Краткая характеристика проекта

В практической части произведено моделирование сети UMTS и расчет показателей экономической эффективности для данной сети применительно к г. Бердск.

Для расчета капитальных затрат на строительство сети требуется произвести расчет оборудования сети. Для расчета количества базовых станций применялась методика частотно – территориального планирования сетей 3G. В связи с острой нехваткой и высокой загруженностью ча­стотного ресурса в диапазоне 2 ГГц в основу методики частотно-территориального планирования сетей UMTS положен критерий обеспечения максимальной спектральной эф­фективности. Указанный критерий формализуется в виде сле­дующего функционала:

Ф = maxС при Δ F = Δ F3; S = S ₃; QoS ≥ QoS₃; min Nбс, (6.1)

где С - удельная обслуживаемая нагрузка в сети, (кбит/с);

Δ F = Δ F3 - условие использования задан­ного частотного ресурса, МГц;

S = S _{3 -} условие обслуживания заданной территории, км2;

QoS ≥ QoS₃ - условие обеспечения требуемого качества связи в пределах

зоны обслуживания се­ти;

min Nбс - условие использования минимально необходимого числа базовых

станций сети.

Удельная обслуживаемая нагрузка С представляет собой приведенную пропускную способность сети по отношению к ис­пользуемой сетью полосе частот и зоне покрытия и является максимизируемым параметром. Максимизация пропускной спо­собности обеспечивается при условии обслуживания всей про­гнозируемой входящей нагрузки при удовлетворении требова­ний по качеству связи в сети.

Условие использования заданного частотного ресурса (Δ F = Δ F3) подразумевает, что оператор сможет планировать только ограниченное число уровней иерархии базовых станций в зави­симости от объема выделенного спектра.

Условие обслуживания заданной территории (S = S 3) означает, что в соответствии с лицензией на право предоставления услуг подвижной связи оператор развертывает сеть 3G в преде­лах лицензируемого региона, имеющего площадь S₃.

Условие обеспечения требуемого качества связи в преде­лах зоны обслуживания сети (QoS ≥ QoS₃) состоит в обеспече­нии радиопокрытия обслуживаемой территории с уровнем при­ема сигналов не хуже предельно допустимого, обеспечивающе­го на входе приемников абонентского оборудования прием сиг­нала с вероятностью блокировки вызова на всех интерфейсах сети не более 5 %.

Условие минимизации числа базовых станций заключается в создании минимальной структурной избыточности сети при об­служивании всей входящей нагрузки в ЧНН и заданной вероятно­сти блокировки вызова. Число базовых станций минимизируется с учетом экономической целесообразности создания сот в зави­симости от объема прогнозируемого входящего трафика.

Определить функционал С можно либо аналитически, либо путем многоэтапного моделирования. В данной работе используется аналитический метод планирования.

Для построения сети обслуживаемая область принимается равной 6, 0*5, 5 км, что соответствует центральной, наиболее населенной части города. Выбранная область последовательно покрывается сеткой шестиугольных сот разных размеров (уровней иерархии).

1. При создании макросот осуществляется поэтапное аналитическое моделирование обслуживания входящей нагрузки базовыми станциями 3G. Требуемая пропускная способность обеспечивается в соответствии с максимально возможными показателями макросот по обслуживанию нагрузки в ЧНН.

2. Выясняются узкие места сети 3G – конкретные соты, пропускная способность которых, недостаточна для обслуживания ожидаемой входящей нагрузки. В этих сотах в областях наибольшей прогнозируемой нагрузки планируются дополнительные соты меньшего размера (микросоты).

3. На последнем этапе выясняются проблемные микросоты, в зонах обслуживания которых планируются пикосоты, для обеспечения дополнительной емкости в «горячих точках» сети.

Основные исходные данные, необходимые для моделирования структуры будущих сетей, приводятся в таблицах 6.1 и 6.2.

Таблица 6.1 – Типовая планируемая нагрузка для разных типов

местности

Таблица 6.2 – Основные параметры сот

Покроем выбранную территорию сеткой шестиугольных макросот. Для каждой соты оценивается значение ожидаемой нагрузки A_jk, с учетом следующих факторов:

▪ Демографическая ситуация в регионе;

▪ Наличие промышленных структур;

▪ Плотность населения

▪ Доли различных типов местности

▪ Статистика обслуживания абонентов в сетях 2G.

Таким образом,

A_jk = , (6.2)

где A_jk – оценка ожидаемой нагрузки на j–ю соту k–го уровня иерархии,

(кбит/с)/км²;

Ai – оценка входящей нагрузки для соответствующего типа местности,

(кбит/с)/км²;

Si – доля i-го типа местности в общей площади покрытия зоны;

N – число различных типов местности на площади покрытия соты.

Максимальная нагрузка на соту представляет собой взвешенную сумму значений типовой планируемой нагрузки сети для различных типов местности, составляющих данную соту и рассчитывается следующим образом:

C_maxjk = , (6.3)

где C_maxjk – планируемая нагрузка на j-ю соту k-го уровня иерархии,

(кбит/с)/км²;

Si – доля i-го типа местности в общей площади покрытия зоны;

N – число различных типов местности на площади покрытия соты.

Если A_jk > C_maxjk, то целесообразно организовывать соту следующего уровня иерархии.

Проектирование сот представлено в приложении 1.

Таблица 6.3 –Параметры сети 3G для г. Бердск

Стоимость оборудования UMTS представлена в таблице 6.4.

Таблица 6.4 – Стоимость оборудования для сетей UMTS

Мы получили, что нам требуется 20 базовых станций. Нужно учесть, что на 10-15 базовых станций устанавливается один контроллер базовых станций. Расчет первоначальных инвестиций на развертывание сети приведен в таблице 6.5.

Рисунок 6.1 – Структура капитальных затрат на организацию сети