Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / ДИПЛОМНАЯ РАБОТА, РАЗНОЕ

Исследование моделей трафика для сотовых сетей связи

irina_k200 1550 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 62 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 23.09.2020
Выпускной квалификационной работа по теме «Исследование моделей трафика для сотовых сетей связи» Объём работы – 65 страницы, на которых размещены 15 рисунков и 2 таблиц. При написании работы использовалось 23 источника. Ключевые слова: сотовая связь, модель, трафик, базовая станция, качество Работа выполнена: в БИИК СибГУТИ Руководитель: Шедоева С.В., директор БИИК СибГУТИ Целью работы являлось: Исследование моделей трафика для сотовых сетей связи Решаемые задачи: • анализ существующих моделей трафика для ССС и методов их расчета, • разработка прогнозов развития технологий и услуг для ССС на долгосрочный период Основные результаты: проанализированы модели трафика сотовых сетей связи
Введение

Исследования моделей трафика сетей связи общего пользования (ССОП) представляют собой одну из приоритетных задач в области телекоммуникаций. Начиная с появления сетей связи, их развитие всегда сопровождается и поддерживается разработкой соответствующих моделей трафика и методов расчета. На протяжении почти всего 20-ого века сети связи общего пользования были гомогенными и предназначались, в основном, для передачи речевой информации. Опережающее развитие отрасли связи по сравнению с другими отраслями привело уже к середине 90-х годов прошлого века к изменению характера ССОП, превратившейся из гомогенной в гетерогенную сеть. Теория конвергенции применительно к сетям связи способствовала образованию единой сети связи общего пользования, включившей в себя и ТфОП, и Интернет, и сети сотовой подвижной связи (ССПС). Сети сотовой подвижной связи (ССПС) третьего и четвертого поколений оптимизированы для предоставления разнообразных мультимедийных услуг, куда наряду с передачей речевого трафика также входят и организация доступа в интернет, загрузка и обмен музыкальным и видео-контентом и т.д. Перечисленные услуги различаются своими требованиями к скорости передачи информации и задержке. Их анализ ведется в рамках мультисервисных услуг. В 2016 г. Компания Cisco опубликовала отчет, в котором за период 2016-2021 гг. прогнозирует многократное увеличение мобильного трафика за счет ускоренного роста мобильных видеотрансляций, использования облачных хранилищ, лавинообразный рост мобильных приложений [5]. Другими словами, в настоящее время развитие рынка мобильных сетей происходит в направлении роста мультимедийных услуг. Вопрос качества предоставляемых услуг становится для оператора приоритетным. Определяющий вклад в показатели качества вносят такие параметры как вероятность блокировки запроса абонента на установление соединения и вероятность разрыва соединения в результате выполнения межсотового хэндовера по причине занятости всех каналов. Для оценки этих характеристик и разработки алгоритмов по их минимизации используются методы теории вероятностей, теории массового обслуживания и теории телетрафика, а также методы имитационного моделирования. Преобразование гомогенной сети в гетерогенную потребовало оценки возможности использования существовавших для ССПС моделей трафика и методов расчета при создании гетерогенной сети, и разработки новых моделей трафика при отсутствии возможности адекватного использования существовавших [2]. Исследованные в выпускной квалификационной работе модели трафика позволяют адекватно отражать процессы эволюции современных сетей связи и планировать их развитие, что позволяет считать тему исследований актуальной.
Содержание

ВВЕДЕНИЕ 8 ГЛАВА 1 СОТОВЫЕ СЕТИ СВЯЗИ………………………………………...... 10 1.1 История развития сотовой связи 10 1.2 Основы построения ССС 19 1.3 Принцип эстафетной передачи …………… 22 1.4 Анализ развития сотовых сетей связи 25 ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛЕЙ ТРАФИКА ДЛЯ СОТОВЫХ СЕТЕЙ СВЯЗИ 28 2.1 Модели трафика в СМО 28 2.2 Модели мобильности абонентов 30 2.3 Принцип построения имитационных моделей 33 2.4 Модель речевого трафика для ССС 41 ГЛАВА 3 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 53 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 61 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 63 ГЛОССАРИЙ 65
Список литературы

1. Iversen V.B. Teletraffic– Lyngby: DTU Fotonik, 2015 – p. 399. 2. Mitchell K., Sohraby K. An analysis of the effect of mobility on bandwidth allocation strategies in multi-class cellular wireless networks // INFOCOM 2001. Twentieth Annual Joint Conference of the IEEE Computer and Communications Societies. Proceedings, 2014. – vol.2. – pp. 1005-1011; 3. OFDM – технология цифровой модуляции в сетях WiMax и LTE [Электронный ресурс] / Блог компании Yota,.– URL: https://habrahabr.ru/company/yota/blog/119319/ (дата обращения 05.05.2017); 4. Sohraby K., Hegde N. Blocking in Large Mobile Cellular Networks with Bursty Traffic // SIGMETRICS '01 Proceedings of the 2001 ACM SIGMETRICS international conference on Measurement and modeling of computer systems, 2013. ¬ pp.123-132. 5. Sohraby K., Hegde N. On the impact of soft handoff in cellular systems // Computer Networks, 2016. – № 38. – pp. 257–271. 6. Бабков В.Ю. Сотовые системы мобильной радиосвязи: учеб: пособие / В.Ю. Бабков, И.А.Цикин. – 2-е изд., перераб. и доп. – СПб.:БХВ-Петребург, 2013. – 432 с.; 7. Башарин Г.П. Лекции по математической теории телетрафика: Учеб. пособие. Изд. 3-е испр. и доп. – М.: РУДН, 2014. – 342 с.; 8. Башарин Г.П., Атерекова Т.В., Штатнов С.В. Математическая модель CDMA-соты с мягким хэндовером //Телекоммуникации и транспорт, 2014. –. с.24-27; 9. Берлин А.Н. Цифровые сотовые системы связи. – М.: Эко-Трендз, 2015. – 296 с. 10. Бородакий В.Ю. Модели обслуживания вызовов в сети сотовой подвижной связи: учеб.-метод. комплекс. – М.:ОАО концерн «Системпром», 2013. – 112с.; 11. Вентцель Е.С. Теория вероятностей и ее инженерные приложения: Е. С. Вентцель, Л. А. Овчаров. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: КноРус, 2015. – 480 с.; 12. Гайдамака Ю.В., Зарипова Э.Р., Самуйлов К.Е. Модели обслуживания вызовов в сети сотовой подвижной связи. – М.: РУДН, 2014г. – 72с. 13. Гельгор А.Л. Сотовые сети мобильной связи стандарта UMTS: учеб. пособие / Гельгор А.Л., Попов Е.А. — СПб.: Политехн. ун-та, 2016. — 227 с. 14. Гольдштейн Б.С. Сети связи: учеб. пособ. / Б.С. Гольдштейн, Н.А. Соколов, Г.Г.Яновский. – СПб.: БХВ-Петербург, 2013. – 400с.; 15. Зеленцов Б.П. Теория вероятностей: учеб. пособие. – Новосибирск, 2013. – 111с.; 16. Кааранен Х. Сети UMTS. Архитектура, мобильность, сервисы. / Х. Кааранен, А. Ахтиайнен, Л. Лаитинен, С. Найян, В. Ниеми. – М.: Техносфера, 2017. – 464с.; 17. Концепция управления качеством связи в Российской Федерации (проект). – введ 16.06.2015. – Мин. связи и массовых коммуникаций РФ; Москва. – 63с. 18. Маглицкий Б.Н. Методы передачи данных в сотовых системах связи: учеб.пособие. – Новосибирск: СибГУТИ, 2013. – 178с.; 19. Меликов А.З. Телетрафик: Модели, методы, оптимизация / А.З. Меликов, Л.А. Пономаренко, В.В. Паладюк. – К.: ИПК «Политехника», – 256 с.; 20. Петров Г.П., Серебренникова Н.В. Учет мобильности абонентов в микросоте с каналами двух типов / Электросвязь, 2017. – С. 52-55.; 21. Степанов С.Н. Теория телетрафика: концепции, модели, приложения. –М.: Горячая линия–Телеком, 2015. – 868 с.; 22. Степанов С.Н., Саламех Н. Построение и анализ обобщенной модели передачи мультисервисного трафика реального времени в сетях связи // Наукоемкие технологии в космических исследованиях земли, 2016г. – т.8, №4. – 37-44c. 23. Тихвинский В.О. Сети мобильной связи LTE/LTE Advanced. Технологии 4G, приложения, архитектура / В.О. Тихвинский, С.В. Терентьев, В.П. Высочин. – М.: Медиа Паблишер, 2014. – 383с.
Отрывок из работы

ГЛАВА 1 СОТОВЫЕ СЕТИ СВЯЗИ 1.1 История развития сотовой связи Первая система радиотелефонной связи, предлагавшая услуги всем желающим, начала функционировать в 1946 году в г. Сент-Луис (США). Радиотелефоны, применявшиеся в этой системе, использовали обычные фиксированные каналы. Если канал связи был занят, то абонент вручную переключался на другой – свободный. Аппаратура была громоздкой и неудобной в использовании. С развитием техники системы радиотелефонной связи совершенствовались: уменьшались габариты устройств, осваивались новые частотные диапазоны, улучшалось базовое и коммутационное оборудование, в частности, появилась функция автоматического выбора свободного канала – транкинг (trunking). Но при огромной потребности в услугах радиотелефонной связи возникали и проблемы. Главная из них – ограниченность частотного ресурса: количество фиксированных частот в определенном частотном диапазоне не может увеличиваться бесконечно, поэтому радиотелефоны с близкими по частоте рабочими каналами создают взаимные помехи. Ученые и инженеры разных стран пытались решить эту проблему. И вот в середине 1940-х годов исследовательский центр Bell Laboratories американской компании AT&T предложил идею разбиения всей обслуживаемой территории на небольшие участки, которые стали называться сотами (от англ, cell – ячейка, сота). Каждая сота должна была обслуживаться передатчиком с ограниченным радиусом действия и фиксированной частотой. Это позволило бы без взаимных помех использовать ту же самую частоту повторно в другой соте. Аналоговыми эти системы называются потому, что в них используется аналоговый способ передачи информации с помощью обычной частотной (ЧМ) или фазовой (ФМ) модуляции, как и в обычных радиостанциях. Этот способ имеет два серьезных недостатка: существует возможность прослушивания разговоров другими абонентами, отсутствуют эффективные методы борьбы с замираниями сигналов под влиянием окружающего ландшафта и зданий или вследствие передвижения абонентов. Использование различных стандартов сотовой связи и большая перегруженность выделенных частотных диапазонов стали препятствовать ее широкому применению. Ведь иногда по одному и тому же телефону из-за взаимных помех не могли разговаривать даже абоненты, находящиеся в двух соседних странах (особенно в Европе). Увеличить количество абонентов можно было лишь двумя способами: расширив частотный диапазон (как это было сделано в Великобритании – ETACS) или перейдя к рациональному частотному планированию, позволяющему гораздо чаще использовать одни и те же частоты. Использование новейших технологий и научных открытий в области связи и обработки сигналов позволило к концу 1980-х годов подойти к новому этапу развития систем сотовой связи – созданию систем второго поколения, основанных на цифровых методах обработки сигналов. С целью разработки единого европейского стандарта цифровой сотовой связи для выделенного в этих целях диапазона 900 МГц в 1982 г. Европейская конференция администраций почт и электросвязи (СЕРТ) – организация, объединяющая администрации связи 26-ти стран, – создала специальную группу Groupe Special Mobile. Аббревиатура GSM и дала название новому стандарту (позднее, в связи с широким распространением этого стандарта во всем мире, GSM стали расшифровывать как Global System for Mobile Communications). Результатом работы этой группы стали опубликованные в 1990 году требования к системе сотовой связи стандарта GSM, в котором используются самые современные разработки ведущих научно-технических центров. К ним, в частности, относятся: временное разделение каналов, шифрование сообщений и защита данных абонента, использование блочного и сверточного кодирования, новый вид модуляции – OMSK (Gaussian Minimum Shift Keying). В 1989 г., за год до появления технического обоснования GSM, британский Департамент торговли и промышленности DTI (Department of Trade and Industry) опубликовал концепцию «Подвижные телефоны», которая после внесения дополнений и изменений получила название «Сети персональной связи» – PCN (Personal Communication Networks). Целью реализации концепции было создание конкуренции между основными участниками рынка подвижной радиосвязи, чтобы к 2000 году их абонентами стало около 15% населения страны. Не отставала от Европы и Америка, провозгласившая свою концепцию «Услуги персональной связи» – PCS (Personal Communication Services). Ее целью был 50%-ный охват населения страны к 2000 г. Для реализации этой концепции Федеральная комиссия связи США выделила три частотных участка в диапазоне 1,9–2,0 ГГц (широкополосные PCS) и один участок в диапазоне 900 МГц (узкополосные PCS). В 1990 г. американская Промышленная ассоциация в области связи TIA (Telecommunications Industry Association) утвердила национальный стандарт IS-54 цифровой сотовой связи. Этот стандарт стал более известен под аббревиатурой D-AMPS или ADC. В отличие от Европы, в США не были выделены новые частотные диапазоны, поэтому система должна была работать в полосе частот, общей с аналоговым стандартом AMPS. Одновременно с этим американская компания Qimlcomm начала активную разработку нового стандарта сотовой связи, основанного на технологии шумоподобных сигналов и кодовом разделении каналов, – CDMA (Code Division Multiple Access). В 1991 г. в Европе появился стандарт DCS-1800 (Digital Cellular System 1800 МГц), созданный на базе стандарта GSM. Великобритания сразу же приняла его в качестве основы для разработки упоминавшейся выше концепции PCN, что стало началом победоносного шествия этого стандарта по континентам земного шара. В развитии сотовой связи от Европы и США не отставала и Япония. В этой стране был разработан собственный стандарт сотовой связи JDC (Japanese Digital Cellular), близкий по своим показателям к американскому стандарту D-AMPS. Стандарт JDC был утвержден в 1991 г. Министерством почт и связи Японии. В 1992 г. в Германии вступила в коммерческую эксплуатацию первая система сотовой связи стандарта GSM. В 1993 г. в США после ряда успешных испытаний Промышленная ассоциация в области связи TIA приняла стандарт CDMA как внутренний стандарт цифровой сотовой связи, назвав его IS-95. В сентябре 1995 г. в Гонконге была начата коммерческая эксплуатация первой сети стандарта IS-95. В 1993 г. в Великобритании вступила в эксплуатацию первая сеть DCS-1800 Опе-2-Опе, которая насчитывает уже более 500 тыс. абонентов. Что такое сотовая связь, Россия узнала лишь на закате перестройки. В Санкт-Петербурге, а затем и в Москве появились системы стандарта NMT-450J (модифицированная версия стандарта NMT-450). А принятие в 1994 г. концепции развития сетей сухопутной подвижной связи стало мощным катализатором дальнейшего развития сотовой связи в национальном масштабе. И если с внедрением стандартов NMT и AM PS наша страна отстала лет на десять, то провозглашение стандарта GSM в качестве одного из двух федеральных стандартов (NMT и GSM) сократило этот временной разрыв примерно до трех лет. Четкая ориентация на прогрессивные мировые технологии дает возможность России не отставать от ведущих стран мира в развитии современных систем подвижной радиосвязи. Не отстает Россия и в области внедрения прогрессивного стандарта CDMA. Условия развития сетей CDMA в России определены приказом Министерства связи РФ №18 от 24 февраля 1996 г., где указано, что сети CDMA ориентированы на предоставление услуг стационарным абонентам. Но допускается возможность их применения из соты в соту, то есть обеспечивается ограниченная подвижность абонентов. Первая сеть стандарта CDMA начала функционировать в Челябинске, планируется внедрение сетей CDMA в Москве и Санкт-Петербурге. Дальнейшее развитие сотовой подвижной связи осуществляется в рамках создания проектов систем третьего поколения, которые будут отличаться унифицированной системой радиодоступа, объединяющей существующие сотовые и «бесшнуровые» системы с информационными службами XXI в. Они будут иметь архитектуру единой сети и предоставлять связь абонентам в различных условиях, включая движущийся транспорт, жилые помещения, офисы и т.д. В Европе такая концепция, получившая название UMTS (универсальная система подвижной связи), предусматривает объединение функциональных возможностей существующих цифровых систем связи в единую систему третьего поколения FPLMTS (Future Public Land Mobile Telecommunications System), которая должна стать результатом интеграции систем беспроводного доступа и наземной сотовой связи с предоставлением абонентам стандартизованных услуг подвижной связи. Работы по созданию международной системы подвижной связи общего пользования FPLMTS ведутся Международным союзом электросвязи. Для нее был определен диапазон частот 1 –3 ГГц, в котором будут выделены полосы шириной 60 МГц для стационарных станций и 170 МГц – для подвижных станций. Однако вскоре стало ясно, что, несмотря на широкомасштабное внедрение систем наземной связи и применение роуминга, огромная часть территории земного шара, включая мировые океаны, оказывается недосягаемой для FPLMTS. Очевидно, что глобальный охват возможен только с помощью спутников связи, а, следовательно, при разработке единого стандарта, обеспечивающего глобальную связь, никак не обойтись без спутниковых технологий. Поэтому требования к единой системе мобильной связи были сформулированы в рамках новой программы IMT-2000 (International Mobile Telecommunications). В новом названии уже отсутствует термин «Land» (сухопутные), но есть цифра 2000, которая указывает и предполагаемый срок принятия стандарта, и значение частоты (2000 МГц), в области которой намечено выделить частотные ресурсы для наземных и спутниковых систем связи. Принципиальное отличие технологии 3-го поколения от предыдущих – возможность обеспечить весь спектр современных услуг (передачу речи, работу в режиме коммутации каналов и коммутации пакетов, взаимодействие с приложениями Internet, симметричную и асимметричную передачу информации с высоким качеством связи) и в то же время гарантировать совместимость с существующими системами. Услуги, которые оказывают системы 3-го поколения, принято делить на две группы: – Не мультимедийные (узкополосная передача речи, низкоскоростная передача данных, трафик сетей с коммутацией) – Мультимедийные (асимметричные и интерактивные). Новым качеством этих систем является также то, что они позволяют компаниям-операторам самостоятельно разрабатывать приложения, функции и услуги, ориентируясь на требования конкретного региона и корректировать рост спроса на определенные услуги. Изучение тенденций развития мультимедийной подвижной связи позволяет прогнозировать значительное увеличение числа ее пользователей. По данным прогнозов, из 200 млн. абонентов в Европе доля потребителей услуг систем связи 3-го поколения в 2005 году составит 16%. Что же касается объема мультимедийного трафика, то уже в 2005 г. он превысит 60%, при условии, что тарифы будут расти существенно медленнее, чем трафик [6]. Последние достижения в области видеоконференц-связи позволяют утверждать, что она получит широкое распространение в системах 3-го поколения. До недавнего времени этот вид услуг был характерен в основном для сетей ISDN, обеспечивающих скорость передачи 144 Кбит/с (BRI) или до 384 Кбит/с (с использованием трех базовых каналов BRI). Стремительный рост популярности Internet и бурное развитие мобильной связи позволяют говорить о перспективе слияния этих двух технологий. Сегодня спрос на видеоконферец-связь начинает расти. Несмотря на ряд проблем, связанных с реализацией высокоскоростного доступа к Internet с мобильного терминала, можно предположить, что со временем данная услуга станет одной из основных. Анализ тенденций распределения трафика по регионам, проделанный Международным союзом электросвязи (МСЭ), показывает, что наибольший рост объема услуг спутниковых систем 3-го поколения ожидается в Северной и Южной Америке, Японии и Азии. Что же касается Европы, то здесь увеличение объема услуг спутниковой связи невелико по причине достижения хорошего покрытия наземными сетями сотовой связи, которые уже «опутали» практически всю Европу. Услуги систем 3-го поколения включают в себя сервис, предоставляемый технологией виртуальной домашней среды VHE (Virtual Home Environment), основная идея которой состоит в переносе индивидуального набора услуг через границы сетей с одного сетевого терминала на другой. Совсем недавно эти услуги могли обеспечить только технологии фиксированной связи. Пользователь систем 3-го поколения получает те же самые возможности, интерфейс и услуги независимо от того, какой сетью он пользуется в данный момент. Благодаря IMT-2000 станет возможной передача видеоизображений и мультимедийных данных в режиме реального времени, что позволит создать эффект присутствия у абонента, находящегося на значительном удалении от места событий. Прогнозы показывают, что определяющей тенденцией начавшегося процесса конвергенции услуг фиксированной и мобильной связи станет слияние мобильной связи с другими технологиями. Сотовые телефоны с «электронным компасом» для определения местоположения (GPS) вскоре станут незаменимыми помощниками автомобилистов и путешественников. Но наибольших успехов следует ожидать в области электронной коммерции. Будет значительно расширен объем банковских услуг, получаемых непосредственно с помощью мобильного телефона. В их число войдут платные информационно-справочные услуги, различные виды электронных платежей (оплата авиабилетов, парковок) и банковских операций с портативных или мобильных сотовых телефонов, что превратит их фактически в «карманные банкоматы». Исходя из 10-летнего цикла смены поколений средств связи, аналитики считают, что внедрение систем IMT-2000 начнется с 2002 г. И если от систем 2-го поколения потребитель ждал лишь обеспечения массового доступа к услугам речевой связи и низкоскоростной передачи данных, то требования к новейшему оборудованию – совсем иные. Главными из них, по мнению МСЭ, являются универсальность устройств, предназначенных для наземных и спутниковых систем (обеспечивается «единый» доступ к ним в пределах земного шара), возможность конвергенции сервисов разных систем и сетей, а также предоставление услуг мультимедиа в рамках глобальной информационной инфраструктуры. Небольшие абонентские терминалы 3-го поколения должны не только поддерживать высокое качество передачи речи, но и уметь работать с асимметричными потоками данных в линиях «вверх» и «вниз». Принципиально новым шагом в развитии систем сотовой подвижной связи стали одобренные Международной организацией стандартов (ISO) концепция интеллектуальных сетей связи и модели открытых систем (OSI). Концепция построения интеллектуальной сети используется сегодня для создания всех перспективных цифровых сотовых сетей с микро- и макросотами. Она предусматривает объединение систем сотовой подвижной связи, систем радиовызова и персональной связи при условиях оперативного предоставления абонентам каналов связи и развития услуг. Модели OSI интерпретируют процесс передачи сообщений как взаимодействие функциональных взаимосвязанных уровней, каждый из которых имеет встроенный интерфейс на смежном уровне. Приведем основные этапы бурного развития сотовых систем связи: – 1974 г. – начало разработки сотовых сетей подвижной связи общего пользования (США); – 1979 г. – создание системы сотовой подвижной связи стандарта AMPS (США); – 1981 г. – начало внедрения сотовых систем связи стандарта NMT-450 в скандинавских странах (Дания, Швеция, Финляндия, Норвегия); – 1982 г. – начало разработки системы сотовой подвижной связи стандарта GSM(ETSI); – 1985 г. – начало исследований в МСЭ по созданию единой системы подвижной связи третьего поколения IMT-2000; – 1989 г. – разработка фирмой Qualcomm (США) первой сотовой системы связи, использующей технологию CDMA; – 1990 г. – начало работ по созданию европейской универсальной системы подвижной связи UMTS (ETSI); – 1991 г. – начало внедрения сотовых сетей подвижной связи в России. В Европе ведутся работы по созданию стандарта DCS-1800, на базе стандарта GSM; – 1992 г. – начало внедрения сетей GSM (Финляндия, Германия). Выделение на всемирной основе полос частот в диапазоне 2 ГГц для создания систем подвижной связи третьего поколения; – 1993 г. – в США стандарт CDMA принят как внутренний стандарт цифровой сотовой связи, его назвали IS-95. В Великобритании вступила в эксплуатацию первая сеть DCS-1800; – 1994 г. – разработан стандарт D-AMPS (США). Разработан европейский проект системы третьего поколения CODIT на основе технологии CDMA (ETSI); – 1996 г. – в России определены условия развития сетей на основе технологии CDMA; – 1999 г. – в Финляндии выданы первые лицензии на создание наземных сетей UMTS; – 2002 г. – введены в эксплуатацию первые коммерческие сети третьего поколения IMT-2000 (Корея, Япония, Италия и др.); – 2002 г. - компания ЗАО "Дельта Телеком" запустила первую в России сеть современного стандарта CDMA-450; – 2003 г. - в России насчитывалось свыше 30 млн сотовых абонентов; – 2007 г. - анонсирован Apple iPhone; – 2009 г. - в продажу поступил телефон с камерой 12,1 Мп - Samsung Pixon12 M8910; – На август 2010 года в России насчитывалось свыше 216 млн сотовых абонентов$ – 2012 г. – были официально признаны беспроводными стандартами связи четвёртого поколения 4G (IMT-Advanced) Международным союзом электросвязи на конференции в Женеве; – 2014 г. – ZTE был первым поставщиком, предложившим концепцию Pre-5G, и в марте 2015 года компания запустила базовую станцию Pre-5G; – 1 октября 2018 года компания Verizon запустила сеть 5G в США. 1.2 Основы построения ССПС Система сотовой подвижной связи (ССПС) представляет из себя совокупность ячеек, или сот, покрывающих обслуживаемую территорию. Как правило, ячейка изображается в виде правильного равностороннего шестиугольника – это классическая модель соты. В данной работе, при численных расчетах, использовалась именно такая модель. Сотовая структура сети напрямую связана с принципом повторного использования частот, т.е. механизмом, который обеспечивает наиболее эффективное использование частотного диапазона. В каждой соте есть своя базовая станция БС (Base Station) – приемопередатчик, обеспечивающий доступ мобильных абонентов, находящихся в соте, к ресурсам сети. Все базовые станции сетей 4-го поколения соединены между собой по принципу «каждый с каждым». А в предыдущих поколениях они соединялись к контроллеру базовых станций, который содержал логику управления каждой из них. Радиус зоны обслуживания БС зависит от многих факторов, таких как технические характеристики установленного оборудования, высота подвеса антенны, рельеф местности, плотность застройки, а также плотность населения. Так как канальный ресурс БС не безграничен, в местах с более высокой плотностью населения радиус соты меньше. Рассмотрим однородную сотовую структуру, изображенную на рисунке 1.1. Из курса геометрии известно, что равное расстояние между центрами смежных ячеек достигается при их шестиугольной конфигурации, когда радиус r окружности, описанной вокруг шестиугольника, равен длине стороны. При такой сетевой конфигурации расстояние между центром ячейки и центром любой такой ячейки равняется rv3, а антенны граничащих с ней ячеек находятся на равных расстояниях друг от друга вне зависимости от направления перемещения мобильного абонента . Рисунок 1.1 Однородная сотовая структура Также, при шестиугольной конфигурации обеспечивается максимальная площадь покрытия при минимальной площади перекрытия территории обслуживания соседних БС. Для предотвращения взаимных помех используется принцип повторного использования частот. У близких относительно друг друга ячеек системы разные полосы частот, а через несколько ячеек эти полосы используются повторно. Это позволяет при ограниченном диапазоне частот охватить сколь угодно большую зону обслуживания. Соседние соты, работающие на разных частотах и охватывающие весь допустимый частотный диапазон, образуют кластер. Минимально возможный размер – кластер, состоящий из трех сот. Первым способом доступа к радиоканалу в аналоговых сотовых сетях первого поколения был FDMA (Frequency Division Multiple Access) – множественный доступ с частотным разделением каналов. При таком доступе каждый канал занимал свою полосу частот в различных стандартах от 12,5 до 30 кГц. Такой способ доступа имел значительный изъян – относительная низкая емкость, как следствие нерационального использования полосы частот [3]. Позднее, цифровизация сотовой сети позволила наряду с частотным разделением использовать временное разделение TDMA (Time Division Multiple Access). Этот способ позволял делить каждый канал на временные интервалы, в каждом из которых осуществлялся один сеанс связи. CDMA (Code Division Multiple Access) – метод множественного доступа с кодовым разделением каналов. Все мобильные абоненты используют одну и ту же доступную полосу частот. Сигнал от одного абонента модулируется уникальной кодовой последовательностью. Чтобы извлечь сигнал на приемном конце, нужно знать используемую для него кодовую последовательность. В четвертом поколении сотовых сетей используется OFDM (Orthogonal frequency-division multiplexing) – метод формирования радиосигнала с ортогональным частотным мультиплексированием. В OFDM высокоскоростной поток данных конвертируется в несколько параллельных битовых потоков меньшей скорости, каждый из которых модулируется своей отдельной несущей. Все это множество несущих передается одновременно. Главное преимущество OFDM заключается в том, что продолжительность символа во вспомогательной несущей значительно больше в сравнении с задержкой распространения, чем в традиционных схемах модуляции. Это делает OFDM гораздо устойчивее к межсимвольной интерференции [3]. В сотовых сетях предусмотрено два основных типа логических каналов – каналы управления и сигнализации (Control Channel, CCH) и каналы трафика (Traffic Channel, TCH). Последние служат для передачи речи и данных абонента. В зависимости от радиуса соты, различают пикосоты ( r < 100м ), микросоты ( 100м ? r < 500м ) и макросоты ( r ? 500м ). Макросоты – стандартные базовые станции, на которых строится мобильная сеть оператора. Характеризуются высокой мощностью, большим радиусов покрытия, большими массово-габаритными показателями. Микросота – компактное решение, с более ограниченными характеристиками. Такие БС устанавливаются в местах, где сложно или нецелесообразно устанавливать макро БС. Пикосота – БС малой мощности, в качестве опорной сети использует сети IP/Ethernet. Имеет маленькие габариты, как правило устанавливается в местах с возможной концентрации пользователей или в офисах корпоративных клиентов. Также на сегодняшний день получили большое распространение так называемые фемтосоты – обладают малой мощность и габаритами, и в отличии от пикосотовых БС могут принадлежать конечным пользователям.
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg