Уриш Халид, к.т.н. Червинский В.В.

Донецкий национальный технический университет, Украина

Разработка сети сотовой связи стандарта UMTS для условий г. Марракеш (Марокко)

Марракеш – один из четырёх имперских городов Марокко, третий по величине город страны после Касабланки и Рабата, является крупным торговым и промышленным центром государства. Расположен на юго-западе страны у подножья Атласских гор. Население составляет 1 071 тыс. жителей (на 2008 г.).

Проведенный анализ показывается необходимость развертывания сети третьего поколения в г. Марракеш. До недавнего времени основным фактором, определяющим развитие мобильных коммуникаций в г. Марракеш, была традиционная передача голоса. Но сейчас люди хотят использовать свои мобильные телефоны не только для разговоров. Внедрение новых технологий высокоскоростной передачи данных, таких как GPRS и EDGE, и эволюция к системам поколения 3G, позволяет операторам сотовой связи предоставлять неограниченные беспроводные мультимедиа-услуги, например, мобильное телевидение, просмотр Web-страниц, доступ к корпоративным сетям, расширенные голосовые услуги.

Сеть 3G г. Марракеш предполагается строить на базе технологии UMTS. Назначение UMTS — это создание сетей, которые смогут обеспечивать полноценный глобальный роуминг и поддерживать широкий диапазон услуг в области передачи голоса, данных и мультимедиа. Сети радиодоступа этого поколения обеспечивают обмен информацией со скоростью до 144 Кбит/с для абонентов с высокой мобильностью (скорость движения до 120 км/ч), 384 Кбит/с для абонентов с низкой мобильностью (скорость до 3 км/ч) и 2,048 Мбит/с. Сеть UMTS создана на основе успехов стандарта GSM и инвестиций в инфраструктуру, производимых существующими операторами GSM. Основное отличие UMTS состоит в использовании широкополосных сигналов в диапазоне 2 ГГц, позволяющее добиться более высокого по сравнению с GSM качества обслуживания благодаря повышению скорости передачи данных и ёмкости каналов, а также благодаря внедрению пакетной архитектуры сети, поддерживающей функции передачи голоса и данных.

Для обоснования целесообразности развертывания сети третьего поколения проведена оценка рынка потенциальных пользователей сети UMTS в г. Марракеш на ранней стадии ее планирования.

В итоге получена следующая картина распределения абонентов, которые предположительно воспользуются сотовой связью третьего поколения (табл. 1).

Таблица 1 - Распределения пользователей сети 3G г. Марракеш

Тип пользователей	Доля пользователей от общего числа, %	Количество пользователей, тыс.
Активные пользователи мобильного Интернета	10	60
Пользователи Dial-Up ресурса	2	12
Аудитория лиц до 18 лет	2	12
Итого	14	84

Для каждого типа абонентов определен перечень услуг, характер и параметры трафика, на основе которых выполнена оценка объемов трафика всей проектируемой сотовой сети.

При этом учитывались:

- профили зон обслуживания;

- профили абонентов (демографические данные - возраст, область деятельности и род занятий);

- сегмент рынка услуг (корпоративные клиенты, массовый рынок);

- тип соединения;

- тип мультимедийного трафика (в зависимости от СП трафика);

- качество услуг;

- тип терминального оборудования (ноутбук, КПК, мобильный телефон);

В результате получены следующие параметры трафика сети (табл. 2):

Таблица 2 - Характеристики трафика сети 3G г. Марракеш

Категория услуг	Доля абонентов, %	Общий суточный трафик, Тбит	Доля трафика, %	Трафик в ЧНН, Тбит
Мобильный доступ к сетям ПД	71	2,38	33,3	0,22
Голосовые услуги	100	0,62	8	0,052
Информационные услуги	100	0,91	12,5	0,061
Мобильный Интернет	100	3,25	45	0,21
MMS	85	0,062	0,9	0,0062
Итого		7,22		0,549

Разработана структурная схема сети (рис. 1). Основными структурными элементами сети сотовой связи UMTS для г. Марракеш выступают универсальная наземная сеть радио доступа UTRAN и базовая сеть CN. Сеть UTRAN основана на технологии WCDMA.

Сеть UTRAN включает в себя одну подсистем сети радиосвязи RNS, подключаемую к CN через интерфейсы Iu. RNS состоит из контроллера сети радиосвязи (RNC) и одного или более Узлов B (Node B). Узлы B подключаются к RNC через интерфейс Iub. Узлы B обеспечивают радио доступ к сети.

RNS может обслуживать до 512 Узлов В, которых на начальном этапе проектирования сети UMTS для г. Марракеш предусматривается 57 шт.

Контроллер сети радиосвязи (RNC) отвечает за управление радио ресурсами набора ячеек. RNC является эквивалентом BSC сети GSM/GPRS, но более самоуправляемый.

Рисунок 1 – Структурная схема сети UMTS для условий г. Марракеш

В качестве контроллера сети радиосвязи выбрано оборудование типа NecRNC RN750 производства компании NEC.

Базовая сеть (CN) логически разделяется на домен CS и домен PS. Кроме того, используется набор баз данных (регистров) для сохранения информации, необходимой системе.

Домен коммутации каналов (CS) включает центр коммутации подвижной связи/шлюзовой центр коммутации подвижной связи (MSC/GMSC)., в качестве которого выбрано оборудование типа U-MSC CMX-5000 производства компании Siemens.

MSC/GMSC представляет интерфейс между системой радиосвязи и стационарными сетями. MSC выполняет все функции, необходимые для обработки услуг с коммутацией каналов в направлении к и от мобильных станций. MSC отвечает за управление соединением (настройка, маршрутизация, управление и завершение соединений), управление передачей обслуживания между MSC и управление дополнительными услугами, а также за сбор информации об оплате/учете пользователей.

GMSC действует в качестве шлюза для соединения с другими сетями подвижной связи – сетью GSM-900 оператора Maroc Telecom и телефонной сетью общего пользования г. Марракеш.

Домен коммутации пакетов (PS) состоит из обслуживающего узла поддержки GPRS (SGSN) и шлюзового узла поддержки GPRS (GGSN)

SGSN действует как пакетный коммутатор и маршрутизатор в домене PS базовой сети. SGSN управляет доступом мобильной станции к сети и маршрутизирует пакеты.

Шлюзовой узел поддержки GPRS (GGSN) действует как пакетный маршрутизатор в домене PS базовой сети и является шлюзом между маршрутизацией пакетов IP в сети подвижной связи GPRS/UMTS и маршрутизацией пакетов IP в стационарных сетях Интернета.

Расчет зоны радиопокрытия проведен исходя из потерь на трассе, рассчитанной с помощью модели Ли. Зона уверенной радиосвязи составляет 1,648 км. Выполнен расчет количества базовых станций, которое для г. Марракеш составит 57 БС, и покроет территорию в 366,1 кв. км. Разработана схема размещения базовых станций и сот на территории г. Марракеш. В качестве базовых станций предполагается использовать оборудование типа NEC NB530 Macro Node B, подключаемых к контроллеру по радиорелейным линиям с использованием оборудования типа PASOLINK.

Литература:

1. Бабков В. Ю., Вознюк М. А. , Михайлов П. А. Сети мобильной связи. Частотно-территориальное планирование.2-е издание. ISBN : 5-93517-263-1. – М.: Горячая Линия – Телеком, 2007. - 226 с.

2. Беспроводные сети доступа: экспансия количественная и качественная // Технологии и средства связи. — 2003. — № 6.

3. Величко В.В., Скрынников В.Г., Анализ трафика передачи данных в сетях сотовой связи 3G//Электросвязь. —2004. —№9.