ДонНТУ   Портал магистров

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

Введение

Одной из важнейших составляющих существования любой отрасли является постоянное развитие. А для мобильной связи этот принцип особенно актуален – с одной стороны, существует большая заинтересованность со стороны абонентов в получении новых услуг, а, с другой, огромная конкуренция подталкивает операторов постоянно вносить новые предложения на рынок связи. Более того, сотовыми сетями покрыты огромные территории, а сама сотовая связь настолько прочно вошла в обиход, что на её основе можно реализовать огромное количество услуг и проектов, не имеющих непосредственного отношения к передаче речи.

Так, уже успешно реализованы такие популярные сервисы, как SMS и MMS, WAP и GPRS, пользующиеся заслуженной популярностью у абонентов. Причём все эти сервисы, предоставляемые абонентам по отдельности, на самом деле довольно сильно связаны между собой – одна услуга может базироваться на другой и вместе с тем предоставлять абоненту совершенно новые возможности. Такое эволюционное развитие является важнейшей характеристикой абонентских сервисов в сетях сотовой связи.

Системы позиционирования известны не первый десяток лет, но развитию связанных с ними пользовательских сервисов препятствовали дороговизна оборудования, сложность технической реализации и отсутствие массового спроса. Ситуация стала меняться с появлением услуги позиционирования в мобильных сетях 3G. Уже сегодня существует возможность построения интересных сервисов, основанных на позиционировании в сотовых сетях. Наибольший интерес представляет создание крупных систем местоопределения, зона действия которых охватывает какой-либо город или регион, а число контролируемых объектов может расширяться в широких пределах. При построении диспетчерских систем позиционирования, так называемых AVL – систем (Automatic Vehicle Location), с помощью которых осуществляется централизованный контроль за местоположением и перемещением подвижных объектов в определенной зоне, одну из наиболее сложных проблем представляет организация надежного канала связи между контролируемыми объектами и диспетчерским центром. Поэтому использование в качестве транспортной среды каналов систем сотовой связи стандарта 3G с уже реализованной инфраструктурой сети позволяет наиболее оптимально с экономической точки зрения решить данную проблему. Кроме того, сотовые сети поддерживают высокую интенсивность связи и имеют широкую зону охвата.

Заложенные в основу стандарта 3G технические принципы построения, способность расширения функциональных возможностей сотовых телефонов и базовых станций, возможности модификации программного обеспечения центрового оборудования создают предпосылки для реализации AVL-систем на новых технических принципах. Например, для определения координат местонахождения абонента сотовых систем можно использовать данные, получаемые от имеющейся в оборудовании стандарта CDMA подсистемы точного управления мощностью передатчиков радиотелефонов. Целью данной курсовой работы является разработка проекта сети 3G c системой позиционирования для управления подвижными объектами (AVL-системой) в условиях района Al-Abdali города Амман (Иордания).

Для достижения поставленной цели в магистерской работе необходимо решить следующие задачи:

Результатом выполнения магистерской работы будет проект сети 3G c системой позиционирования для управления подвижными объектами (AVL-системой) в условиях города Амман (Иордания).

1. Анализ объекта проектирования

1.1 Анализ объекта проектирования сети 3G


Объектом проектирования сети 3G в данной работе является центральный район высокой плотностью населения и плотным уровнем застройки Al-Abdali в городе Амман. Население района составляет 252000 человек. Площадь района составляет 350 км2.

Район Al-Abdali является центральным районом города, поэтому в нем сконцентрирован в основном бизнес, жилой сектор (частные дома и многоэтажные) и учреждения инфраструктуры. Именно такие факторы, как наличие большого скопления активных и бизнес-абонентов, а также повышенный спрос на мультисервисные услуги повлияли на его выбор в качестве точечного сегмента сети с для развертывания участка сети 3G.

В городе Амман услуги фиксированной связи, передачи данных, ADSL-нтернет предоставляет оператор «Jordantelecom». Мобильная связь покрывает почти всю территорию города и обеспечивает достаточно надежную связь даже с отдаленными районами. Стандарт связи GSM 900/1800. Услуги мобильной связи предоставляют два основных оператора: «Orange» и «Jordantelecom–Amman».

Таким образом, исходными данными для проектирования сети 3G являются: район города Амман с населением 252000 человек, территория 350 км2, которая разделяется на 3 сектора по виду деятельности: жилые кварталы многоэтажных домов (с высоким уровнем нагрузки), частный сектор (нагрузка невысокая) и бизнес-центры (нагрузка изменяется в течении суток в зависимости от бизнес-активности абонентов). Карта района Al-Abdali, в котором будет развернута сеть 3G представлена на рисунке 1.1.

Район проектирования Al-Abdali

Рисунок 1.1 – Район проектирования Al-Abdali

1.2 Определение категорий абонентов и характеристик трафика


Главным фактором при делении абонентов на категории является учет специфики города. В каждой категории пользователям будет предоставляться полный набор услуг в разном процентном соотношении. Будет осуществлена возможность выбора тарифного пакета с необходимым набором услуг и требуемой скоростью доступа к сети, что позвонит обеспечить широкий круг потребителей. Таким образом, в г.Амман можно выделить четыре категории абонентов и соответствующие им 4 тарияфных пакета:

  1. Эконом-абоненты (тарифный пакет – «3G-базовый»), которые не требуют широкой полосы пропускания (скорость Интернет – 1,2 Мбит/с). В основном такими абонентами являются рабочие, пенсионеры и люди с низким достатком. Абоненты данной категории будут использовать в основном услуги Интернет и телефония;
  2. Абоненты общественного сектора (тарифный пакет – «3G +») – основная масса пользователей, главными клиентами данного пакета будут абоненты жилого сектора. Абоненты данной категории будут пользоваться всем спектром услуг в небольшом объеме;
  3. Абоненты бизнес сегмента (тарифный пакет «3G-бизнес») – абоненты административно-делового сектора (бизнес-центров, предприятий, офисов, маленьких фирм); данная категория абонентов в основном интенсивно использует услуги телефонии, Интернет, LBS (особенно AVL сервисы). Необходимая полоса пропускания до 3,6 Мбит/с на канал.
  4. Активные абоненты (тарифный пакет «3G-актив»): в основном являются люди с высоким достатком и прогрессивная молодежь. Данная категория абонентов будет пользоваться всеми услугами сети в большом объеме. Необходимая полоса пропускания 3,6 Мбит/с на канал при практически полной загруженности каналов.

Таким образом, были определены категории абонентов, определены характеристики трафика и QoS услуг. На основании этих данных можно разработать информационную модель сети. Информационная модель сети представлена на рисунке 1.2.

Информационная модель сети

Рисунок 1.2 – Информационная модель сети
(анимация: 10 кадров, 7 циклов повторений, 60 килобайт)

2. Анализ технологии радиодоступа сети 3G

Мобильные сети поколения 3G стали результатом реализации концепции международной мобильной связи International Mobile Telecommunications-2000 (IMT-2000). В ее основу заложена идея создания нового поколения семейства систем подвижной связи, беспроводного доступа, который охватывает технологии наземной сотовой и спутниковой связи [5]. Работа по стандартизации интерфейсов семейства систем IMT-2000 ныне завершена и включает к своему составу 5 радиоинтерфейсов: IMT-DS (базовая технология WCDMA), IMT-MC (cdma2000), IMT-TC (TD-SCDMA), IMT-SC (UWC-136), IMT-FT (DECT EP).

В Европе идея IMT-2000 реализована в виде концепции универсальной системы мобильной связи (Universal Mobile Telecommunications System, UMTS). Диапазон возможностей и сфер применения этой системы чрезвычайно богатый: в ней предлагается широкий спектр услуг по высококачественной передаче голоса, данных, мультимедийных сервисов. Появляется новый вид услуг – предоставление информационных услуг (контента) по заказу пользователя. Кроме того, с помощью сетей 3G можно передавать большие объемы информации на высоких скоростях. При этом, UMTS позволяет организовать полное взаимодействие с системами GSM.

В системе UMTS используется кодовое разделение каналов в радиоинтерфейсе WCDMA. Базовая чиповая скорость этого радиоинтерфейса равняется 3,84 Мчип/с. При такой скорости обеспечивается передача информационного потока 2,048 Мбит/с. Шаг сетки частот в WCDMA выбран кратным 200 кГц, что позволяет гибко изменять разнесение несущих и, таким образом, повышает спектральную эффективность системы в реальной обстановке с препятствиями.

Двухуровневая схема расширения спектра основана на использовании расширяющих и скремблирующих кодов. В downlink канале скремблирующие коды назначаются отдельно для каждой сети, а в uplink определяются уникальным способом для каждого абонента. Расширяющие коды являются ортогональными, что позволяет сделать их общими для всех сот сети и минимизировать таким образом уровень взаимных препятствий между абонентами внутри одной соты. Таким образом, для построения сети 3G в курсовой работе была выбрана концепция UMTS, с базовой технологией WCDMA. На рисунке 2.1 представлена схема определения местоположения абонента методом E-OTD.

Схема определения местоположения абонента методом E-OTD

Рисунок 2.1 – Схема определения местоположения абонента методом E-OTD

3. Радиопланирование сети 3G

Пропускная способность сети CDMA ограничивается пропускной способностью прямого канала, поэтому для расчета допустимого количества абонентов. Рассчитаем допустимое число одновременно работающих в прямом канале, в одном секторе каждой соты БС абонентских станций n0. При этом рассматривается вариант такого количества базовых станций и их взаимного расположения (рисунок 3.1), который предусматривает максимально возможное влияние излучений базовых станций на приемник АС.

Влияния мешающих сигналов соседних БС при местоположении АС на границе зоны

Рисунок 3.1 – Влияния мешающих сигналов соседних БС при местоположении АС на границе зоны

Одной из существенных особенностей систем CDMA является наличие внутрисистемных помех. Эти помехи возникают в прямом канале (БС-АС) за счет приема абонентской станцией помимо полезного сигнала от базовой станции «рабочей» зоны обслуживания сигналов от базовых станций соседних зон обслуживания (секторов или сот). В обратном канале (АС-БС) эти помехи возникают на входе приемника БС, куда поступает помимо сигналов от АС, с которой осуществляется сеанс связи по одному из каналов, сигналы от других АС, находящихся в зоне обслуживания этой БС.

Выводы

В магистерской работе планируется разработка проекта сети 3G c системой позиционирования для управления подвижными объектами (AVL-системой) в условиях района Al-Abdali города Амман (Иордания).

В г. Амман было выделено четыре категории абонентов и соответствующие им 4 тарифных пакета:

В сети 3G будут предоставлены следующие сетевые услуги:

Также будет проведен расчет трафика сети.

Список источников

  1. Попов, В.И. Основы сотовой связи стандарта UMTS / В.В. Андреев. — М.: ЭкоТрендз, 2005. — 296 с.
  2. Тихвинский, В.О. Управление и качество услуг в сетях UMTS / В.О. Тихвинский, С.В. Терентьев — М.: ЭкоТрендз, 2007. — 400 с.
  3. Holma, H. W-CDMA for UMTS [текст]/ H. Holma. — John Wiley & Sons, 2004 — 445 c.
  4. WCDMA (UMTS). Deployment handbook. Planning and optimization [текст]/ Ch. Chevallier, Ch. Brunner, A. Garavaglia, Kenn P. Murray. — Wiley, 2006. — 367 c.
  5. Laiho, J. Radio Network planning and optimization for UMTS [текст]/ J. Laiho, A. Wacker, T. Novosad — Wiley, 2007. — 495 c.
  6. Naworocki M. Understanding UMTS radio network. Moddelling, planning and automated optimization [текст]/ M. Naworocki, M. Dohler, A. Aghvami — Wiley, 2006. — 500 c.
  7. Manninen M. Radio interface System Planning for GSM/GPRS/UMTS [текст]/ M. Manninen — Wiley, 2002. — 275 c.
  8. Ojanpera, T. and Prasad, R., Wideband CDMA for Third Generation Mobile Communications, Artech House, 1998.
  9. Lee, J. and Miller, L., CDMA Systems Engineering Handbook, Artech House, 1998.
  10. 3GPP Technical Specification 25.101, UE Radio Transmission and Reception (FDD).
  11. 3GPP Technical Report 25.942, RF System Scenarios.
  12. 3GPP TSG RAN WG4 Tdoc 99/329, Impact of OHG Harmonisation Recommendation on UTRA/FDD, June 1999.