4. Контрольные вопросы

1. Концепция NGN, базовая технология сети, услуги?

2. Перечислите задачи SoftSwitch.

3. Перечислите задачи MediaGateway.

4. Какие функциональные элементы используются в процессе обслуживания вызовов в подсистеме IMS?

5. В отличие обслуживающего S-CSSF, запрашивающего I-CSSF и прокси P-CSSF функциональных элементов между собой?

6. Какое оборудование и какие протоколы используются в процессе взаимодействия сетей ТфОП и IMS?

7. Поясните процесс обмена сигнальными сообщениями в процессе взаимодействия сетей ТфОП и IMS.

8. Какая нагрузка поступает на функциональный элемент S-CSCF и как рассчитать ее величину?

9. Какая нагрузка поступает на функциональный элемент I-CSCF и как рассчитать ее величину?

10. Опишите процесс установления телефонного соединения из ТфОП в сеть IMS .

Практическая работа № 11 определение количества частотных каналов и сот в проектируемой сети

1. Цель работы

1.1 Исследование особенностей частотно-территориального планирования сотовых сетей связи.

2. Теоретическая часть

Практические работы №11 - №12 посвящены изучению особенностей проектирования сети сотовой связи в городе при следующих исходных данных:

1. Тип территории в зоне обслуживания.

2. Используемый стандарт сотовой связи.

3. Число абонентов в зоне обслуживания М_сети, тыс. чел.

4. Площадь зоны обслуживания S_cети, км2.

Варианты исходных данных приведены в приложении 4.

Основное допущение при планировании сети сотовой связи в нулевом приближении состоит в том, что считаем распределение абонентов в заданной зоне равномерным, так что сеть состоит из множества одинаковых по размеру сот, которые будем условно представлять в виде правильных шестиугольников. На практике в сетях GSM используют кластеры с секторизованными сотами типа 3/9 и 4/12. Это позволяет получать на границе сот отношение сигнал/помеха с вероятностью порядка 80 % не хуже нормы 9 дБ. Типы кластеров приведены на рисунке 45.

Рисунок 45 - Типы кластеров

При выполнении работ требуется:

1) произвести оптимальный выбор частотных каналов;

2) рассчитать число сот в сети;

3) найти максимальное удаление в соте абонентской станции от базовой станции;

4) рассчитать потери на трассе;

5) определить мощность передатчиков базовой станции;

6) рассчитать электропитание базовой станции;

7) рассчитать надежность сети сотовой связи.

3. Пример решения задачи

I ЭТАП проектирования

На первом этапе выполнения проекта должно быть найдено оптимальное решение по п. 1–3 вышеприведенных требований. Начинать следует с выбора частотных каналов в соте. Вначале берут 1 канал, затем 2, 3, возможно и больше. Однако увеличение числа каналов чрезвычайно существенно влияет на оплату оператором их аренды. Вместе с тем с уменьшением числа каналов в соте возрастает число сот в сети и уменьшаются их размеры. Это удорожает развертывание и обслуживание сот. Минимальные размеры соты обычно определяет число допустимых хэндоверов. Поэтому для сетей GSM-900 радиус соты R должен быть не менее 1,1–1,4 км, а для сетей GSM-1800 – не менее 0,6–0,8 км, для сетей CDMA – не менее 0,5–1 км (рисунок 46) [1, 2].

Рисунок 46 - Секторизованная сота

Так как в одном частотном канале GSM существуют 8 независимых физических каналов, то по таблице 14 определяем число каналов трафика.

Таблица 13 - Определение числа каналов трафика

Число частотных каналов	1	2	3	4	5
Число физических каналов	8	16	24	32	40
Используют под каналы управления	1	2	3	3	3-4
Число каналов трафика	7	14	22	29	36-37

Для сетей CDMA на одной частоте передается до 25 каналов трафика.

Выбрав число каналов, определяют допустимый трафик в соте на основе статистики абонентов по формуле Эрланга.

Трафик характеризуют объемом передаваемой информации. При передаче данных трафик определяют скоростью передачи, бит/с, и временем передачи, т. е. числом переданной информации в битах. В телефонии единицей измерения трафика является эрланг. 1 Эрл – это занятость одного телефонного (ТФ) канала в течение часа.

Расчет допустимого трафика, а, следовательно, и максимального числа обслуживаемых абонентов при заданном числе каналов является статистической задачей. Формула Эрланга связывает число каналов трафика в соте Мсот, допустимый трафик в соте А_сот в эрлангах и вероятность отказа абоненту в предоставлении канала в час наибольшей нагрузки р_отк:

Формулы Эрланга табулированы. Таблицы Эрланга приведены в прил. 2. В сотовых сетях принято р_отк = 0,02.

При расчете, в соответствии с числом каналов в соте по таблицам Эрланга находим допустимый трафик в соте А_сот. Далее, задаваясь средним трафиком одного абонента в ЧНН (час наибольшей нагрузки)

А₁ = 0,015–0,025 Эрл, определяем допустимое число абонентов в соте по формуле

Определяем число сот в городе:

Площадь соты вычислим по формуле

Радиус соты в виде правильного шестиугольника (рисунок 4.2)

причем R – максимальное удаление мобильной станции от базовой станции в соте.

Поясним приведенный алгоритм расчета на примере случая, когда в соте работают 2 частотных канала.

Исходные данные: площадь сети S_ceти = 80 км2, число абонентов в сети М_сети = 55 000 чел.

В соответствии с таблицей 1 при 2 частотных каналах в соте можно организовать 14 каналов трафика. Задавшись р_отк = 0,02 по таблицам Эрланга находим А_сот = 8,2 Эрл. Примем А₁ = 0,015 Эрл.

Определим допустимое число абонентов в соте:

М_сот =А_сот /А₁; М_сот = 8,2/0,015 =550 чел.

Общее число сот в городе

Площадь одной соты

Радиус соты

Это число приемлемо для сетей GSM-1800, но на грани допустимого для сетей GSM-900.

В результате расчетов на первом этапе проектирования должна быть заполнена таблица 14.

Таблица 14 - Результаты расчета первого этапа

Число частот в соте	1	2	3	4 и 5 (при необходимости)
Число частот в сети: кластер 3/9, кластер 4/12
Число абонентов в соте Мсот
Число сот в сети
Площадь соты, Scот, км2
Радиус соты R, км

На основе анализа данных таблицы 14 следует выбрать оптимальный вариант сети, который бы минимизировал общее число частотных каналов при допустимых размерах сот.