Характеристика основных преимуществ глобальной системы мобильной коммуникации GSM-900. Анализ существующих стандартов сети, процедуры установления вызова. Расчет качественных параметров сотовой связи, допустимого числа каналов трафика и их мощности.
Аннотация к работе
КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине: «Средства связи с подвижными объектами» на тему:«Построение сотовой сети стандарта GSM-900»GSM (от названия группы Groupe Special Mobile, позже переименован в Global System for Mobile Communications) (русск. Разработан под эгидой Европейского института стандартизации электросвязи (ETSI) в конце 80-х годов. GSM относится к сетям второго поколения (2 Generation), хотя на 2006 год условно находится в фазе 2,5G (1G - аналоговая сотовая связь, 2G - цифровая сотовая связь, 3G - широкополосная цифровая сотовая связь, коммутируемая многоцелевыми компьютерными сетями, в том числе Интернет). В стандарте GSM применяется GMSK модуляция с величиной нормированной полосы ВТ - 0,3, где В - ширина полосы фильтра по уровню минус 3 ДБ, Т - длительность одного бита цифрового сообщения. Улучшенная (по сравнению с аналоговыми системами) защита от подслушивания и нелегального использования, что достигается путем применения алгоритмов шифрования с разделяемым ключом.В стандарте GSM применяется GMSK модуляция (Гауссовская частотная модуляция с минимальным сдвигом) и улучшенное полноскоростное кодирование речи EFR (Enhanced Full Rate). Это позволяет оператору рациональнее использовать частотный ресурс, а клиентам - экономить деньги за счет низких тарифов. В обеих сетях абонент пользуется одним номером. Но использование аппарата в двух сетях возможно только в тех случаях, когда эти сети принадлежат одной компании, или между компаниями, работающими в разных диапазонах, заключено соглашение о роуминге. FDMA (Frequency Division Multiple Access - множественный доступ с разделением каналов по частоте) - способ использования радиочастот, когда в одном частотном диапазоне находится только один абонент, разные абоненты используют разные частоты в пределах соты. Суть FDMA заключается в следующем: происходит разделение общего диапазона частот на отдельные частотные каналы, когда каждый приемник и передатчик использует отдельную частоту.В сети GSM определены два типа каналов передачи: работающий на полной скорости (TCH/F - Tralfic Channel/Full) - 22,8 кбит/с и работающий на половинной скорости (ТСН/Н - Traffic Channel/Hall) - 11,4 кбит/с. Поэтому в процессе установления соединения может быть выбран любой канал, к которому может быть подключена станция. Поэтому для передачи запроса сети на установление соединения применяется канал, направленный от MS к сети. Поскольку запрос на установление соединения передается только в начале соединения, и в дальнейшем выделяется канал для обмена управляющей информацией, то этот канал является общим для всех станций зоны местоположения. Получив такой сигнал, мобильная станция определяет свой номер и отвечает на широковещательный сигнал также как при исходящем вызове - сигналом запроса по каналу с произвольным доступом (RACH - Random Access Channel).На первом этапе выполнения проекта выберем количество частотных каналов в соте. Выбрав число каналов, определяют допустимый трафик в соте на основе статистики абонентов по формуле Эрланга. 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 (2.1): , (2.1) где - допустимый трафик в соте, - средний трафик одного абонента в ЧННПотери на трассе зависят от расстояния R, рабочей частоты F, высоты подвеса антенн базовой станции НБС и абонентской станции НАС В городской зоне рассчитываем по формуле (2.5): Lг=69,55 26,16LGF-13,82LGНБС-AHAC (44,9-6,55LGНБС)LGR, (2.5) где НБС - эффективная высота подъема антенны базовой станции, м;На втором этапе выполнения работы следует обеспечить баланс мощностей в соте радиуса R для сети, выбранной по результатам 1-го этапа. Уравнения баланса мощностей составляют на основе учета всех особенностей прохождения сигнала на трассе согласно рис. Рисунок 2.1-Трасса прохождения сигнала: G - усиление; L - потери; Lp - потери на трассе; А - антенна; D - разнесение; F - фидер; С - комбайнер; Тх - передатчик; Rx - приемник; Pin - входная мощность; Pout - выходная мощность; ТМА (Tower Mounted Amplifier) - малошумящий усилитель на входе приемника. Уравнение баланса мощностей в направлении вниз (БС => АС): Pin АС = Pout БС - Lf БС Ga БС - Lc - Lp Ga АС - Lf АС, (2.9) где PINБС и PINAC - мощности на входе приемников БС и АС, POUTБС и POUTAC - мощности на выходе передатчиков БС и АС, GAБС и GAAC - коэффициенты усиления антенн БС и АС, Lf БС и Lf АС - потери в фидерах БС и АС, Lc - потери в комбайнере, Lp - потери на трассе, GDБС - выигрыш за счет разнесенного приема сигналов на БС (3-4 ДБ). Рассчитаем мощность сигнала на входе приемника АС, если мощность передатчика БС составляет 28 Вт (44,5 ДБМ) по формуле (2.9): Аналогично проверяем баланс мощностей на трассе вверх по формуле (2.8): Найденные величины PINAC=-70,54 ДБМ и PINБС=-110,04 ДБМ превышают чувствительность приемников мобильной станции-104 ДБВ и базовой станции - 111 ДБМ.
План
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Анализ существующих стандартов
1.1 Процедура установления вызова
2. Расчет качественных параметров сотовой связи
2.1 Расчет допустимого числа каналов трафика и допустимый параметр соты