Современные информационные технологи/1. Компьютерная инженерия

Чуль Е.С.

Донецкий национальный технический университет, Украина

Актуальность нахождения оптимального месторасположения базовой станции сети стандарта GSM.

В современном мире сотовые телефоны перестали быть роскошью и производственной необходимостью. Мобильный телефон превратился в привычный предмет обихода, распространенностью давно превзошедший стационарные телефоны.

Продолжающееся развитие рынка телекоммуникационных услуг, обострение конкуренции между операторами связи и переход этой конкуренции из ценовой плоскости в плоскость услуг – все эти факторы обуславливают увеличение внимания, которое уделяется вопросам качества услуг связи. Заинтересованными лицами здесь являются и пользователи, и операторы, и регулирующие и контролирующие органы.

Впервые определение качества услуг связи (QoS) было дано.

Под качеством услуг связи (QoS), по определению Международного консультативного комитета по телеграфии и телефонии (CCITT), понимается суммарный эффект от параметров обслуживания, который характеризует степень удовлетворения пользователя услугами связи.

В зависимости от вида услуги учитывают разные параметры обслуживания: доступность услуги, время установления соединения, качество передачи речи, доля успешных вызовов, время задержки доступа, время передачи SMS (MMS) и относительное число неудачно переданных SMS (MMS) между конечными пользователями

Все эти параметры в частности, и качество связи в целом, зависят от емкости сети, уровня и области покрытия.

Существует несколько способов повысить качество сети. Во-первых, повысить качество обслуживания можно путем настройки хэндоверов. Этот метод используется довольно широко, но дает относительно небольшой результат. Вторым способом является повышение емкости уже существующих базовых станций. Данный метод используется лишь в крайних случаях, так как требует существенных затрат радиочастотного ресурса. Также использование этого способа существенно повышает вероятность появления интерференции и дифракции, которые невозможно полностью устранить. Поэтому, по мнению многих специалистов в области мобильной связи, эффективнее использовать третий способ. Это повышение качества связи путем введения в сеть новых базовых станций. Данный метод считается наиболее эффективным, но и тут возможны трудности. На первый план выходит всестороннее планирование сети, причем не с нуля, а в виде оптимизации существующей.

При проектировании и модернизации сети используются специализированные пакеты автоматизированного проектирования, такие как Nokia NetAct Planner, RPS-2 и Wireless InSite.

Они позволяют разработать проекты новых сетей (сотовых, радиорелейных, транкинговых), моделировать и анализировать распространение радиоволн, проанализировать показатели электромагнитной совместимости проектируемой сети, оптимизировать характеристики с учетом конкретных географических условий местности при заданном распределении трафика и источников помех. Эти пакеты отличаются доступностью (например, Nokia NetAct Planner используется только компанией Nokia, и недоступен для других компаний), используемыми моделями распространения радиоволн (RPS-2 и Wireless InSite использует собственные модели). Wireless InSite, в отличие от других пакетов, учитывает все возможные способы распространения радиоволн, а RPS-2 позволяет рассчитать надежность сети, ближние и дальние помехи.

Но не со всеми нюансами введения в существующую сеть новой базовой станции могут справиться существующие пакеты автоматизированного проектирования. Главным недостатком практически всех таких пакетов является то, что они не дают полной картины работы сети после ее оптимизации, что приводит к нежелательным последствиям в виде сбоев в работе сети, так как лишь набрав определенный объем статистических данных можно скорректировать параметры введенной базовой станции.

Все эти пакеты выполняют огромный объем работы по планированию сети, но в выборе местоположения базовой станции выступают лишь в роли помощников. Саму же процедуру выбора локализации базовой станции производит инженер на основании своего опыта. Пакеты, рассчитывая изменившиеся показатели работы сети, помогают в анализе правильности принятого решения. Таким образом, сам процесс модернизации сети носит итерационный характер и может потребовать значительного времени уже на этапе моделирования без гарантии, что полученное решение бедет оптимальным.

Планирование сети предполагает анализ множества факторов. К таким факторам относят рельеф, климат, демографическая ситуация, экология, стоимость и многие другие. В результате необходимо получить компромисс между стоимостью и качеством, на что, в основном, влияет расположение базовых станций. При модернизации необходимо также учитывать местоположение и параметры уже имеющихся базовых станций

Рельеф и демографическая ситуация являются определяющими. От первого во многом зависит уровень и площадь покрытия, а второе определяет, где именно и с каким уровнем оно должно быть. Проанализировав местность с точки зрения населения, необходимо определить плотность населения и рассмотреть общественную структуру заданной области, то есть определить тип застройки и выполняемые ей функции (учебное заведение, частные жилые дома, парки и т.д.). После этого нужно рассмотреть рельеф местности и найти наиболее подходящие места для размещения базовой станции и направления излучения антенн с учетом областей, где требуется покрытие, и где оно уже есть. При выборе местоположения базовой станции необходимо просчитать теоретически покрытие этой станции и ее взаимодействие с сетью. Ведь неудачное расположение базовой станции и/или неправильный выбор используемых частот может привести к тому, что явления интерференции и дифракции не только создадут критическую с точки зрения качества связи ситуацию на рассматриваемой территории, но и негативно влиять на качество связи других областей сети. На описанную проблему, в большей степени, влияют используемые частоты, но по причине дефицита используемого диапазона частот, необходимо, на сколько это возможно, решать ее посредством подбора оптимального местоположения базовой станции. Еще на выбор места локализации базовой станции влияет возможность связи с другими станциями, на что, в случае воздушной связи, оказывает свое влияние климат и всевозможные препятствия (от высоких зданий и природных возвышенностей до высокого дерева). Подобные препятствия влияют и на распространение излучения от приемопередающих антенн, обеспечивающих связь собственно с абонентом. Немаловажную роль в выборе местоположения базовой станции играют экологические нормы, утвержденные соответствующими службами, и стоимостный фактор. В отличие от остальных аспектов выбора месторасположения базовой станции, эти два фактора учитываются на конечном этапе планирования, когда проводится исследование выбранной локализации на местности.

Таким образом, задача автоматизированного нахождения оптимального месторасположения базовой станции является актуальной и требует качественного решения.

Литература:

1. Качество услуг мобильной связи. Оценка, контроль и управление// В.Ю. Бабков, П.В. Полынцев, В.И. Устюжанин; под ред. профессора А.А. Гоголя, - Москва, Горячая линия-Телеком, 2005

2. Программное обеспечение для планирования радиосетей// Ю.Потапов, - «EDA Expert», декабрь 2002, №10

3. Radio Interface System Planning for GSM/GPRS/UMTS// Jukka Lempiäine, Matti Manninen, - KLUWER ACADEMIC PUBLISHERS, 2002