Разработка метода и алгоритмов расчета радиопокрытия мультисервисных сотовых сетей связи

• Автор: Кириченко, Михаил Александрович
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 150 с. : ил.

Содержание
Содержание
Введение
1 Обзор беспроводных систем связи и комплексов радиопланирования
1.1 Развитие беспроводных подвижных сетей связи
1.2 Развитие комплексов частотно-территориального
планирования
1.3 Основные принципы частотно-территориального
планирования
1.4 Обзор моделей распространения сигналов
2 Метод анализа радиопокрытия бкспроводных мультисервисных сетей связи
2.1 Определение параметров покрытия и процессов
функционирования телекоммуникационной сети
2.2 Алгоритм расчета зоны обслуживания
2.3 Итеративный алгоритм расчета зоны покрытия в прямом
канале
2.4 Итеративный алгоритм расчета зоны покрытия в обратном
канале
2.5 Определение зон гарантированного предоставления сервисов
2.6 Коррекция параметров модели затухания сигнала
3 Разработка программного комплекса моделирования и визуализации радиопокрытия
3.1 Алгоритмическое обеспечение разработанного метода анализа
радиопокрытия
3.2 Обоснование и выбор языка программирования
3.3 Структура программного комплекса моделирования и
визуализация радиопокрытия

3.4 Иерархия и спецификация классов программного комплекса моделирования радиопокрытия
4 Результаты моделирования радиопокрытия телекоммуникационной
сети связи
4.1 Условия моделирования радиопокрытия мультисераисной сети связи
4.2 Результаты моделирования зоны обслуживания
4.3 Результаты моделирования зоны покрытия в прямом канале
4.4 Результаты моделирования зоны покрытия в обратном канале
4.5 Оценка эффективности разработанного метода анализа
радиопокрытия
Заключение
Список использованных источников
Приложение А Копии актов о внедрении результатов диссертационной
работы
Приложение Б Копия свидетельства о регистрации программы
Приложение В Копия описания изобретения к патенту

Введение
Актуальность темы. Ускоренное развитие широкополосного доступа, в том числе систем беспроводного доступа WiMAX и LTE, необходимо для развития экономики, медицины, образования, повышения качества жизни населения, решения задач национальной безопасности. Для достижения контрольных значений, установленных Стратегией развития информационного общества в Российской Федерации, утвержденной Президентом Российской Феде рации 7 февраля 2008 г. (Пр-212), необходимо до 2015 года развернуть значительное число сетей беспроводного широкополосного доступа.
Мультисервисные сотовые сети способны предоставить пользователям широкий набор услуг, в том числе мобильный широкополосный доступ в Интернет и видеозвонки, но при этом предъявляют высокие требования к качеству канала связи и размещению базовых станций. Кроме того, высокая плотность пользователей особенно в городских условиях и значительный объем данных реального времени делают критичным вопрос эффективности использования частотно-временного ресурса сети. При этом высокая стоимость обслуживающего оборудования беспроводных телекоммуникационных систем широкополосного доступа делает актуальным вопрос оптимизации размещения базовых станций при минимально возможном их числе.
Развертывание сетей беспроводного широкополосного доступа значительно упрощается при использовании компьютерных инструментов радиопланирования, которые позволяют еще на этапе проектирования сети осуществить расчет и анализ отдельных характеристик радиопокрытия и определить оптимальную топологию разворачиваемой сети.
На сегодняшний день существующие методы радиопланирования разделяют по типу применяемых в них моделях и алгоритмов на детерминированные, квазидетерминированные и статистические. Использование детерминированных и квазидетерминированных методов радиопланирования обеспечивает высокую точность и полноту анализа характеристик радиопокрытия, но при

Таблица 1 — Области применимости моделей
Модель Диапазон, МГц Высота БС, м Высота АТ, м Дистанция, км
Окумура-Хата 150-1500 30-200
сст 150-1500 30-200
С08Т231 Хата >1500 30-200
Уолфиш- Икегами 800-3000 4-50 1-3
ЕСС-33 <3500 10-50 <50
Высота поднятия антенны АТ при расчетах, как правило, выбирается равной 2 м, что примерно соответствует расположению абонентского терминала при разговоре. Для города среднего размера расположенного на равнинной местности и имеющего относительно равномерную небольшую высоту застройки высота подъема антенны БС выбирается в диапазоне 30-50 м. Как видно из представленной таблицы, критерию высоты поднятия антенн удовлетворяют все рассматриваемые модели. Для обеспечения обслуживания абонентов распределенных в городской местности с высокой плотностью зачастую требуется устанавливать БС на весьма небольшом расстоянии друг от друга (менее 1 км), с целью уменьшения размера соты с сохранением пропускной способности. Поэтому для расчета затухания сигнала в сетях 4-го поколения наилучшим образом подходят модели, обладающие наименьшей нижней границей допустимых для расчета расстояний.
Таким образом, исходя из рассмотренных критериев, для расчета затухания сигнала в сетях 4-го поколения, развернутых в городской местности, наилучшим образом подходят модели Уолфиш-Икегами и ЕСС-33. При этом, как уже было отмечено, модель ЕСС-33 оптимальная для расчета распространения сигнала в фиксированных сетях, а для расчета затухания сигнала в мобильных сетях оптимальной из рассмотренных является модель Уолфиш-Икегами.