7. Проблемы проектирования и мониторинга в системах сотовой мобильной связи.

Целью проектирования является оптимальное построение сети сотовой мобильной связи по основному критерию: высокая эффективность — минимальная стоимость [7.1-7.3]. В связи с этим к задачам проектирования такой сети можно отнести:

 

- определение мест установки базовых станций (BTS),

 

- распределение частотных каналов между сотами, то есть составление схемы повторного кластерного распределения частот в сотовой сети,

 

- определение числа пользователей по рассчитанному трафику,

 

- оптимизацию сотовой сети по минимальному числу сот (минимальной стоимости развертывания сети) и высокой надежности связи.

 

Естественно требования высокой эффективности и минимальной стоимости противоречивы: если чрезмерно увеличить число сот (то есть уменьшить размеры сот, создав микро- или пикосоты), то это увеличит надежность связи (то есть увеличит качество связи — заданное значение вероятности ошибки на бит), увеличит возможное число пользователей, уменьшит максимальные значения выходных мощностей мобильных станций на краях сот (то есть уменьшит уровень электромагнитного облучения пользователей), но все это приведет к тому, что увеличится стоимость развертывания сотовой сети и в определенной степени ее эксплуатация. В случае редкого расположения сот (малого их числа) при больших максимальных радиусах сот могут появиться «мертвые зоны», в которых невозможно обслуживание пользователей, возрастут мощности излучения мобильных телефонов на краях сот (увеличится уровень электромагнитного облучения пользователей). Так как технология и параметры сотовой сети существенно зависят от условий местности (рельефа, лесных массивов, застройки и т.п), то при проектировании сотовой сети необходимо наличие:

 

- топографических карт местности со всеми параметрами и характеристиками (неровностей, лесных массивов, густоты застройки);

 

- характеристик намечаемой к использованию аппаратуры и результатов приближенной оценки энергетического баланса, а также результатов предвательного проектирования сот сети и мест расположения базовых станций (радиопокрытие территории);

 

- полученной схемы радиопокрытия территории с использованием соответствующих моделей распространения радиоволн и характеристик местности; при этом необходимо более точно рассчитать параметры электромагнитного поля в пределах обслуживаемой территории, позволяющие оценить качество радиопокрытия;

Если по каким-либо показателям (качеству радиопокрытия, трафику, емкости) составленная схема не удовлетворяет предъявленным к ней требованиям, производится повторная корректировка, и для уточненной схемы сотовой сети расчеты вновь повторяются.

 

Таким образом, процесс проектирования сотовой сети является итерационным. Дополнительно к рассмотренному выше порядку проектирования необходимо добавить проведение экспериментальных измерений уровней электромагнитного поля (обычно плотности потока мощности или напряженности электрического поля в различных точках от базовых станций) и по результатам измерений скорректировать вновь схему сотовой сети. Окончательное качество проекта оценивается уже на этапе эксплуатации сети, где также необходимы корректировки и доработка сети. Особенно это относится к начальному этапу эксплуатации развернутой оператором сотовой сети, когда реализуется настройка аппаратуры и оптимизация сотовой сети. Этот этап является наиболее трудоемким.

 

Ниже рассматривается первый оценочный этап проектирования сотовой сети мобильной связи, в котором реализуются приближенные оценки радиопокрытия зоны обслуживания, частотного распределения (по кластерам и сотам), трафика и числа возможных абонентов (которые обслуживаются в сотах и во всей сотовой сети).