеходы) и до 100Мбит/с для высокоподвижных абонентов (автомобили, поезда). Ни WiMax, ни LTE данным требованиям не отвечают, однако в 2010 году ITU признал, что данные технологии могут считаться четвертым поколением, если предоставят новые версии своих стандартов, попадающие под IMT-Advanced. Для этого были разработаны WiMAX Release 2 и LTE-Advanced, которые пока не получили широкого распространения, и мировые операторы мобильных сетей связи работают в основном с технологиями WiMax и LTE.

История стандартов WiMax и LTE аналогична UMTS и CDMA2000. WiMax является новой разработкой и предполагает строительство абсолютно новых сетей, а LTE является развитием технологий CDMA2000 и UMTS с обратной совместимостью данных стандартов. На старте технологий WiMax хорошо проявлял себя в построении коммерческих сетей, но малая совместимость существующего оборудования с WiMax, а также поддержка операторов мобильной связи стандарта LTE в ущерб WiMax вывела в лидеры стандарт LTE. Стандарты 4G ориентированы на передачу данных и работают по принципу коммутации пакетов, а не коммутации каналов, как предыдущие поколения, поэтому они не имеют возможностей голосового вызова, однако у LTE есть экспериментальная технология VoLTE (Voice over LTE), которая используется лишь в некоторых странах. Отсутствие возможности передачи голоса и привело к выбору мобильных операторов технологии LTE. Так как данная технология предает голосовой вызов в сеть 3G или 2G (обладает обратной совместимостью). На сегодняшний день скорость соединения с Интернетом у технологии LTE достигает 173Мбит/с.

2 ВЫБОР СТАНДАРТА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ К ПРОЕКТИРУЕМОЙ СИСТЕМЕ

2.1 Сравнительный анализ технологий LTE и WiMAX

Проведем сравнительный анализ стандартов LTE-Advanced (LTE-A) и WirelessMAN-Advanced (WiMAX-2), исходя из перечисленных ниже технических характеристик беспроводных сетей связи, определяющих их эффективность и качество предоставляемых услуг:

• диапазон частот, в пределах которого рекомендовано МСЭ и разрешено Государственной комиссией по радиочастотам (ГКРЧ) развертывание беспроводной сети связи;

• максимальная спектральная эффективность – отношение максимальной скорости передачи информации к используемой полосе частот, измеряется в бит/с/Гц и определяется для линии связи от базовой станции к абоненту (линия «вниз» – downlink) и от абонента к базовой станции (линия «вверх» – uplink);

• латентность сети – время подготовки к передаче информации по каналу связи, включающее в себя время перехода абонентского оборудования из режима ожидания в активный режим передачи данных (Control plane latency – C-plane) и время, через которое данные от абонентского оборудования поступят на базовую станцию (User plane latency – C-plane);

• длительность хэндовера – время переключения активного соединения с одного канала на другой:

• а) внутри одной и той же несущей частоты (внутри несущей);

• б) между двумя разными несущими в одной полосе частот (между несущими в полосе);

• в) между двумя разными несущими, расположенными в разной полосе частот (между полосами).

Следует отметить, что, кроме традиционной оценки максимальной спектральной эффективности в бит/с/Гц, существуют и другие подходы к расчету этого показателя. Например, спектральная эффективность часто определяется как отношение скорости передачи данных всех абонентов сети в определенной географической области (в соте или на границе соты) к используемой полосе частот.

Основные технические характеристики сетей связи четвертого поколения приведены в таблице 2.1, из которой следует, что стандарты LTE-А и WiMAX-2 являются практически равноценными по большинству параметров. Кроме того, оба стандарта поддерживают схему MIMO с обратной связью (Closed Loop MIMO – CL-MIMO), при использовании которой в приемнике оцениваются характеристики канала распространения радиоволн, после чего информация о характеристиках канала посылается от приемника к передатчику. Это позволяет сформировать оптимальные диаграммы направленности многоэлементных антенн на передающей и приемной сторонах, так чтобы пространственные каналы наименьшим образом интерферировали между собой. Это значительно повышает энергетический бюджет соединения.

Таблица 2.1. - Основные технические характеристики стандартов 4G

Показатель	LTE-A	WiMAX-2
Диапазон частот, МГц	791 - 821 832 - 862 880 - 915 925 - 960 1710 - 1785 1805 - 1880 2300 - 2400 2500 - 2690	2300 - 2400 2500 - 2690 3400 – 3600
Максимальная спектральная эффективность, бит/с/Гц	downlink: 16,3 uplink: 8,4	downlink: 16,3 uplink: 8,4
Продолжение Таблицы 2.1
Спектральная эффективность соты, бит/с/Гц/сота	downlink: 2,4 - 3,8 uplink: 1,5 - 2,1	downlink: 2,6 uplink: 1,3
Спектральная эффективность на границе соты, бит/с/Гц/граница соты	downlink: 0,066 - 0,1 uplink: 0,062 - 0,099	downlink: 0,09 uplink: 0,05
Латентность сети, мс	С-plane: 50 U-plane: 4	С-plane: 100 U-plane: 10
Длительность хэндовера, мс	во всех режимах: 10,5	внутри несущей: 27,5 между несущими в полосе: 40 между полосами: 60

Таким образом, технологии LTE-А и WiMAX-2 теоретически позволяют обеспечить сравнимую скорость передачи информации. С другой стороны, рассматриваемые технологии имеют некоторые отличия, представленные ниже.

Базовая структура сети WiMax основана на использовании трех частотных каналов и трехсекторной конфигурации сот. При этом в каждом из секторов сети WiMax используется один из трех частотных каналов (коэффициент переиспользования частот равен 3), что показано на рис. 2.1а.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ВКР