Научная статья на тему 'Влияние удельной интенсивности трафика в периоды максимальной нагрузки на безопасный для населения объем радиочастотного ресурса в сетях GSM'

Влияние удельной интенсивности трафика в периоды максимальной нагрузки на безопасный для населения объем радиочастотного ресурса в сетях GSM Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
206
28
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
радиочастотный ресурс / сотовая связь / электромагнитное излучение / сотовый телефон / безопасность / удельная интенсивность трафика

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — В И. Мордачев, А С. Свистунов

Приведены оценки предельно допустимого объема радиочастотного ресурса, выделяемого сотовой радиосети стандарта GSM 900/1800, при котором обеспечиваются безопасные уровни электромагнитного излучения сотовых телефонов при различных чувствительности радиоприема в сети, размерности кластера частотного планирования и удельной интенсивности трафика.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — В И. Мордачев, А С. Свистунов

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

INFLUENCE OF THE USER’S TRAFFIC INTENSITY IN PERIODS OF THE MAXIMUM TRAFFIC INTENSITY ON PERMISSIBLE VOLUME FOR THE POPULATION OF THE RADIO-FREQUENCY RESOURCE IN GSM CELLULAR NETWORKS

Estimations of maximum permissible volume of the radio-frequency resource assigned for a GSM 900/1800 cellular radio network at various levels of its radio reception sensitivity and specific user's traffic in busyhours, at which the safe levels of electromagnetic radiation of the user's devices of cellular communications is provided, are resulted.

Текст научной работы на тему «Влияние удельной интенсивности трафика в периоды максимальной нагрузки на безопасный для населения объем радиочастотного ресурса в сетях GSM»

Доклады БГУИР

2011 № 7 (61)

УДК 621.396.218:614.89.086.5

ВЛИЯНИЕ УДЕЛЬНОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ ТРАФИКА В ПЕРИОДЫ МАКСИМАЛЬНОЙ НАГРУЗКИ НА БЕЗОПАСНЫЙ ДЛЯ НАСЕЛЕНИЯ ОБЪЕМ РАДИОЧАСТОТНОГО РЕСУРСА В СЕТЯХ GSM

В.И. МОРДАЧЕВ, АС. СВИСТУНОВ

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники П. Бровки, 6, Минск, 220013, Беларусь

Поступила в редакцию 14 апреля 2011

Приведены оценки предельно допустимого объема радиочастотного ресурса, выделяемого сотовой радиосети стандарта GSM 900/1800, при котором обеспечиваются безопасные уровни электромагнитного излучения сотовых телефонов при различных чувствительности радиоприема в сети, размерности кластера частотного планирования и удельной интенсивности трафика.

Ключевые слова: радиочастотный ресурс, сотовая связь, электромагнитное излучение, сотовый телефон, безопасность, удельная интенсивность трафика.

Введение

В последние годы наблюдается устойчивая тенденция к увеличению удельной интенсивности трафика (удельной абонентской нагрузки) в сетях сотовой радиосвязи. Это обусловлено рядом факторов: снижением тарифов на услуги сотовой связи в сочетании с предоставлением абонентам сотовой связи достаточно больших объемов бесплатного трафика, перераспределением трафика между проводными и сотовыми сетями в силу принципиальных удобств мобильной связи, все более глубокой интеграцией последней во все области информационного обслуживания современного общества. Если на начальной стадии развития сотовой связи второго поколения при проектировании сетей GSM 900/1800 ожидаемая средняя удельная абонентская нагрузка в часы наибольшей интенсивности трафика принималась равной 0,015-0,025 эрл., то сегодня во многих сотовых сетях она составляет 0,03-0,04 эрл. с тенденцией к дальнейшему росту до уровня 0,05-0,08 эрл., характерного для проводных сетей связи.

Рост удельной интенсивности трафика в сотовой сети, спроектированной без учета данного фактора, приводит к ухудшению качества связи и к необходимости либо уменьшения размеров сайтов с сопутствующим увеличением пространственной плотности базовых станций и затрат на развитие инфраструктуры сети, либо к увеличению объема используемого сетью радиочастотного ресурса (числа частотных каналов). Если начальный объем используемого сетью радиочастотного ресурса (РЧР) выделен с учетом ограничений [1-4] по обеспечению ее электромагнитной безопасности, по мере роста удельной средней интенсивности трафика данные ограничения могут быть ослаблены с учетом следующих обстоятельств.

1. Безопасный уровень электромагнитного излучения (ЭМИ) при разговоре по сотовому телефону в сети GSM при высоком качестве связи (вероятность отказов в обслуживании не выше 2-3%) практически не зависит от нагрузки в сети. Этот уровень ЭМИ согласно [1-4] определяется некоторым предельно допустимым значением радиуса сайта ^max, зависящим от уровня реальной чувствительности радиоприема в сети (уровнем внутрисетевых помех, определяемым качеством частотно-территориального планирования сети) и предельно допустимой мощностью ЭМИ абонентской станции (АС). Этот радиус должен выбираться таким образом, чтобы на удалении ^max от базовой станции (БС) мощность ЭМИ АС не превышала допустимо-

го уровня. Тем не менее, если востребованность услуги сотовой связи в часы наибольшей нагрузки превышает предельно допустимую с точки зрения качества обслуживания (вероятность отказа в обслуживании выше допустимой), в этот период может потребоваться многократное повторение попыток соединения, в процессе которых мощность ЭМИ АС максимальна.

2. В сетях, в которых размеры сайтов на территории населенных пунктов не превышают значения Rmax, дальнейшее их уменьшение с целью обеспечения приемлемого качества связи в условиях роста средней удельной интенсивности трафика сопряжено со значительными затратами, не обусловленными выполнением требований электромагнитной безопасности. В этих условиях сети может быть выделен дополнительный объем РЧР, призванный компенсировать увеличение нагрузки в сети, а также минимизировать совокупные инвестиции и текущие затраты оператора на развитие инфраструктуры сети и на оплату получения и использования дополнительного РЧР.

3. Наиболее жестким условием, определяющим необходимость развития инфраструктуры сети, является условие обеспечения ее электромагнитной безопасности для пользователей сотовой связи (обеспечения мощности ЭМИ АС в сети не выше значения Pm = 15 дБм [4]). Это условие, выполняется при уменьшении радиуса сайта до значения Rmax, а сохранение приемлемого качества связи в сети по мере роста средней удельной интенсивности трафика в часы наибольшей нагрузки реально может обеспечиваться только за счет выделения операторам некоторого дополнительного объема РЧР. При этом должно сохраняться требование обеспечения операторами высокого качества частотно-территориального планирования сети с целью обеспечения высокого уровня реальной чувствительности радиоприема в сети (низкого уровня внутрисетевых помех). Таким образом, при более интенсивном удельном трафике в периоды максимальной нагрузки сети безопасный уровень электромагнитного излучения сотовых телефонов в ней, определяемый предельным радиусом сайта Rmax, может быть обеспечен только за счет увеличения числа частотных каналов в каждом секторе БС.

Цель данной работы - оценка предельно допустимого объема РЧР, выделяемого сети, при котором в ней обеспечиваются безопасные уровни ЭМИ сотовых телефонов для различных значений удельной интенсивности трафика в периоды наибольшей нагрузки, различных уровней реальной чувствительности радиоприема в сети и различной размерности кластера частотного планирования, характеризующих качество последнего.

Методика оценки предельно допустимого объема выделяемого РЧР

В работе использованы следующие процедуры [1-4] определения предельно допустимого объема РЧР, выделяемого сотовой сети GSM, при котором будут обеспечены необходимые с точки зрения электромагнитной безопасности тенденции развития этой сети:

1. Определяется наибольший размер Rmax сайта, в пределах которого ЭМИ АС не превышает значения Pm ПДУ, принятого в качестве критерия электромагнитной безопасности; этот размер зависит от условий распространения радиоволн (РРВ) и минимального используемого уровня PBS полезного сигнала на входе РП БС (чувствительности радиоприема БС).

2. Выполняется прогноз пространственной плотности абонентов сотовой связи р2 и рассматриваемой сети pN в час максимальной нагрузки и расчет планируемого в этот момент предельного числа абонентов NAV в сайте предельного размера, при котором обеспечивается ПДУ ЭМИ АС.

3. На основе прогнозируемых данных об удельной интенсивности трафика в период максимальной нагрузки оценивается среднее число АС в активном состоянии (объем речевого трафика) в сайтах, размеры которых обеспечивают уровни ЭМИ АС ниже значения ПДУ.

4. Используя модель «Erlang-B» теории трафика (предоставление каналов связи в системе массового обслуживания с блокированием вызовов [3, 5]) для уровня вероятности блокирования вызовов не выше 0,01-0,02, характерного для качественной сотовой связи, определяются число каналов птр трафика и объем Щчр РЧР (число дуплексных частотных каналов GSM), минимально необходимые для обслуживания абонентов этих сайтов и сети в целом в час максимальной нагрузки и рассчитываемые с учетом размерности кластера Cl, используемого при ее частотном планировании. Предполагается, что выделяемый сети объем РЧР не должен превышать величины N^.

Отличие методики анализа, использованной в данной работе, от принятой в [1-3], состоит в том, что выполнение перечисленных процедур выполняется для следующих условий:

1. Максимальная средняя мощность ЭМИ АС, соответствующая расположению абонента на границе сайта, не должна превышать безопасного уровня (ПДУ) ЭМИ АС, выбранного с учетом ограничений [6] и направленности ЭМИ АС: Pm ~ 15 дБм.

2. Уровень PBS реальной чувствительности РП БС выбран с учетом различных значений среднего уровня внутрисетевых помех, при которых реальная чувствительность радиоприема в сети составляет -95...-80 дБм; в [1-3] уровень внутрисетевых помех не учитывался, оценки выполнялись для уровня чувствительности радиоприема -107 дБм, что соответствует предельной чувствительности РП БС, ограниченной собственными шумами РП.

3. Оценки выполнены для различных значений высоты HBS подвеса антенн БС в пределах 20-70 м, а также для более высокого качества обслуживания абонентов, соответствующего вероятности связи («grade of service») B = 0,99; оценки [1-3] выполнены для B = 0,9, что ниже требований, предъявляемых к качеству сотовой связи.

Отличие методики анализа, использованной в данной работе, от принятой в [4], состоит в следующем.

1. Оценки выполнены для различных значений удельной интенсивности трафика в период максимальной нагрузки в пределах E = 0,025-0,08 эрл. (в [4] анализ выполнен для значения E = 0,025, характерного для ранних стадий развития сотовой связи второго поколения).

2. Оценки выполнены для диапазона значений реальной чувствительности радиоприема (-95.-80 дБм), в большей мере отражающих современное состояние сетей GSM 900/1800.

Как и в [4], оценки выполнены для следующих условий.

1. Для различных значений территориальной плотности АС. Прогнозные данные [7] о территориальной плотности абонентов отдельной сотовой сети рдт, АС/км2 использованы при выполнении оценок предельно допустимого объема РЧР, выделяемого сотовой сети, в предположении функционирования на рассматриваемой территории трех-четырех идентичных операторов сотовой связи стандарта GSM. Значения рдт приняты равными 1000 АС/км2 пригородных зон, 3000 для АС/км2 для городских территорий со средне- и малоэтажной городской застройкой, зон отдыха, 10000 АС/км2 для густонаселенных жилых районов с многоэтажной городской застройкой высокой плотности, пешеходных зон.

2. Для сотовых радиосетей с трехсекторной и шестисекторной пространственной структурой и с различной размерностью а кластера частотного планирования (С/=3 и С/=7).

При расчете минимально необходимого объема Ырчр РЧР сети GSM 900/1800) при различной чувствительности радиоприема БС и различной удельной интенсивности трафика предполагается, что 100% последнего составляет речевой трафик (передача данных не учитывается).

Результаты анализа и их обсуждение

Ниже в таблицах приведены результаты оценок выделяемого сети объема Ырчр РЧР (числа радиоканалов в полосах частот GSM 900/1800), допустимого с точки зрения электромагнитной безопасности сотовой сети, при трехсекторной структуре ее сайтов. Предполагается, что если выделяемый объем РЧР не превышает значений, приведенных ниже, создаются необходимые предпосылки для развития инфраструктуры сети до безопасного уровня, при котором размеры сайтов и предельные уровни ЭМИ АС не превысят безопасных значений. Все данные получены в предположении, что сети GSM являются двухдиапазонными; для этих сетей границы сайта будут определяться наибольшим значением базовых потерь, характерным для диапазона 1800 МГц.

Hbs, м Rmax, КМ E, эрл. pA, АС/ км2

10000 3000 1000

птр AW> С1=7 AW> С1=4 птр AW Cl=7 AVp Cl=4 птр AW Cl=7 Арчр С1=4

70 0,6035 0,025 95 231 132 34 84 48 15 21 12

60 0,5698 87 210 120 31 63 36 14 21 12

50 0,5335 76 189 108 28 63 36 13 21 12

40 0,4934 67 168 96 25 63 36 12 21 12

30 0,448 57 147 84 22 42 24 10 21 12

20 0,394 46 105 60 19 42 24 9 21 12

70 0,6035 0,04 147 378 216 50 126 72 21 42 24

60 0,5698 126 315 180 46 105 60 20 42 24

50 0,5335 116 294 168 41 105 60 18 42 24

40 0,4934 101 252 144 36 84 48 17 42 24

30 0,448 85 210 120 31 63 36 14 21 12

20 0,394 68 168 96 25 63 36 12 21 12

70 0,6035 0,05 178 462 264 61 147 84 25 63 36

60 0,5698 160 420 240 55 126 72 23 42 24

50 0,5335 143 357 204 49 126 72 21 42 24

40 0,4934 120 315 180 43 105 60 19 42 24

30 0,448 102 252 144 37 84 48 16 42 24

20 0,394 82 210 120 31 63 36 14 21 12

70 0,6035 0,08 275 714 408 91 231 132 36 84 48

60 0,5698 248 651 372 83 210 120 33 84 48

50 0,5335 218 567 324 74 189 108 30 63 36

40 0,4934 192 504 288 64 168 96 26 63 36

30 0,448 159 399 228 55 126 72 23 42 24

20 0,394 122 315 180 45 105 60 19 42 24

Таблица 2. Результаты оценок минимально необходимого объема Лрчр РЧР сети GSM 900/1800) при чувствительности радиоприема БС PBS = -90 дБм

Hbs, м Rmax, км E, эрл. рА, АС/ км2

10000 3000 1000

птр Арчр С1=7 Арчр С1=4 птр Арчр С1=7 Арчр С1=4 птр Арчр С1=7 Арчр С1=4

70 0,425 0,025 52 126 72 20 42 24 10 21 12

60 0,403 47 105 60 19 42 24 9 21 12

50 0,379 43 105 60 18 42 24 8 21 12

40 0,353 38 84 48 15 21 12 7 21 12

30 0,323 33 84 48 14 21 12 7 21 12

20 0,287 27 63 36 12 21 12 6 21 12

70 0,425 0,04 79 189 108 29 63 36 13 21 12

60 0,403 67 168 96 26 63 36 12 21 12

50 0,379 62 147 84 24 63 36 11 21 12

40 0,353 56 147 84 22 42 24 10 21 12

30 0,323 49 126 72 19 42 24 9 21 12

20 0,287 40 105 60 16 42 24 8 21 12

70 0,425 0,05 94 231 132 34 84 48 15 21 12

60 0,403 86 210 120 31 63 36 14 21 12

50 0,379 77 189 108 28 63 36 13 21 12

40 0,353 68 168 96 26 63 36 12 21 12

30 0,323 59 147 84 22 42 24 11 21 12

20 0,287 48 126 72 19 42 24 9 21 12

70 0,425 0,08 145 378 216 50 126 72 21 42 24

60 0,403 126 315 180 46 105 60 20 42 24

50 0,379 117 294 168 41 105 60 18 42 24

40 0,353 103 252 144 37 84 48 16 42 24

30 0,323 86 210 120 32 84 48 14 21 12

20 0,287 72 189 108 27 63 36 12 21 12

Hbs, м Rmax КМ E, эрл. рА, АС/ км2

10000 3000 1000

птр AW> С1=7 ли> С1=4 птр ли> С1=7 AW> С1=4 птр ли> С1=7 Np4p Cl=4

70 0,299 0,025 29 63 36 12 21 12 7 21 12

60 0,285 27 63 36 12 21 12 6 21 12

50 0,27 25 63 36 11 21 12 6 21 12

40 0,253 23 42 24 10 21 12 5 21 12

30 0,233 20 42 24 9 21 12 5 21 12

20 0,209 17 42 24 8 21 12 5 21 12

70 0,299 0,04 43 105 60 17 42 24 8 21 12

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

60 0,285 40 105 60 16 42 24 8 21 12

50 0,27 36 84 48 15 21 12 8 21 12

40 0,253 33 84 48 14 21 12 7 21 12

30 0,233 28 63 36 12 21 12 6 21 12

20 0,209 24 63 36 11 21 12 6 21 12

70 0,299 0,05 51 126 72 20 42 24 10 21 12

60 0,285 49 126 72 19 42 24 9 21 12

50 0,27 43 105 60 17 42 24 9 21 12

40 0,253 39 84 48 16 42 24 8 21 12

30 0,233 34 84 48 14 21 12 7 21 12

20 0,209 29 63 36 12 21 12 6 21 12

70 0,299 0,08 77 189 108 28 63 36 13 21 12

60 0,285 71 168 96 26 63 36 12 21 12

50 0,27 64 168 96 24 63 36 11 21 12

40 0,253 58 147 84 22 42 24 10 21 12

30 0,233 50 126 72 20 42 24 9 21 12

20 0,209 42 105 60 17 42 24 8 21 12

Таблица 4. Результаты оценок минимально необходимого объема Лрчр РЧР сети GSM 900/1800) при чувствительности радиоприема БС PBS = -80 дБм

рА, АС/ км2

Hbs, М Rmaxt E, эрл. 10000 3000 1000

км птр AW Cl=7 Арчр С1=4 птр Арчр С1=7 Арчр С1=4 птр Арчр С1=7 Арчр С1=4

70 0,2107 17 42 24 8 21 12 5 21 12

60 0,2017 16 42 24 8 21 12 4 21 12

50 0,1919 0,025 15 21 12 7 21 12 4 21 12

40 0,1809 14 21 12 7 21 12 4 21 12

30 0,168 13 21 12 6 21 12 4 21 12

20 0,1525 11 21 12 6 21 12 4 21 12

70 0,2107 25 63 36 11 21 12 6 21 12

60 0,2017 23 42 24 10 21 12 6 21 12

50 0,1919 0,04 21 42 24 10 21 12 5 21 12

40 0,1809 20 42 24 9 21 12 5 21 12

30 0,168 18 42 24 8 21 12 5 21 12

20 0,1525 15 21 12 7 21 12 4 21 12

70 0,2107 29 63 36 12 21 12 7 21 12

60 0,2017 27 63 36 12 21 12 6 21 12

50 0,1919 0,05 25 63 36 11 21 12 6 21 12

40 0,1809 23 42 24 10 21 12 6 21 12

30 0,168 21 42 24 9 21 12 5 21 12

20 0,1525 18 42 24 8 21 12 5 21 12

70 0,2107 42 105 60 17 42 24 8 21 12

60 0,2017 40 105 60 16 42 24 8 21 12

50 0,1919 0,08 36 84 48 15 21 12 8 21 12

40 0,1809 33 84 48 14 21 12 7 21 12

30 0,168 30 63 36 12 21 12 7 21 12

20 0,1525 25 63 36 11 21 12 6 21 12

Анализ данных, приведенных в табл. 1-4, а также аналогичных оценок для шестисек-

торной структуры сайтов сети GSM 900/1800 позволяет придти к следующим выводам.

1. При одновременном функционировании трех-четырех сотовых сетей GSM 900/1800 каждой сети может быть выделен объем РЧР в пределах: Арчр « 120-165 (общее число каналов GSM 900/1800 равно 500, обеспечиваются равные условия ведения бизнеса, часть регионального РЧР в полосах GSM 900 может быть занята воздушной радионавигационной службой (ВРНС)). Принимая это во внимание, из данных табл. 1 можно сделать вывод, что в очень хорошо спланированной и настроенной сети с очень низким уровнем внутрисетевых помех и с реальной чувствительностью радиоприема не хуже -95 дБм объем реально выделенного РЧР не превышает объема, рекомендуемого к выделению с учетом требований обеспечения электромагнитной безопасности сети, фактически при любой удельной интенсивности трафика.

2. В хорошо спланированной и настроенной сети с низким уровнем внутрисетевых помех и с реальной чувствительностью радиоприема не хуже -90 дБм объем реально выделенного РЧР не превышает объема, рекомендуемого к выделению с учетом требований обеспечения электромагнитной безопасности сети, при удельной интенсивности речевого трафика не ниже 0,05 эрл. При более низкой удельной интенсивности трафика в сетях с выделенным сети объемом РЧР Арчр « 120-165 тенденции к дальнейшему развитию инфраструктуры сети до безопасного уровня практически отсутствуют, и для создания предпосылок к их формированию требуется ограничить объем выделяемого РЧР до 72-96 каналов (конкретное значение может быть определено из начальной части табл. 2).

3. В сетях с реальной чувствительностью радиоприема БС на уровне -85...-80 дБм достаточно высокий уровень внутрисетевых помех определяется как рядом объективных факторов, связанных с неоднородностью пространственной топологии и морфологии охватываемой территории городской застройки, так и с недостатками технической реализации и настройки сети - завышенной мощностью ЭМИ АС/БС (с мотивацией обеспечения соединений БС с АС внутри зданий, но в ущерб качеству связи вне помещений), завышенной высотой подвеса антенн БС (из-за увеличенных размеров сайтов), недостаточной эффективностью алгоритмов частотного планирования, недостаточным вниманием оператора к проблеме оптимизации частотно-территориальных планов сети, недостаточной координацией действий операторов на границах выделенных полос частот, и т.п.

В этих сетях при наблюдаемой в настоящее время удельной интенсивности трафика в часы наибольшей нагрузки на уровне 0,03-0,04 эрл. выделенный каждой отдельной сети объем РЧР Арчр « 120-165 является избыточным с точки зрения электромагнитной безопасности сети. Действия по обеспечению электромагнитной безопасности таких сетей должны сопровождаться введением ограничений на выделяемый объем РЧР (что призвано побудить оператора сократить размеры сайтов и выполнить оптимизацию сети по критерию минимума уровня ЭМИ АС и БС), в сочетании с принудительными действиями лицензиара по обеспечению требуемого качества планирования и настройки сети.

Для этих сетей рекомендуемый объем РЧР, исходя из данных табл. 3, 4, ниже реально выделяемого в 2-3 раза во всем диапазоне возможных уровней удельной интенсивности трафика. Это может являться косвенным свидетельством существенного занижения установленной стоимости РЧР по сравнению с необходимой исходя из требований обеспечения нормальных темпов развития инфраструктуры сетей для обеспечения их экологии (электромагнитной безопасности). А поскольку низкая чувствительность радиоприема в сети побуждает использовать повышенные на 5-10 дБ уровни ЭМИ БС и АС, избыточность и низкая стоимость РЧР могут быть признаны косвенными причинами наблюдаемого обострения проблемы межсистемной электромагнитной совместимости (ЭМС) по мере увеличения территориальной плотности абонентов и соответствующего роста мощности ЭМИ БС сети в случае присутствия в полосах частот GSM других систем, в частности, систем ВРНС в полосах GSM-900.

В свете вышеизложенного заниженная стоимость РЧР, побуждающая оператора отдавать предпочтение большим сайтам с мощными многоканальными БС, в сочетании со стремлением лицензиара выдать максимально-возможный объем РЧР (в том числе за счет ускоренной конверсии радиочастотного спектра в полосах сотовой связи) для увеличения соответствующих бюджетных поступлений и размеров платежей за обеспечение лицензиаром технической готовности РЧР, могут быть причиной отрицательных последствий, связанных с необоснованным ростом электромагнитной нагрузки на территории с высокой плотностью населения и

обострением проблемы межсистемной ЭМС на «конверсионных» участках радиочастотного спектра.

4. Сопоставление полученных данных для трехсекторной и шестисекторной структуры сайта позволяет сделать вывод, что увеличение числа секторов в сайте не приводит к существенным изменениям в экологических ограничениях на выделяемый объем РЧР. В то же время увеличение размерности кластера частотного планирования сети и близкие по смыслу меры, связанные с использованием избыточности выделенного РЧР для увеличения в сети качества связи (снижения уровня внутрисетевых помех, увеличения отношения «сигнал/помеха», увеличения реальной чувствительности радиоприема БС), обеспечивают практические возможности снижения в сети как уровней ЭМИ АС, определяющих электромагнитную безопасность сети, так и уровней ЭМИ БС, определяющих ее межсистемную ЭМС.

5. Данные табл. 1-4 свидетельствуют о том, что наблюдаемое в процессе развития сетей сотовой связи снижение высот подвеса антенн БС формально сопровождается ужесточением ограничений на предельно допустимый объем РЧР сети по показателям электромагнитной безопасности. Последнее объясняется тем, что при снижении высот подвеса достаточно заметно уменьшаются безопасные размеры сайтов за счет увеличения экранирующего влияния городской застройки на условия распространения радиоволн между БС и удаленными АС. Тем не менее, на практике данное ужесточение не наблюдается в связи с тем, что разумное использование экранирующих свойств городской застройки и неоднородностей рельефа земной поверхности в процессе системного проектирования сети позволяет существенно уменьшить уровень внутрисетевых помех и уровень ЭМИ БС/АС.

Выводы

Приведенные выше результаты анализа позволяют рекомендовать введение разумных ограничений на объем выделяемого сетям GSM 900/1800 радиочастотного ресурса в сочетании с ужесточением требований к качеству связи по мере развития сетей для обеспечения их электромагнитной безопасности, а также для обеспечения их межсистемной ЭМС в «конверсионных» полосах частот.

При введении ограничений на объем выделяемого сетям GSM 900/1800 РЧР в условиях наблюдаемого роста удельной интенсивности трафика необходимо учитывать иллюстрируемую количественно приведенными выше данными связь между рекомендуемым объемом выделяемого сети РЧР, удельной интенсивностью трафика в сети и минимальными требованиями к отношению «сигнал/помеха» (размером частотного кластера) исходя из реализуемой в сети совокупности услуг, а также принимать во внимание наличие проблем межсистемной ЭМС.

Приведенные выше выводы справедливы только для территорий городской застройки с достаточно высокой плотностью населения. По мере уменьшения территориальной плотности абонентов сотовой связи разрыв между реально выделенным и рекомендуемым по экологическим показаниям объемом РЧР увеличивается. Поэтому на территориях с невысокой плотностью населения электромагнитная безопасность сотовой радиосвязи может быть достигнута другими способами, в частности, соблюдением общественной и индивидуальной электромагнитной гигиены, включая разумное ограничение использования сотовой связи на большом удалении от БС, использование проводных средств связи и т.п.

INFLUENCE OF THE USER'S TRAFFIC INTENSITY IN PERIODS OF THE MAXIMUM TRAFFIC INTENSITY ON PERMISSIBLE VOLUME FOR THE POPULATION OF THE RADIO-FREQUENCY RESOURCE IN GSM CELLULAR

NETWORKS

V.I. MORDACHEV, AS. SVISTUNOV

Abstract

Estimations of maximum permissible volume of the radio-frequency resource assigned for a GSM 900/1800 cellular radio network at various levels of its radio reception sensitivity and specific user's traffic in busyhours, at which the safe levels of electromagnetic radiation of the user's devices of cellular communications is provided, are resulted

Литература

1. Mordachev V. // 17th International Wroclaw Symposium And Exhibition on EMC, Poland, Wroclaw, June 29-July 1. 2004. P. 55-60.

2. Мордачев В.И., Козел В.М. // Мобильные системы. 2006. № 5. С. 56-59.

3. Мордачев В.И. Системная экология сотовой радиосвязи. Минск, 2009.

4. Мордачев В.И., Свистунов А.С. // Докл. БГУИР №8(54). 2010. С.46-53.

5. AshaMehrotra. Cellular Radio: Analog and Digital Systems. Boston - London, 1994.

6. СанПиН 2.1.8/2.2.4.1190-03. Гигиенические требования к размещению и эксплуатации средств сухопутной подвижной радиосвязи (Российская Федерация).

7. Report UMTS Forum N6 UMTS/IMT-2000 Spectrum.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.