Контрольная работа по «Проектирование цифровых систем»

Министерство образования науки молодежи и спорта Украины

ОДЕССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

 

 

 

 

Контрольная работа

По дисциплине:

«Проектирование цифровых систем»

 

 

 

 

 

 

 

 

Группа ЗАМ-091

Шифр 009810

Студентка : Бабчинский О.О.

Проверил:  Подлегаев М.М

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Одесса-2014

Зміст

 

Вступ

1. Завдання №1

1.1 Розвиток технології LTE

1.2 Короткий огляд основних параметрів  технології LTE

1.3 Мережева архітектура стандарту LTE

1.4 Радіоінтерфейс мережі LTE

1.5 Радіочастотний спектр технології LTE

1.6 Взаємодія стандарту LTE з UMTS / GSM і  стандартів не-3GPP

1.7 Використання технології MIMO в  мережах LTE

2. Завдання №2

2.1 Техніко-економічне обгрунтування побудови мережі LTE

2.2 Розрахунок пропускної здатності мережі. Розрахунок кількості потенційних абонентів, вибір обладнання транспортної мережі

2.2.1 Розрахунок пропускної  здатності мережі. Розрахунок кількості  потенційних абонентів

2.2.2 Вибір обладнання транспортної  мережі

2.2.3 Вибір оптичного кабелю

2.3 Вибір обладнання мережі LTE

2.3.1 Вибір керуючого обладнання  мережі LTE

2.3.2 Вибір обладнання базової  станції eNode Band LTE

2.3.3 Вибір обладнання електроживлення

2.3.4 Розрахунок споживаної потужності

2.3.5 Розрахунок джерела безперебійного  живлення змінного струму

2.3.6 Розрахунок автоматичних вимикачів  і групи обліку

2.3.7 Розрахунок контуру заземлення

2.4 Розрахунок зон радіопокриття  для мережі LTE на деякій території

2.4.1 Аналіз радіо покриття

2.4.2 Частотно-територіальний поділ  і ситуаційне розташування ENB на  деякій території

Висновок

Список літератури

 

 

Вступ

Бурхливий розвиток різних технологій зв'язку, як фіксованого, так і мобільного, викликане, в першу чергу, підвищеним інтересом людей до мережі Інтернет. Величезна роль мережі Інтернет в сучасному світі обміну інформації незаперечна і не потребує підтвердження. За допомогою глобальної мережі люди мають можливість працювати, вчитися, спілкуватися, обмінюватися даними, переглядати потокові відеофайли, прослуховувати аудіозаписи, а також користуватися в режимі онлайн всілякими послугами комерційних компаній і державних установ.

В Україні поширення доступу до мережі Інтернет викликає труднощі, в першу чергу, унаслідок просторості території. У містах нашої країни до глобальної мережі може підключитися будь-який бажаючий, виходячи зі своїх потреб, вибравши задовольняє його тариф. При чому у міського жителя є вибір між провідним і бездротовим доступом. Але в сільській місцевості справа йде набагато гірше. Оператори зв'язку не прагнуть телефонізувати села і забезпечувати послуги доступу в Інтернет, а той зв'язок, що надається, часто викликає нарікання.

Для вирішення цієї проблеми можна піти різними шляхами. Можна використовувати для доступу в мережу Інтернет супутниковий зв'язок, організувати доступ за допомогою дротових ліній зв'язку або за допомогою мобільного зв'язку. Супутниковий доступ не задовольняє швидкістю і дуже дорогий. Доступ за допомогою дротових ліній можливий тільки за наявності на селі цифрових АТС. Доступ за допомогою мобільного зв'язку став можливий з приходом стандартів EDGE / GSM і UMTS / HSPA, але швидкість першого занадто мала для комфортної роботи в мережі Інтернет, а дія другого часто не поширюється на сільську місцевість з двох причин: по-перше, мобільні оператори, в першу чергу, намагаються охопити міську місцевість і, по-друге, дальність дії сигналу в діапазоні 1920-2100 МГц невисока, тому, щоб охопити великі території доведеться будувати величезну кількість базових станцій, що економічно не вигідно.

Одним з перспективних варіантів забезпечення сільської місцевості високошвидкісним доступом в мережу Інтернет - це побудова мереж стільникового рухомого радіозв'язку четвертого покоління (4G). Найбільш підходящим стандартом 4G для вирішення цього завдання є технологія бездротового доступу LTE.

LTE (від англ. Long Term Evolution - еволюція в довгостроковій перспективі) - технологія побудови мереж бездротового  зв'язку, створена в рамках проекту  співпраці у створенні мереж  третього покоління 3GPP (3G Partnership Project). Основними цілями розробки технології LTE є: зниження вартості передачі  даних, збільшення швидкості передачі  даних, можливість надання більшого  спектру послуг за нижчою ціною, підвищення гнучкості мережі  і використання вже існуючих  систем мобільного зв'язку. Головна  відмінність стандарту LTE від інших  технологій мобільного зв'язку  полягає в повному побудові  мережі на базі IP-технологій. Радіоінтерфейс LTE забезпечує покращені технічні  характеристики, включаючи максимальну  швидкість передачі даних понад 300 Мбіт / с, час затримки пересилання  пакетів менше 5 мс, а також значно  вищу спектральну ефективність  в порівнянні з існуючими стандартами  бездротового мобільного доступу  третього покоління (3G).

абонент кабель радіо транспортний

 

1. Завдання №1

 

1.1 Розвиток технології LTE

 

Розробка технології LTE як стандарту офіційно почалася наприкінці 2004 року. Перед дослідниками постало питання про вибір технології фізичного рівня, яка б забезпечила високу швидкість передачі даних. Були запропоновані два варіанти: W-CDMA, вже використовується в мережах HSPA, і OFDM - нова технологія радіоінтерфейсу. Після проведених досліджень було вирішено використовувати технологію OFDM (Orthogonal frequency-division multiplexing) - мультиплексування з ортогональним частотним поділом каналів.

У травні 2006 року в рамках проекту 3GPP була створена перша специфікація на радіоінтерфейс E-UTRA (Evolved UMTS Terrestrial Radio Access). Ця специфікація увійшла в основу 3GPP Release 7. У грудні 2008 року була затверджена версія стандартів 3GPP Release 8, яка фіксувала архітектурні та функціональні вимоги до систем LTE. У середині 2009 року з'явилися перші дослідні системи на основі LTE. В кінці 2009 року шведська телекомунікаційна компанія Telia Sonera, спільно з Ericsson оголосила про запуск першої в світі комерційної мережі в Стокгольмі і Осло.

На сьогоднішній день мережі стандарту LTE розгорнуті в більш ніж 80 країнах світу і їх число швидко збільшується.

У Росії побудова мереж стандарту LTE загальмоване труднощами в розподілі частотного ресурсу компаніям-операторам мобільного зв'язку. 20 грудня 2011 компанія «Скартел» запустила першу в Росії мережу LTE в місті Новосибірську. Компанія «МТС» планує запустити мережу LTE в місті Москві в червні 2012 р., використовуючи мережу пасивних ВОЛЗ.

 

1.2 Короткий огляд основних параметрів  технології LTE

 

Стандарт LTE являє собою володіє великою гнучкістю ефірний інтерфейс. Тип мережі носить назву E-UTRAN - Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (розвивається універсальна наземна мережа радіодоступу). Нижче наведені основні параметри технології LTE.

Технологія множинного доступу:

прямий канал (Downlink - DL) - OFDMA;

зворотний канал (Uplink - UL) - SC-FDMA;

Робочий діапазон частот: 450 МГц; 700 МГц; 800 МГц;

1800 МГц; 2,1 ГГц; 2,4 - 2,5 ГГц; 2,6 - 2,7 ГГц.

Бітова швидкість:

прямий канал (DL) MIMO 2TX Ч 2RX: 100 - 300 Мбіт / с;

зворотний канал (UL): 50 - 172,8 Мбіт / с.

Ширина смуги радіоканалу: 1,4 - 20 МГц.

Радіус осередки: 5 - 30 км.

Ємність осередки (кількість обслуговуваних абонентів):

більше 200 користувачів при смузі 5 МГц;

більше 400 користувачів при смузі більше 5 МГц.

Мобільність: швидкість переміщення до 250 км / ч.

Параметри MIMO:

прямий канал (DL): 2TX Ч 2RX, 4TX Ч 4RX;

зворотний канал (UL): 2TX Ч 2RX.

Заначеніямі затримки (latency): 5мс.

Спектральна ефективність: 5 біт / сек / Гц.

Підтримувані типи модуляції:

прямий канал (DL): 64 QAM, QPSK, 16 QAM.

зворотний канал (UL): QPSK, 16 QAM.

Дуплексне поділ каналів: FDD, TDD.

 

1.3 Мережева архітектура стандарту LTE

 

Архітектура мережі LTE розроблена таким чином, щоб забезпечити підтримку пакетного трафіку з «безшовної» мобільністю, мінімальними затримками доставки пакетів і високими показниками якості обслуговування. Основною метою розробників стандарту LTE було максимально можливе спрощення структури мережі і виключення дублюючих функцій мережевих протоколів, характерних для системи 3G UMTS.

 

Малюнок 1.1 - Узагальнена структура мережі LTE

В архітектурі стандарту LTE вся мережеве взаємодія відбувається між двома вузлами: базової станцією (eNB) і блоком управління мобільністю (MME), який включає в себе мережевий шлюз GW (Gateway).

На фізичному рівні мережа LTE складається з двох компонентів: мережі радіодоступу E-UTRAN і базової мережі SAE (System Architecture Evolution).

Мережа E-UTRAN складається з базових станцій eNB. Базові станції є елементами повно-мережі і з'єднані між собою за принципом «кожен з кожним». Кожна eNB має інтерфейс S1 з базовою мережею SAE, побудованої за принципом комутації пакетів. На eNB в мережах LTE покладені такі функції: управління радіоресурсами, шифрування потоку даних користувача, маршрутизація в користувальницької площині пакетів даних.

 

Малюнок 1.2

 

Базова мережа SAE, звана ще EPC (Evolved Packet Core), містить вузли MME / UPE, що складаються з логічних елементів ММЕ і UPE. Логічний елемент MME (Mobility Management Entity) відповідає за вирішення завдань управління мобільністю абонентського терміналу і взаємодіє з базовими станціями за допомогою протоколів площини управління C-plane. Крім цього, MME розподіляє повідомлення виклику (paging) до eNB, управляє протоколами площині управління, призначає ідентифікатори абонентських терміналів, забезпечує безпеку мережі, перевіряє справжність повідомлень абонентів і управляє роумінгом.

Логічний елемент UPE (User Plane Entity) відповідає за передачу даних користувачів згідно з протоколами площині користувача U-plane. Елемент UPE виконує наступні функції: стиснення заголовків IP-протоколів, шифрування потоків даних, терминацию пакетів даних.

Архітектура базової мережі SAE являє собою пакетний PS-домен системи LTE, який надає як голосові, так і всю сукупність IP-послуг на основі технологій пакетної комутації даних. В основу базової мережі SAE покладена концепція «все через IP» і та обставина, що доступ до неї може здійснюватися як через мережі радіодоступу другого і третього поколінь (UTRAN / GERAN), так і через мережі не-3GPP (WiMAX, Wi-Fi), а так само через мережі, що використовують провідні IP-технології (ADSL +, FTTH).

 

1.4 Радіоінтерфейс мережі LTE

 

Радіоінтерфейс мережі LTE E-UTRAN підтримує обидва методи дуплексного рознесення каналів: частотний FDD і тимчасової TDD. Функціонування мереж LTE може здійснюватися в частотних діапазонах з різною шириною. Сигнали низхідного і висхідного напрямків можуть займати смуги від 1,4 до 20 МГц в залежності від кількості активних ресурсних блоків. Передача інформації у висхідному і низхідному напрямках організована в кадрах, тривалість яких дорівнює 10 мс. Кадри поділяються на більш дрібні тимчасові структури - слоти.

У режимі з частотним рознесенням FDD кадр ділиться на 20 слотів, що нумеруються від нульового до 19-го, кожен з яких має тривалість 0,5 мс. У режимі FDD часовий ресурс в межах кадру розділений навпіл для передачі в протилежних напрямках. Фізичні канали в режимі FDD в протилежних напрямках мають обов'язковий дуплексний рознос. Режим тимчасового рознесення каналів TDD має асинхронну природу. Передача даних в режимі TDD відбувається одночасно в обох напрямках в одному діапазоні частот.

Особливістю радіоінтерфейсу в лінії «вниз» мережі E-UTRAN є використання технології множинного доступу OFDMA - мультиплексування з ортогональним частотним поділом. Одна з основних цілей використання технології OFDMA є боротьба з перешкодами, викликаними багатопроменевим поширенням сигналу, так як OFDM-сигнал розглядається як безліч повільно модульованих вузькосмугових сигналів, а не як один швидко модульований широкосмуговий сигнал. Технологія OFDM заснована на формуванні многочастотного сигналу, що складається з безлічі піднесуть частот. При формуванні OFDM-сигналу потік послідовних інформаційних символів тривалістю Ті / N розбивається на блоки, що містять N символів; Ті - тривалість одного символу. Блок послідовних інформаційних символів перетворюється на блок паралельних символів, в якому кожен інформаційний символ відповідає певній частоті многочастотного сигналу.

 

Рисунок 1.3 - Структурная схема формирования OFDM-сигнала

 

У лінії «вниз» мережі E-UTRAN застосовують такі види модуляції: QPSK, 16 QAM, 64 QAM. При формуванні OFDM / QAM-сигналу використовується дискретне зворотне швидке перетворення Фур'є. Формування OFDM-сигналу в передавачі базової станції мережі LTE E-UTRAN показано на малюнку 1.3.

Для боротьби з міжсимвольною інтерференцією використовуються циклічні префікси ЦП (СР). Застосовують короткі і довгі префікси, тривалість яких 4,7 мкс і 16,7 мкс відповідно.

Для лінії «вниз» мережі E-UTRAN визначено три фізичні і чотири транспортних каналів:

PDCCH (Physical Downlink Control Channel) - фізичний  канал управління «вниз»;

PDSCH (Physical Downlink Shared Channel) - загальний  транспортний фізичний канал  лінії «вниз», призначений для  передачі даних і мультимедіа  з високою швидкістю;

ССРСН (Common Control Physical Channels) - загальний фізичний канал управління, передає службову інформацію;

ВСН (Broadcast Cannel) - транспортний мовний канал;

РСН (Paging Cannel) - транспортний канал виклику (пейджингу);

DL-SCH (Downlink Shared Channel) - загальний  транспортний канал лінії «вниз»;

MCH (Multicast Channel) - транспортний  канал мовлення в групі.

У лінії «вгору» радіоінтерфейсу мережі LTE E-UTRAN використовується технологія SC-FDMA (Single Carrier-Frequency Division Multiple Access) - множинний доступ з мультиплексированием з частотним рознесенням передачі на одній несучої. Схема передачі даних за допомогою технології SC-FDMA показана на малюнку 1.4.

 

Рисунок 1.4 - Передача данных с помощью технологии SC-FDMA

 

Для виключення взаємного впливу користувачів в лінії «вгору» мережі E-UTRAN вводяться циклічні префікси, а також використовуються ефективні еквалайзери в прийомних пристроях. Розподіл частотного ресурсу між абонентами здійснюється ресурсними блоками, кожному з яких відповідає смуга частот 180 кГц, що при розносі між сусідніми піднесучими частотами в 15 кГц відповідає 12 піднесучих. Максимальна кількість доступних ресурсних блоків залежить від виділення системі діапазону частот, значення якого може доходити до 20 МГц.

У лінії «вгору» мережі LTE E-UTRAN використовуються три фізичних і два транспортних каналів:

PRACH (Physical Random Access Channel) - фізичний  канал довільного доступу;

PUCCH (Physical Uplink Control Channel) - фізичний  канал управління «вгору»;

PUSCH (Physical Uplink Shared Channel) - фізичний  розподільний транспортний канал  лінії «вгору»;

RACH (Random Access Channel) - транспортний  канал випадкового доступу;

UL-SCH (Uplink Shared Channel) - суміщений  канал лінії «вгору».

 

1.5 Радіочастотний спектр  технології LTE

 

Робочими групами Партнерського проекту 3GPP і ETSI в технічних специфікаціях для LTE визначені 17 смуг радіочастот для режиму частотного дуплексу FDD і 8 смуг для режиму тимчасового дуплексу TDD, які показані в таблиці 1.1.

 

 

 

 

Таблиця 1.1-Діапазони частот для мережі радіодоступу E-UTRAN

Номера робочих діапазонів	Діапазон частот, МГц		Вид дуплекса
	Лінія «вгору» (UL)	Лінія «вниз» (DL)
1	1920 - 1980	2110 - 2170	FDD
2	1850 – 1910	1930 – 1990	FDD
3	1710 – 1785	1805 – 1880	FDD
4	1710 – 1755	2110 – 2155	FDD
5	824 – 849	869 – 894	FDD
6	830 – 840	875 – 885	FDD
7	2500 – 2570	2620 – 2690	FDD
8	880 – 915	925 – 960	FDD
9	1749,9 – 1784,9	1844,9 – 1879,9	FDD
10	1710 – 1770	2110 – 2170	FDD
11	1427,9 – 1452,9	1475 – 1500,9	FDD
12	698 – 716	728 – 746	FDD
13	777 – 787	746 – 756	FDD
14	788 – 798	758 – 768	FDD
17	704 – 716	734 – 746	FDD
18	815 – 830	860 – 875	FDD
19	830 – 845	875 – 890	FDD
33	1900 – 1920		TDD
34	2010 – 2025		TDD
35	1850 – 1910		TDD
36	1930 – 1990		TDD
37	1910 – 1930		TDD
38	2570 – 2620		TDD
39	1880 – 1920		TDD
40	2300 – 2400		TDD

 

З таблиці видно, що діапазони, призначені для розвитку мереж LTE, вже освоєні або освоюються в Україні для роботи мереж мобільного зв'язку та безпроводового доступу різних технологій. Тому, створення в Україні LTE-мереж супроводжується труднощами з вибором і отриманням дозволу на використання частотного діапазону.

 

1.6 Взаємодія стандарту LTE з UMTS / GSM і стандартів не-3GPP

 

Підтримка мобільності абонентського терміналу при його переміщенні із зони обслуговування однієї мережі в зону обслуговування іншої - є важливим завданням, що виникає при взаємодії мережі LTE з мережами мобільного зв'язку стандартів 3GPP (UMTS / GSM / HSPA +). Взаємодія мережі LTE з мережами 3GPP полягає в забезпеченні дискретної мобільності (роумінгу) і забезпечення безперервної мобільного зв'язку (хендовера).

Основними інтерфейсами взаємодії мережі LTE з мережами 3GPP є інтерфейси S3, S4 і S12. Дані інтерфейси забезпечують взаємодію логічного елемента управління мобільністю MME і шлюзу S-GW мережі LTE з сервісним вузлом SGSN мереж 3G за допомогою тунельного протоколу GTP (GPRS Tunnelling Protoсol). Протокол GTP призначений для передачі даних площині управління (протокол GTP-C) і для передачі даних площині користувача (протокол GTP-U). В умовах роумінгу шлюз S-GW візитною мережі взаємодіє з шлюзом P-GW (шлюз взаємодії з пакетними мережами) домашньої мережі.

Взаємодія мережі LTE з іншими 3GPP для надання традиційних послуг телефонії здійснюється за допомогою як традиційної технології комутації каналів (TDM), так і технології комутації пакетів на базі сервісної підсистеми IMS.

Хендовер між мережею LTE і іншою мережею 3GPP при здійсненні голосового виклику відбувається за допомогою взаємодії логічного елемента MME з сервером MSC по інтерфейсу Sv у разі викликів з мережі LTE в традиційний домен комутації каналів (CS-домен); і за допомогою взаємодії логічного елемента MME з вузлом SGSN по інтерфейсу S3 у випадку голосового виклику з мережі LTE в домен комутації пакетів (PS-домен).

Взаємодія мережі LTE з тенетами не-3GPP поділяється на взаємодію з мережами з гарантованою безпекою - «надійними» і взаємодія з мережами з негарантованої безпекою - «ненадійними». У якості «надійних» мереж можуть виступати приєднані мережі інших стандартів (cdma2000, WiMAX), в якості «ненадійних» - публічні IP-мережі Інтернету. Взаємодія мережі LTE з «надійними» мережами стандартів не-3GPP здійснюється за допомогою шлюзу P-GW, взаємодія з «ненадійними» мережами - за допомогою шлюзу ePDG.

 

1.7 Використання технології MIMO в мережах LTE

 

Технологія MIMO в мережах LTE грає одну з важливих ролей у забезпеченні високих швидкостей передачі даних.

MIMO (Multiple Input Multiple Output - множинний  вхід - множинний вихід) - технологія, яка представляє собою беспровідний доступ, що передбачає використання декількох передавачів і приймачів для одночасної передачі більшої кількості даних. Технологія MIMO використовує ефект передачі радіохвиль, багатопроменевим поширенням, коли передані сигнали відбиваються від безлічі об'єктів і перешкод і приймаюча антена сприймає сигнали під різними кутами і в різний час. Із застосуванням технології MIMO стає можливим збільшити завадостійкість каналів зв'язку, зменшити відносне число бітів, прийнятих з помилкою. Робота систем MIMO може бути організована за двома принципами: за принципом просторового ущільнення і за принципом просторово-часового кодування.

У першому випадку різні передавальні антени передають різні частини блоку інформаційних символів або різні інформаційні блоки. Передача даних ведеться паралельно з двох або з чотирьох антен. На приймальній стороні проводиться прийом і розподіл сигналів різних антен. У другому випадку, з усіх передавальних антен здійснюється передача одного і того ж потоку даних з використанням схем попереднього кодування.

Антенні конфігурації технології MIMO можуть брати симетричні (2 Ч 2, 4 Ч 4) і несиметричні (1 Ч 2, 2 Ч 4) значення. На малюнку 1.5 показана структурна схема MIMO-системи з двома передавальними і двома приймаючими антенами, реалізована за принципом просторово-часового кодування.

Рисунок 1.5 Структурная схема MIMO-системы 2Ч2

 

Спектр послуг, що надаються мережами LTE

Послуги, що надаються мережами LTE, мають більш широкий спектр порівняно з мережами 2G/3G. У першу чергу це пов'язано з високою пропускною здатністю мережі і підвищеною швидкістю передачі даних, а так само з переходом на концепцію «все через IP». Основними послугами, що надаються мережею LTE є наступні:

- пакетна передача мови;

- передача Інтернет-файлів;

- доставка електронної пошти;

- передача мультимедійних повідомлень;

- мультимедійне мовлення, що включає в себе потокові послуги, послуги із завантаження файлів, телевізійні послуги;

- потокове відео;

- VoIP і високоякісні відеоконференції;

- онлайн-ігри через мобільні і фіксовані термінали різних типів;

- мобільні платежі з високою передачею реквізитів та ідентифікаційної інформації.

 

2. Завдання №2

 

2.1 Техніко-економічне обгрунтування побудови мережі LTE

 

При плануванні мережі LTE, в першу чергу, необхідно визначити яким чином будуть реалізовані рішення побудови транспортної мережі та мережі радіодоступу E-UTRAN. Прикладом побудови мережі LTE може служити схема, показана на малюнку 2.1.

 

Рисунок 2.1 - Архитектура распределительной сети LTE

 

Для порівняння виберемо три основні варіанти організації зв'язку:

1. Побудова мережі LTE «з чистого аркуша». У цьому випадку компанія-оператор зв'язку здійснює будівництво повністю всіх об'єктів зв'язку, які будуть включені в мережу LTE.

2. Побудова мережі LTE способом оренди всіх компонентів зв'язку у сторонніх операторів, за винятком обладнання базових станцій.

Орендованими об'єктами будуть: вишки для базових станцій і всі компоненти транспортної мережі.

3. Побудова мережі LTE універсальним способом. Цей варіант включає в себе обидва способи побудови мережі, наведені вище.

Припустимо, що оператором зв'язку, що здійснює проектування мережі LTE є компанія, яка вже займається наданням послуг фіксованого зв'язку і має розвинену транспортну мережу в районі планування. Такою компанією-оператором в Росії може виступати ВАТ «Ростелеком». У цьому випадку ідеально підходить універсальний спосіб побудови мережі LTE.

З урахуванням зібраних даних про наявність існуючих ліній транспортної мережі компанії ВАТ «Ростелеком» основні витрати на побудову мережі для різних варіантів організації зв'язку представлені в таблиці 2.1.

 

Таблиця 2.1 - Основні витрати на побудову мережі LTE для різних варіантів організації зв'язку

Вариант организации связи	1	2	3
Затраты на строительство ВОЛС
а) протяженность линии	~75 км	~75 км	~50 км
б) стоимость ОКБ	45000 руб./км 45000Ч75 = 3,375 млн. руб.	Стоимость аренды: 28000 руб./мес./10 км	45000 руб./км 45000Ч50 = 2,25 млн. руб.
в) стоимость СМР	300000 руб./км 300000Ч75 = 22,5 млн. руб.	-	300000 руб./км 300000Ч50 = 15 млн. руб.
Итого	25,875 млн. руб.	2,688 млн.руб./год	15 млн. руб.
Затраты на строительство сети радиодоступа E-UTRA
а) примерное количество eNB в сети	7	7	7
б) стоимость eNB	~0,45 млн. руб. 1,35Ч7 = 9,45 млн. руб.	~0,45 млн. руб. 1,35Ч7 = 9,45 млн. руб.	~0,45 млн. руб. 1,35Ч7 = 9,45 млн. руб.
в) стоимость вышки для базовой станции	~1,8 млн. руб. 1,8Ч7 = 12,6 млн. руб.	Аренда 1 места подвеса: 0,3 млн. руб./год 0,3Ч7 = 2,1 млн. руб.	Аренда 1 места подвеса: 0,3 млн. руб./год 0,3Ч7 = 2,1 млн. руб.
Итого	23,45 млн. руб.	2,1 млн.руб./год + 9,45 млн. руб.	2,1 млн.руб./год + 9,45 млн. руб.
Общая стоимость	49,5 млн. руб.	Аренда: 4,8 млн. руб./год +стоимость eNB 9,45 млн. руб.	Аренда: 2,1 млн. руб./год + 24,45 млн. руб.

 

З таблиці 2.1 видно, що третій варіант має перевагу над іншими в плані економії.

 

2.2 Розрахунок пропускної  здатності мережі, Розрахунок кількості  потенційних абонентів, вибір обладнання транспортної мережі

 

У процесі планування радіомереж LTE є ряд відмінностей від процесу планування інших технологій бездротового радіодоступу. Головна відмінність - це використання нового типу многостанционного доступу на базі технології OFDM, у зв'язку з чим з'являються нові поняття і змінюються алгоритми проектування. Процес планування радіомережі складається з двох етапів:

- формування максимальної площі покриття;

- забезпечення необхідної ємності.

Планування радіомережі LTE буде проводитися в сільській місцевості, а це означає, що щільність абонентів буде невисока і базові станції повинні встановлюватися на максимальному віддаленні один від одного з метою закрити кожною eNB якомога більшу територію. У зв'язку з цим потрібно підібрати відповідний частотний діапазон. У даному випадку потрібно керуватися правилом, що чим нижче частота, тим далі поширення радіосигналу. Частотний діапазон 791 - 862 МГц цілком підійде для виконання цього завдання. Тип дуплексу виберемо частотний - FDD.

 

2.2.1 Розрахунок пропускної  здатності мережі. Розрахунок кількості  потенційних абонентів

Пропускну здатність, або ємність, мережі оцінюють, базуючись на середніх значеннях спектральної ефективності соти в певних умовах.

Спектральна ефективність систем мобільного зв'язку представляє собою показник, що обчислюється як відношення швидкості передачі даних на 1 Гц використовуваної смуги частот (біт / с / Гц). Спектральна ефективність є показником ефективності використання частотного ресурсу, а також характеризує швидкість передачі інформації в заданій смузі частот.

Спектральна ефективність може розраховуватися як відношення швидкості передачі даних всіх абонентів мережі в певній географічній області (соті, зоні) на 1 Гц смуги частот (біт / с / Гц / стільник), а також як відношення максимальної пропускної здатності мережі до ширини смуги одного частотного каналу.

Середня спектральна ефективність для мережі LTE, ширина смуги частот якої дорівнює 20 МГц, для частотного типу дуплексу FDD на підставі 3GPP Release 9 для різних конфігурацій MIMO, представлена ​​в таблиці 2.2.

 

Таблиця 2.2 - Середня спектральна ефективність для мережі LTE

Лінія	Схема MIMO	Середня спектральна ефективність (бит/с/Гц)
UL	1Ч2 1Ч4	1,254 1,829
DL	2Ч2 4Ч2 4Ч4	2,93 3,43 4,48