Реферат по теме выпускной работы
Содержание
- Введение
- 1. Анализ объекта проектирования
- 1.1 Анализ объекта проектирования сети 3G
- 1.2 Определение категорий абонентов и характеристик трафика
- 2. Анализ технологии радиодоступа сети 3G
- 3. Радиопланирование сети 3G
- Выводы
- Список источников
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:
- провести анализ района проектирования;
- определить категории пользователей услугами сети;
- поставить требования к услугам сети и QoS услуг;
- разработать информационную модель сети;
- провести расчет нагрузки от услуг сети;
- провести радиопланирование сети;
- определить технологию радиодоступа, технологию транспортной сети;
- выбрать метод реализации AVL-системы в сети 3G;
- разработать топологию сети;
- разработать функциональную и структурную схему сети;
- провести выбор оборудования;
- разработать схему соединений;
- провести оценку качественных характеристик работы AVL-системы в сети 3G.
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.

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:
- 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;
- 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;
- 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.
- 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.

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.

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.

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:
- эконом-абоненты (тарифный пакет – «3G-базовый»);
- абоненты общественного сектора (тарифный пакет – «3G +»);
- абоненты бизнес сегмента (тарифный пакет «3G-бизнес»);.
- активные абоненты (тарифный пакет «3G-актив»).
В сети 3G будут предоставлены следующие сетевые услуги:
- услуги телефонии;
- услуги Интернет;
- услуги SMS & MMS;
- услуги мобильного TV;
- услуги хранения и передачи файлов (музыка, видео, фото, информация) на базе FTP сервера;
- услуги Game-сервера;
- услуги LBS, AVL.
Также будет проведен расчет трафика сети.
Список источников
- Попов, В.И. Основы сотовой связи стандарта UMTS / В.В. Андреев. — М.: ЭкоТрендз, 2005. — 296 с.
- Тихвинский, В.О. Управление и качество услуг в сетях UMTS / В.О. Тихвинский, С.В. Терентьев — М.: ЭкоТрендз, 2007. — 400 с.
- Holma, H. W-CDMA for UMTS [текст]/ H. Holma. — John Wiley & Sons, 2004 — 445 c.
- WCDMA (UMTS). Deployment handbook. Planning and optimization [текст]/ Ch. Chevallier, Ch. Brunner, A. Garavaglia, Kenn P. Murray. — Wiley, 2006. — 367 c.
- Laiho, J. Radio Network planning and optimization for UMTS [текст]/ J. Laiho, A. Wacker, T. Novosad — Wiley, 2007. — 495 c.
- Naworocki M. Understanding UMTS radio network. Moddelling, planning and automated optimization [текст]/ M. Naworocki, M. Dohler, A. Aghvami — Wiley, 2006. — 500 c.
- Manninen M. Radio interface System Planning for GSM/GPRS/UMTS [текст]/ M. Manninen — Wiley, 2002. — 275 c.
- Ojanpera, T. and Prasad, R., Wideband CDMA for Third Generation Mobile Communications, Artech House, 1998.
- Lee, J. and Miller, L., CDMA Systems Engineering Handbook, Artech House, 1998.
- 3GPP Technical Specification 25.101, UE Radio Transmission and Reception (FDD).
- 3GPP Technical Report 25.942, RF System Scenarios.
- 3GPP TSG RAN WG4 Tdoc 99/329, Impact of OHG Harmonisation Recommendation on UTRA/FDD, June 1999.