Современные информационные технологи/1. Компьютерная инженерия

Чуль Е.С.

Донецкий национальный технический университет, Украина

Алгоритм оптимального позиционирования базовой станции для повышения качества покрытия сети GSM

Одной из основных причин нерационального использования частотного ресурса и переполнения сети приемо-передающими радиообъектами является как таковое отсутствие методики планирования, проектирования и оптимизации сегментов сети на базе априорной и апостериорной информации их функционирования.

Основная задача системы планирования сети сотовой связи состоит в том, чтобы развернуть оптимальную радиосеть, которая обеспечит необходимое покрытие на всей территории области планирования с предоставлением различных сервисов с высокими показателями качества. Эта цель может быть достигнута оптимальным выбором участков установки базовых станций, а также определением их параметров, таких, как максимально возможная мощность передатчиков, высота поднятия антенн, количество и ориентация секторов.

Для выполнения задачи позиционирования базовой станции стандарта GSM с дальнейшей оптимизации ориентации секторов предлагается использовать алгоритм, схема которого представлена на рисунке 1.

Как показывает схема, процесс оптимизации носит итерационный характер и будет продолжаться до получения необходимых результатов по качеству обслуживания сети оператора.

На первом этапе выбора оптимального места установки базовой станции (БС) происходит сбор данных на установку нового радиообъекта. Эти данные должны содержать карту местности определенного формата и масштаба, а также данные о предполагаемой точке размещения новой БС и существующем покрытии оператора в зоне позиционирования.

Рисунок 1 – Схема алгоритма оптимального позиционирования базовой станции

На втором шаге алгоритма необходимо дискретизировать одномерную карту местности путем наложения растровой сетки с определенным шагом дискретизации. Это необходимо для того, чтобы сформировать необходимую зону обслуживания с учетом существующего покрытия и работать с диаграммой направленности антенн в одной системе координат.

Формирование зоны обслуживания БС осуществляется путем анализа полученной дискретной карты, после чего необходимая зона обслуживания формируется при помощи геометрического методы формирования зоны покрытия в соответствии с моделью Окамура-Хата.

Выбор высоты поднятия антенн осуществляется аналитическим методом из выражения:

, (1)

где h₁ – высоты поднятия антенны МС, h₂ – высота понятия антенны БС, r - расстояние между точкой установки БС и максимально удаленной точкой покрытия (в нашем случае – радиус окружности зоны покрытия, полученной при помощи модели Окамура-Хата).

При этом проводится оптимизация высоты поднятия с учетом рельефа местности и организации связи в зоне Френеля.

С учетом того, что на практике используются секторные направленные антенны, то для оптимизации зоны покрытия необходимо определить оптимальные азимуты секторов БС с учетом перекрытия от секторов соседних БС и интерференционного влияния существующего покрытия.

Полагаем, что БС использует три направленные антенны. По обобщенному параметру, учитывающему интерференцию по основному каналу, площадь добавочного покрытия, площадь перекрытия с существующим покрытием, определяются оптимальные направления секторов.

Обобщающий параметр выглядит следующим образом:

, (2)

где:

(3)

- фактор, учитывающий перекрытие секторов с существующим покрытием;

, (4)

- фактор, учитывающий интерференционное влияние между секторами с одинаковыми частотами;

(5)

- площадь покрытия БС ( - ширина диаграммы направленности в градусах); - площадь перекрытия с существующим покрытием (общая площадь с существующим покрытием); - площадь перекрытия секторов (общая площадь секторов); - азимут 1-го сектора, - азимут 2-го сектора, - азимут 3-го сектора, - азимут паразитного сектора.

На последнем этапе алгоритма для учета внешнесетевых факторов влияния требуется провести анализ ЭМС между устанавливаемой БС и существующей БС другого оператора сотовой связи, работающего в другом стандарте на близкой частоте с целью их взаимной беспомеховой (корректной) работы. Данный этап алгоритма особенно актуален в связи с последней тенденцией внедрения сетей 3G, работающих преимущественно в стандарте CDMA.

Литература:

1. Шиллер Й. Мобильные коммуникации.:Пер. с англ. – М.:Издательский дом “Вильямс”, 2002. –384 с.

2. Андрианов В., Соколов А. Средства мобильной связи.- СПб.: BHV-Петербург, 2001.-256 с.

3. Карташевский В. Г., Семенов С. Н. Сети подвижной связи.- М.: Эко-трендз, 2001.-299 с.