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

Текст из файла (страница 3)

,(3.1)

где L_P – потери на распространение радиоволн, дБ; h_B – высота антенны базовой станции, м;

h_M – высота антенны мобильной станции м;

d – дальность связи; км;

f – рабочая частота, МГц;

K_С – поправочный коэффициент потерь, зависящий от типа застройки, дБ. Выражение (3.1) можно привести к более компактному виду:

, (3.2)

где ,

.

Из формулы (3.2) нетрудно определить зависимость дальности связи d от величины потерь и от рабочей частоты:

. (3.3)

Площадь радиопокрытия одной базовой станции S_BS можно оценить как площадь правильного шестиугольника (соты) с радиусом описанной окружности равным d:

. (3.4)

Полагая, что h_B = 30 м, h_M = 1,5 м, f = 2600 МГц и приравнивая потери на распространение радиоволн L_P минимальному из двух значений МДП, полученных для линии «вниз» и линии «вверх», можно определить радиус и площадь радиопокрытия одной базовой станции с помощью формул (3.3) и (3.4), а затем рассчитать требуемое количество БС для обслуживания города Тынды, площадь которого составляет около 120 км².

3.3 Проектирование системы базовых станций

Результаты расчетов числа БС сведены в таблицу 3.2. При расчетах учитывался класс местности, так как потери на проникновение в помещение существенно влияют на МДП и соответственно на площадь обслуживания и количество БС.

Таблица 32 - Расчет числа базовых станций для обслуживания г. Тында

Таким образом, для организации сети четвертого поколения стандарта LTE в городе Тында потребуется размещение 90 БС. Очевидно, что полученный результат является только предварительной оценкой, тем не менее, он позволяет установить возможность развертывания сети связи исходя из финансовых возможностей сотовой компании. Более точную оценку количества БС можно определить с помощью специализированных программных пакетов радиопланирования, учитывающих рельеф местности и тип застройки. Кроме того, при размещении БС необходимо проводить анализ зоны покрытия каждой станции и учитывать наличие уже имеющихся БС стандартов 2G/3G.

Формула (3.3) позволяет оценить зависимость дальности связи от частоты при различных типах застройки (рис. 3.1). Из рис. 3.1 видно, что с ростом рабочей частоты дальность связи уменьшается. Так, при увеличении рабочей частоты от 1 ГГц до 3 ГГц дальность связи будет уменьшаться от 4,8 до 1,7 км – на открытой местности, от 2,6 до 0,9 км – при редкой застройке, от 1,4 до 0,5 км – при средней застройке и от 0,7 до 0,25 км при плотной застройке.

Рисунок 3.1 - Зависимости дальности связи от частоты при различных типах
застройки

3.4 Оценка пропускной способности проектируемой сети

Оценим пропускную способность (емкость) проектируемой сети с учетом, того, что для нее выделена пара полос 10 + 10 МГц.

Емкость сети оценивают на основе средней спектральной эффективности соты, которая в соответствии с данными приведенными в таблице 3.1 для сети стандарта LTE-Advanced на линии «вниз» составляет 3,2 бит/с/Гц/сота, на линии «вверх» − 1,8 бит/с/Гц/сота.

Для системы с частотным дуплексированием средняя пропускная способность соты равна произведению полосы частот канала на среднюю спектральную эффективность соты. В случае трехсекторных антенн средняя пропускная способность базовой станции будет в три раза больше средней пропускной способности соты.

Результаты расчета средней пропускной способности трехсекторных базовых станций приведены в таблице 3.4.

Таблица 3.4. - Средняя пропускная способность базовых станций LTE-A

Из таблицы 3.4, следует, что средняя пропускная способность базовой станции на линии «вниз» составляет R_BS = 96 Мбит/с. Поскольку число базовых станций в проектируемой сетиN_BS = 90, суммарная пропускная способность сети равна:

R_NW = N_BS•R_BS = 8640 Мбит/с

Далее можно рассчитать число абонентов в сети, используя известные оценки трафика в типовой городской сети передачи данных:

• максимальный объем трафика абонента T_m = 30 Гбайт/месяц;

• число часов наибольшей нагрузки (ЧНН) в день N_BH = 8;

• число дней в месяце N_D = 30;

• усредненный трафик абонента в ЧНН.

;

• доля трафика на линии «вниз» S_DL = 0,8;

• усредненный трафик на линии «вниз» в ЧНН

;

• число абонентов в сети.

Полученная расчетная емкость в 6 тыс. абонентов означает, что примерно 15 % населения города Тынды (численность населения Тынды составляет примерно 34 тыс. человек) можно обеспечить беспроводным широкополосным доступом в Интернет по технологии LTE-Advanced при выделении полосы 10 + 10 МГц (режим частотного дуплексирования). Следует отметить, что представленная в работе методика проектирования может использоваться при разработке беспроводных сетей связи четвертого поколения в мелких и средних городах России с населением 30 -100 тыс. человек и площадью 30 – 120 км².

3.5 Выбор оборудования для системы связи

Основными производителями операторского оборудования LTE являются компании Ericsson, ZTE, Samsung, Huawei, Airspan и Nokia. Стоимость одной базовой станции для сети LTE лежит в пределах от $30000 до $50000.

В таблицу 3.5 сведена сравнительная характеристика моделей трех базовых станций фирм-производителей Huawei, Nokia Siemens и Airspan.

Таблица 3.5 - характеристика моделей БС

В качестве оборудования БС была выбрана модель DBS3900 компании Huawei (рис. 3.2), которая поддерживает диапазоны частот 700/800/900 МГц, 1,8/1,9/2,1/2,3/2,6/3,5 ГГц; полосы частот 3/5/10/20 МГц; временное и частотное дуплексирование (TDD и FDD); режимы MIMO2x2 и MIMO4x2. Не смотря на схожие характеристики по параметрам с другими моделями, модель DBS3900 поддерживает различные частоты для LTE TDD (дуплексная передача с разделением по времени), FDD (дуплексная передача с разделением по частоте), обеспечивая тем самым более широкую пропускную способность.

DBS3900 так же имеет гибкие возможности установки и обеспечивает быстрое развертывание сети. Оно состоит из блока обработки базовых частот (BBU) и выносного радиочастотного блока (RRU). BBU устанавливается внутри помещений и обеспечивает централизованное управление, обработку сигнализации и синхронизацию базовой станции. BBU имеет физические интерфейсы (оптические линии) для соединения с контроллером базовых станций и RRU. RRU обеспечивает прием, передачу и обработку радиосигналов, причем каждый RRU реализует функции двух приемопередатчиков. Для снижения потребляемой мощности и затрат на фидеры RRU можно установить на столбе, мачте, бетонной стене или рядом с антенной системой.

Рисунок 3.2 - Базовая станция Huawei DBS3900 стандарта LTE

4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛИНИИ ОБМЕНА ДАННЫМИ МЕЖДУ БАЗОВЫМИ СТАНЦИЯМИ

4.1 Телекоммуникационные технологии, используемые в
межстанционной связи

С получением возможности доступа к высоким технологиям в области связи должна быть разработана концепция создания единой цифровой межстанционной сети связи на основе использования современных систем передачи информации: волоконно-оптических кабельных линий связи, радиорелейной и атмосферной оптической связи, являющимися на сегодняшний день самыми передовыми технологиями, отвечающими современным требованиям передачи данных. Каждый из видов связи рассмотрен более подробно отдельно.

4.1.1 Радиорелейная связь

Один из видов наземной радиосвязи, основанный на многократной ретрансляции радиосигналов. Радиорелейная связь осуществляется, как правило, между стационарными объектами.

Характеристики

Список файлов ВКР