CC BY
42
УДК 621.396.2
А. Ю. ГЛУХОВ
РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ПЛАНИРОВАНИЯ И ОПТИМИЗАЦИИ СЕТЕЙ СОТОВОЙ СВЯЗИ СТАНДАРТА NMT-450I
Проведен обзор и анализ основных современных систем планирования и оптимизации сетей сотовой связи. Рассмотрены возможности повышения их эффективности. Внесены предложения по созданию системы планирования и оптимизации сетей сотовой связи стандарта NMT - 450i на базе пакета программ «Проектирование и анализ радиосетей -ПИАР».
Для обеспечения максимальной территории обслуживания и повышения емкости радиосети необходимо оптимальным образом разместить приемопередатчики, правильно определить состав и назначить режимы работ приемопередающей аппаратуры. Решение этих задач предполагает применение компьютерных средств планирования радиосетей. Наиболее широко применяются следующие программные продукты.
1. Alcatel 955 Radio Network Planning. Обеспечивает расчет покрытия, планирование частот, прогноз качества услуг, генерацию параметров BSS. К особенностям системы можно отнести реляционную базу данных для планирования сети и администрирования, многопользовательскую систему с различными уровнями доступа, графический интерфейс пользователя,
Вестник УлГТУ 3/2000
49
который может настраиваться в соответствии с предпочтениями абонента, возможность одновременного планирования нескольких фаз проекта, индивидуальные модели расчетов для каждого сайта, трехмерные алгоритмы для обсчета распространения лучей в микросотах, поддержку концентрических сот, поддержку многочастотных проектов (GSM900/1800), редактируемую матрицу разделения каналов, мощные алгоритмы назначения частот, генерацию данных BSS, улучшенную оценку данных измерений (интерфейс в A954-RNM), интерфейс в A956-RNO [1].
2. Alcatel 956 Radio Network Optimization. Обеспечивает оптимизацию сети GSM.
3. Alcatel 954 Radio Network Measurement. Дает возможность провести текущий анализ состояния сети.
4. «БиЛайн проект». Система предназначена для решения задачи структурной оптимизации сети (получения оптимальной, с точки зрения радиопокрытия , схемы расположения базовых станций и ориентации секторов). Обеспечивается также расчет радиопокрытия и зон приоритетного обслуживания базовых станций (включая планирование микросот). Для расчета радиопокрытия в системе реализован набор моделей, рекомендованных Европейским институтом стандартов в области телекоммуникаций. При расчете микросот используется многолучевая модель с учетом переотражений и дифракции. Калибровка моделей распространения радиосигнала по результатам натурных измерений позволяет анализировать степень соответствия прогнозируемого радиопокрытия и натурных измерений и производить калибровку моделей распространения радиосигнала. При этом параметры моделей по мере поступления измерительной информации уточняются индивидуально для каждого сектора, что обеспечивает повышение точности расчетов. Интерактивная система позволяет также строить списки соседних станций с учетом результатов моделирования, натурных измерений и данных системы контроля качества, проводить частотно-территориальное планирование за счет решения задачи многокритериальной оптимизации, направленное на минимизацию доли трафика, для которой не выполняются требования к качеству связи. Для контроля автоматического назначения частот в системе предусмотрено построение карты отношения сигнал/помеха для заданного частотного плана и расчет показателей качества связи для каждого сектора.
5. Системы RADIUS и RPS-2. Система позволяет получить изображение общего покрытия рассматриваемого региона сетью базовых станций, изображение зоны наилучшего обслуживания каждой станцией (или каждым сектором станции).
Системой рассчитывается уровень мощности, которую должен излучать подвижный абонент или фиксированная абонентская станция, чтобы их сигнал превышал чувствительность приемника базовой станции, формируется изображение отношения сигнал/помеха в рассматриваемой
50
Вестник УлГТУ 3/2000
местности для выбранного сигнала (информационного, пилот-сигнала и т.д.) [3].
6. Система QEDesign. Система QEDesign для сетей cdmaOne (tm) (IS-95 и J-STD-008) позволяет выполнять высокоточное и эффективное проектирование радиосетей. QEDesign имеет интегрированную поддержку аналоговых систем, что упрощает операторам переход с аналоговых систем на CDMA. Пакет программного обеспечения включает набор функций для точного моделирования комплексных систем CDMA, включая коллективные сети операторов CDMA, помехи от пилот-сигналов и распространение волн в городской местности с плотной застройкой. QEDesign дает комплексное технологическое решение сетевого планирования для сети CDMA, которое направляет операторов на начальной стадии планирования, при оптимизации системы и расширении сети.
Таким образом, представленные системы планирования и оптимизации сотовых сетей имеют ряд положительных качеств. Вместе с тем общим недостатком этих систем является ориентация на планирование и оптимизацию сетей сотовой связи в крупных городах. Ситуация в большинстве российских регионов существенно отличается от ситуации в мегаполисах и характеризуется следующими основными факторами:
• значительная концентрация абонентов в Московском и Ленинградском районах, где их численность достигает 75% от общего числа российских абонентов с показателем проникновения более 3%. На остальной территории России проникновение сотовой подвижной связи оказывается менее 0,7% (для г. Ульяновска 0,5%, для г. Димитровграда 0,15% по данным ЗАО "Ульяновская Сотовая Связь" на 01.01.00);
• большая территория страны с низкой плотностью населения;
• ограниченный спрос на услуги подвижной связи (анализ распределения абонентов по российским регионам позволяет сделать вывод о том, что в среднем половина всех операторов обслуживает на своей территории менее 1000 абонентов) [4];
• низкий уровень развития инфраструктуры (аналоговые телефонные станции, аналоговые линии связи, устаревшее оборудование и т.п.)
В такой экономической обстановке региональные операторы с целью экономии средств часто вынуждены устанавливать оборудование там, где есть возможность использования уже существующей инфраструктуры (антенно-мачтовые сооружения, каналообразующая аппаратура, помещения под установку и т.п.). Предлагаемые сегодня системы планирования и оптимизации этого не учитывают.
На рис. 1, 2 и в табл. 1, 2 представлены результаты работы системы планирования и оптимизации для сотовых сетей связи стандарта NMT-4501, создаваемой на основе пакета программ "Проектирование и анализ радиосетей - ПИАР". Предложенная система является геоинформационной
Вестник УлГТУ 3/2000
51
системой и предназначена для расчета и построения зон уверенного приема, зон уверенной двухсторонней связи, расчета электромагнитной совместимости РЭС, ведения соответствующих баз данных, выдачи рекомендаций по частотным присвоениям. С учетом существующей сети связи общего пользования и экономической обстановки в регионе система определяет целесообразность и возможность размещения аппаратуры сотовой связи в указанном месте, затраты на строительство, планируемый трафик, рентабельность объекта и формирует соответствующие рекомендации.
Таблица 1
Параметры Место установки аппаратуры
р.ц. Вешкайма р.ц. Майна
54°20/30// с.ш. 54°23/35// с.ш.
48°22/54// в.д. 46°32/43// в.д.
Мнение существующих абонентов 5 10
Число жителей; проживающих на территории обслуживания 5 6
Объем востребованных платных услуг 7 8
Места отдыха 3 7
Дороги федерального значения, ж/д 4 5
станции, аэропорты, порты
Промышленность 7 5
Сельское хозяйство 9 4
Каналы связи 3 5
Антенно-мачтовые сооружения 3 3
Помещения под установку 4 4
Возможность согласования *** ***
Возможность долевого участия *** ***
Таблица 2
Критерии Место установки аппаратуры
р.ц. Вешкайма 54°20/ 30" с.ш. 48°22/54// в.д. р.ц. Майна 54°23/35// с.ш. 46°32'43// в.д.
Целесообразность размещения аппаратуры 2 3
Возможность размещения аппаратуры 3 3
Затраты на строительство *** ***
Объем трафика * * * ***
Рентабельность объекта * * * ** *
*** - Параметры и критерии, отмеченные таким знаком, не определялись , 52 Вестник УлГТУ 3/2000
v fw«»i mt«u»4tim» и rfimiuvi рллыш.гчт i'mtnimkii • .m »лвлггь i llfthjtkkm
<«|"H IM' к*»«»»«»* I'll. '•!«<• Ü" П|»«1Ц>
I l' fiojr у t .
U2U in'
4/'Ы >•» 'И 1*4
Pik I З0111.1 рл.чиопокрышм, полученные m рсчулмап' размещения щ\ч Ьаншмм спиши (i ма pa iitoic.icHiHiiOHMWx вышках (площп.чки на о гметке 30 м) I райцентрах V н.нжтско»
об НАС I I I
h'tk '.Диаграмма расчетных ик к-миИ об »кокимн'кчкои iKV»ecooop¡,niiociM н rcviin'ictKofl помойное in размещения оннарапрм ivionofl снят u pufiuitax У¡»¿яиъьл'ф oí> mí hi
ИССТНИК УлГ ГУ < :000
Таким образом, предложенная система планирования и оптимизации сотовых сетей связи стандарта NMT-450i в отличие от других подобных систем позволяет свести к минимуму неоправданные капиталовложения, сократить время окупаемости объектов связи, сформировать наиболее привлекательную для абонентов территорию обслуживания и увеличить доходы компании.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Shedd М. Covering all the bases//GSM Q. 1999. Issue 13. P. 22—26.
2. Крупной A. E. Стратегические направления деятельности Госкомсвязи России в области управления качеством//Электросвязь. 1999. № 3.
3. Российские системы планирования RADIUS и RPS-2/УМобильные системы. 1998. №4.С.40-43.
4. Концепция развития в России сотЬвых систем подвижной связи на период до 2010 года (проект). М, : УЭС Минсвязи России, 2000. 50 с.
Глухое Алексей Юрьевич, аспирант кафедры «Телекоммуникации» Ульяновского государственного технического университета. Область научных исследований - системы радиотехники и связи.
