РАЗДЕЛ 2
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СИГНАЛОВ И ПОМЕХ
В БЕСПРОВОДНЫХ СЕТЯХ
2.1. Методы планирования сети с учетом структуры
затененных зон
Качество услуг, предоставляемых сетью мобильной связи, во многом определяется
характеристиками ее подсистемы базовых станций. В процессе планирования сети
базовых станций решаются следующие задачи [2]:
-обеспечение радиопокрытия территории, на которой должны предоставляться услуги
связи;
-построение сети, емкости которой будет достаточно для обслуживания
создаваемого абонентами трафика с допустимым уровнем перегрузок;
-оптимизация решения указанных выше задач (с использованием минимального числа
сетевых подсистем и элементов) на протяжении всего жизненного цикла сети
[4,19].
Без решения перечисленных задач нельзя обеспечить высокое качество
предоставляемых услуг. Согласно определению МСЭ [2], под качеством обслуживания
понимают «совокупный эффект от предоставления услуг, который определяет степень
удовлетворения ими абонента». Кроме технических аспектов качества работы сети в
это определение включены и аспекты, связанные с предоставлением дополнительных
услуг (например, таких как передача коротких сообщений), стоимостью
обслуживания, ценой и качеством работы мобильных терминалов и т.д.
При оценке результатов планирования сети для анализа технических аспектов
качества ее работы, как правило, используют следующие основные (рекомендованные
МСЭ) параметры:
-вероятность блокировки вызова из-за недостатка ресурсов сети;
-вероятность разрыва соединения из-за неуспешной попытки межсотового
переключения связи (хендовера);
-интервал времени между передачей запроса на установление соединения вызывающим
терминалом и окончанием процедуры установления соединения;
-интервал времени между передачей запроса на установление соединения
вызываемому терминалу и окончанием процедуры установления соединения;
-интервал времени между передачей терминалом запроса на разъединение соединения
и получением им подтверждения о разъединении.
Именно эти параметры непосредственно влияют на степень удовлетворения абонента
работой сети и зависят от множества других параметров (более низкого уровня),
характеризующих работу сетевых элементов.
На протяжении всего жизненного цикла сети число ее абонентов,
объем трафика и его распределение по обслуживаемой территории постоянно
изменяются. Кроме того, существуют сезонные (периодические) изме-
нения объема трафика и его территориального распределения [3].
Конфигурация сети БС должна адаптироваться к происходящим изменениям. В этом
процессе можно выделить несколько этапов:
планирование радиопокрытия;
планирование емкости;
частотное планирование;
анализ работы и оптимизация сети.
Такое поэтапное деление в значительной степени условно, поскольку все этапы
тесно взаимосвязаны между собой. Последовательность этапов планирования сети БС
показана на рис.2.1.
Рис. 2.1. Этапы планирование сети базовых станций
На этапе планирования радиопокрытия определяется минимально необходимое число
БС (сот), их оптимальное расположение на местности и радиотехнические параметры
для обеспечения радиопокрытия заданной территории с требуемым уровнем мощности
радиосигнала, принимаемой мобильной станцией (МС).
Основной исходной информацией для планирования радиопокрытия являются следующие
сведения: требования по качеству услуг связи; характеристики территории, на
которой необходимо предоставить эти услуги; технические характеристики
оборудования БС и МС.
В настоящее время для планирования радиопокрытия широко применяют специальные
компьютерные системы планирования сот, которые позволяют определить границы
макро- и микросот расчетными методами, используя для этого различные модели
распространения радиоволн и цифровые географические карты, на которых учтены
рельеф и характер местности [7]. Кроме расчетов радиопокрытия, эти системы
анализируют электромагнитную совместимость (ЭМС) БС, планируют их емкости,
выполняют частотное планирование и многое другое.
Результаты планирования радиопокрытия, полученные с использованием таких
систем, уточняются по данным измерений характеристик радиоканала на этапе
оптимизации сети, что повышает точность и эффективность планирования.
Целью планирования емкости сети является определение необходимого числа
приемопередатчиков в каждой ее соте. Исходной информацией для этого служат:
-допустимый процент блокировок вызовов в сети БС (требования по качеству
предоставляемых услуг);
-диапазоны частот, разрешенных для использования;
-прогноз объема трафика и числа абонентов в сети; результаты планирования
радиопокрытия.
Для оценки емкости сетей мобильной связи обычно используют модель Эрланга-В.
С ее помощью определяется вероятность отказа в обслуживании при заданном числе
каналов и объеме трафика [4,65].
Планировать емкость сети сложнее всего на начальном этапе ее строительства,
когда еще не накоплены сведения о ее работе за достаточно продолжительный
промежуток времени, что необходимо для более точного прогнозирования объема
трафика, с учетом его территориального распределения.
Частотное планирование решает задачи определения номеров частотных каналов для
каждого приемопередатчика в сети (частотный план) и максимизация емкости сети
при ограниченном частотном ресурсе, допустимом уровне внутрисетевых помех
(сокальных, по соседнему каналу и др.) и требуемом качестве работы сети БС
[69].
Исходной информацией для частотного планирования являются следующие сведения:
-диапазоны частот, разрешенных для использования;
-результаты планирования радиопокрытия и расчета ЭМС БС в сети;
-результаты планирования емкости сети БС;
-сведения о наличии внешних источников радиопоме