Планирование сети 3G. Стандарт UMTS

Содержание

Введение…………………………………………………………………………………                                                                                                          

1. Краткая характеристика организации……………………………………………….                                                            

2. Обзор литературных  источников…………………………………………………….

3. Обзор и анализ научно-технической и патентной информации……………….......

3.1 Обзор основных принципов построения сетей сотовой связи третьего поколения………………………………………………………………………………...

1. Обзор поколений сетей сотовой связи…………………………………....
2. Аналитический обзор сети UMTS…………………………………..…….

          3.1.2.1 Общая характеристика сети UMTS………….……………………

          3.1.2.1 Архитектура сети UMTS………………………..…………………

          3.1.2.3 Услуги предоставляемые сетью………………………………......

3.2 Обзор общепринятых этапов планирования сети UMTS………………………

3.3 Программные комплексы планирования и оптимизации сетей сотовой связи.

3.3.1 Анализ возможностей известных комплексов планирования и оптимизации сетей сотовой связи………………………………………………………

3.3.2 Программный комплекс ONEPLAN RPLS………………………………..

4. Подготовка к Государственному  экзамену на месте прохождения  практики…….

5. Выполнение работ на  месте прохождения практики……………………………….

5.1 Особенности и функции программного комплекса ONEPLAN RPLS, изученного в ходе прохождения практики………………………………………………...

5.2 Оборудование, используемое для построения сотовых сетей ОАО «Вымпелком»…………………………………………………………………………………...

Заключение……………………………………………………………………………….

 

 

 

 

Введение

Преддипломная практика является одной из неотъемлемых частей подготовки квалифицированных   специалистов всех специальностей. Во время прохождения практики происходит закрепление и конкретизация результатов теоретического обучения, приобретение студентами умения и навыков практической работы по избранной специальности и присваиваемой квалификации.

На первый план при прохождении практики мной были поставлены следующие задачи:

• Ознакомление с деятельностью организации
• Изучение должностных обязанностей инженера по планированию сети
• Изучение системы мобильной связи стандарта UMTS
• Освоение и выработка навыков работы с программным комплексом    ONEPLAN RPLS_DB
• Получение основных знаний о принципах планирования сети сотовой связи с использованием геоинформационных технологий
• Сбор материалов по теме ВКР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Краткая характеристика организации

Компания ОАО «Вымпел-Коммуникации» («ВымпелКом») зарегистриро- вана 28 августа 2002 года регистратором Управление Министерства Российской Федерации по налогам и сборам по г. Москве. Директор организации – Лихобабин Сергей Евгеньевич. Компания находится по адресу: 236006, г. Калининград, Ленинский пр-т, 16, этаж 4. основным видом деятельности является «Деятельность в области телефонной связи».

ОАО «ВымпелКом» предлагает интегрированные услуги мобильной  и фиксированной телефонии, международной  и междугородной связи, передачи данных, телематических услуг связи, доступа в Интернет на базе беспроводных и проводных решений, включая  технологии оптоволоконного доступа, WiFi и сети третьего поколения. Среди  клиентов и партнеров «ВымпелКом»  – частные лица, малые, средние  и крупные предприятия, транснациональные  корпорации, операторы связи. Услуги предоставляются под товарным знаком «Билайн». Это одна из наиболее известных торговых марок в России и странах СНГ. 

Основным видом деятельности является:

• Связь
• Деятельность в области электросвязи
• Деятельность в области телефонной связи и документальной электросвязи
• Деятельность в области телефонной связи (основной вид деятельности)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Обзор литературных источников

При изучении стандарта сети мобильной связи UMTS и методики территориального планирования сети в городских условиях были использована научная и учебная литература, справочники, а также статьи из интернета.

Основными источниками, раскрывающими  теоретические основы построения и организации сетей третьего поколения, явились работа Л.М.Невдяева «Мобильная связь 3-го поколения», В.Кшиштофа «Системы подвижной связи» и учебное пособие «WCDMA RNP&O» от компании Huawei. В них подробно излагается концепция создания семейства систем 3-го поколения, описываются услуги и приводятся основные характеристики радиоинтерфейсов. Рассмотрены три ключевые технологии, реализованные на базе CDMA: cdma2000, WCDMA и UTRA TDD. Приводятся примеры, поясняющие принципы формирования сигналов и особенности функционирования отдельных подсистем.

По  методики планирования сети UMTS и расчёта энергетических параметров использовалась методическое пособие Girycki А. «WCDMA Radio Network Planning» и Бабкова В.Ю. «Подходы к планированию и оптимизации сетей UMTS». В них предоставляется современная методика расчёта основных параметров сети. Также были использованы источники из интернета, различные статьи и советы инженеров по планированию и специалистов в этой области.

Руководство пользователя программного комплекса планирования и оптимизации подвижной и фиксированной радиосвязи ONEPLAN RPLS-DB RFP (версия 2013) помогло с освоением программного комплекса и разработки собственного проекта сети. В данном документе содержались общие описания и основные принципы работы с программным обеспечением ONEPLAN RPLS-DB RFP.

 

 

 

 

 

3. Обзор и анализ научно-технической и патентной информации

3.1 Обзор основных принципов построения сетей сотовой связи третьего поколения

В данном подразделе будет  проведён обзор эволюции сотовых  сетей связи и их основные особенности. Также более подробно описывается  анализ характеристики сетей 3-го поколения, а именно принцип построения и  основные параметры сети UMTS.

1. Обзор поколений сетей сотовой связи

На данный момент существует 4-ре поколения сетей сотовой связи. Эволюция поколений систем подвижной сотовой связи с 1981 г. по настоящее время проиллюстрирована на рисунке 1.

Рисунок 1 – Эволюция поколений систем подвижной сотовой связи

Первое поколение систем сотовой связи использовало аналоговую передачу речевых сигналов. По своим  характеристикам системы подвижной  сотовой связи (СПСС) первого поколения  выгодно отличались от используемых ранее систем двухсторонней передачи данных. Благодаря сотовому принципу частотно-территориального планирования удалось увеличить число абонентов  за счёт повторного использования одних  и тех же частот в различных  сотах и добиться лучшего качества связи при более высокой эффективности  использования частотного спектра. Было создано несколько национальных стандартов: AMPS (Advanced Mobile Phone System) в США, TACS (Total Access Communications System) в Англии, NMT-900 (Nordic Mobile Telephone System) в Скандинавских странах, J-TACS (Japan Total Access Communications System) в Японии.

Аналоговых стандартов было много, но они имели несовместимые  протоколы, что ограничивало свободу  передвижения абонентов национальными  границами. Опыт эксплуатации аналоговых систем позволил выявить ряд присутствующих им недостатков: возможность прослушивания переговоров, перегруженность частотного диапазона вследствие его неэффективного использования, ограниченность зоны действия. Также на то время в системах отсутствовала защита от глубоких замираний, вызванных многолучевым распространением сигнала.

Первые проекты цифровых СПСС, которые принято относить ко второму поколению, появились в  начале 90-х годов. Они отличаются от аналоговых систем двумя принципиальными отличиями:

1. возможность использования спектрально-эффективных методов модуляции в сочетании с временным (МДВР) и кодовым (МДКР)  разделением каналов вместо традиционно используемого в аналоговых системах частотного разделения каналов (FDMA), что обеспечивало ряд преимуществ по сравнению с аналоговыми системами;
2. предоставлением пользователям широкого спектра услуг за счёт речи и данных с возможностью шифрования (засекречивания) данных.

Переход на цифровые способы  передачи и обработки информации позволил существенно сократить  число стандартов. В таблице 1.1 показаны характеристики основных стандартов СПСС второго поколения.

В таблице 1 приняты следующие обозначения: GSM (Global System for Mobile Communication) – Европейский стандарт глобальной сотовой связи; TDMA (Time Division Multiple Access) – многостанционный доступ с временным разделением радиоканалов, то же, что МДВР; CDMA (IS-95) (Code Division Multiple Access) – многостанционный доступ с кодовым разделением радиоканалов, то же, что МДКР; PDC – Personal Digital Cellular System; ЧД – частотный дуплекс (разнос частот передачи и приема в дуплексном стволе системы радиосвязи); GMSK – Gaussian Minimum Shift Keying; DQPSK –  Differential QPSK; QPSK – Quadrature Phase Shift Kying; OQPSK – Offset QPSK; БС – базовая станция; МС – мобильная станция.

Таблица 1 – Сравнительные характеристики сотовых систем 2-го поколения

Стандарт   Характеристика		GSM	TDMA (D-AMPS)	CDMA (IS-95)	PDC
Диапазон  частот, МГц	Вверх	890-915/1710-1785	824-849	824-849	810-826/1429-1453
	Вниз	935-960/1805-1880	869-894
Ширина  полосы частот, МГц		25	25	25	25
Дуплексный  разнос, МГц		45/95	4	45	48 (130)
Канальный разнос, кГц		200	30	1250	25 (50)
Число дуплексных каналов		124	832	20	640
Множественный доступ		МДВР	МДВР	МДКР	МДВР
Метод дуплексирования каналов		ЧД	ЧД	ЧД	ЧД
Число каналов в несущей		8 или 16	3 (6)	55	3 (6)
Метод модуляции		GMSK	DQPSK	QPSK(БС) OQPSK(МС)	DQPSK
Длина кадра, мс		4,6	40	20	20
Отношение Eb/N0		9	16	6-7	17

 

Использование в системах 2-го поколения новых систем и  технических решений позволило  улучшить отношение сигнал/шум (E_b/N₀). Если в системах 1-го поколения, отношение E_b/N₀ было равно 20 дБ, то в системах 2-го поколения этот  показатель уже равен 7-9 дБ. Также основная задача, которая стояла перед цифровыми системами – массовое обеспечение услуг речевой связи и низкоскоростной передачи данных – была достигнута.

Этап развития телекоммуникаций характеризуется не только непрерывным  увеличением числа пользователей, но и возрастающими требованиями к спектру услуг связи. В настоящее  время возросла необходимость в  предоставлении высокоскоростного  информационного обмена между абонентами без ограничения свободы их перемещения, а также в обеспечении передачи информации любого формата: обычный  телефонный разговор, компьютерные файлы, факсимильные, мультимедийные и аудиовизуальные  сообщения, интернет, электронная почта  и др. Возросший количественный и  качественный уровень запрашиваемых  абонентами услуг невозможно обеспечить без значительного повышения  скорости передачи с одновременным  повышением спектральной эффективности  систем сотовой связи.

Сотовые сети первых двух поколений  уже не способны в полной мере удовлетворить  эти требования. Выделенные полосы частот сотовым системам связи оказываются  уже недостаточными для обслуживания реального количества абонентов, несмотря на многократное повторное использование  частот на базовых станциях, удаленных  друг от друга на защитные расстояния. Повышение абонентской емкости  путем уменьшения радиуса действия сот до 0,1…0,3 км, построение сети на основе малоразмерных кластеров, переход  к динамическому распределению  каналов, полу скоростному режиму передачи приводит к увеличению числа базовых  станций, усложняет управление сетью, снижает такие качественные показатели сети как достоверность и надежность.

Отмеченные трудности  усугубляются большим количеством  стандартов и их несовместимостью. Существование большого числа разобщенных  мобильных сетей на фоне тенденции  к экономической интеграции требовали  создания единого стандарта, способного обеспечить абонентам свободу перемещения  и сохранение обслуживания в любой  сети независимо от места ее развертывания. Основное требование – разнообразие услуг и функций. Предпосылками  интеграции стандартов стали  освоение диапазона 2000 МГц, разработка эффективных протоколов наземных и спутниковых систем, создание универсальных интерфейсов. Важным требованием являлась совместимость, поскольку ставилась задача построения глобальной сети сотовой связи.