Планирование сотовых сетей радиосвязи CDMA 2000 при работе в режиме мобильного Интернета тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.13, кандидат технических наук Голант, Геннадий Захарович

• Голант, Геннадий Захарович
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Голант, Геннадий Захарович

Введение

Глава 1. Развитие технологий мобильного Интернета.

1.1. Современное состояние сетей подвижной связи

1.2. Понятие мобильного Интернета

1.3. Требования к системам связи с подвижными объектами

1.4. Классификация услуг в сетях третьего поколения

1.5.Этапы эволюционного развития технологий мобильного Интернета

1.5.1. Технология GPRS

1.5.2. Технология EDGE

1.5.3. Технология CDMA

1.5.4. Технологии Wi-Fi и Wi-Max 1.6. Постановка задач исследования

Глава 2. Мобильный Интернет в сети стандарта CDMA2000.

2.1. Постановка задачи

2.2. Особенности радиоинтерфейса CDMA

2.3. Особенности построения сети CDMA

2.4. Обеспечение безопасности связи при работе в режиме мобильного Интернета.

2.5. Процесс распределения IP-адресов

2.6. Стек протоколов при работе в режиме мобильного Интернета.

2.7. Режим неразрывной сессии связи.

2.8. Качество обслуживания Выводы

Глава 3. Разработка алгоритма и методик планирования сети радиодоступа CDMA 2000.

3.1. Постановка задачи

3.2. Алгоритм территориально-кодового планирования сети

3.3. Построение начального приближения сети

3.4. Оптимизация территориально-кодового плана сети начального приближения

3.4.1. Структурная оптимизация

3.4.2. Параметрическая оптимизация

3.5. Пример синтеза сети Выводы

Глава 4. Планирование услуг мобильного Интернета в сетях CDMA 2000.

4.1. Постановка задачи

4.2. Оценка зоны покрытия мобильного Интернета по радиолинии «вверх»

4.3. Оценка зоны покрытия мобильного Интернета на радиолинии «вниз»

4.4. Оценка пропускной способности и емкости при обмене данными Выводы

Глава 5. Практика планирования и эксплуатации сети «Скай Линк».

5.1. Постановка задачи

5.2. Планирование сети радиодоступа

5.3. Развитие сети

5.4. Настройка сети

5.5. Борьба с помехами

5.6. Анализ качества сети

5.7 Оценки параметров услуги «Мобильный Интернет» в реальной сети CDMA 2000 lx EV-DO.

5.8. Предложения по повышению эффективности и конкурентноспособности сетей CDMA

Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Планирование сотовых сетей радиосвязи CDMA 2000 при работе в режиме мобильного Интернета»

Человечество вступило в XXI столетие, в век бурного развития мирового информационного пространства. Доступ к нужной информации в столь обширном информационном поле нужен всегда. Современный деловой мир не может обходиться без получения информации ежедневно, ежечасно, ежеминутно, а иногда и ежесекундно. Сегодня существуют структуры и средства доступа к массивам информации и доставки ее до потребителя. Это, прежде всего, мировая сеть Интернет, это и фиксированные сети доступа к ней. Эти сети развиты, но уже не в состоянии полностью удовлетворить потребности современного человека, которому нужна информация всегда и везде. Значимую роль приобретает подвижная связь, которая обеспечила бы пользователя полным набором качественных услуг, предоставляемых сегодня в фиксированных сетях связи, в любое время и в любом месте. В этом смысле появление подвижной связи третьего поколения объективно и продиктовано укладом современной жизни.

Вместе с быстрым ростом объема и качества услуг Интернет происходит развитие 1Р-технологий в подвижных сетях связи. Важным шагом является создание систем подвижной связи третьего поколения, которые будут осуществлять передачу данных со скоростью до 2 Мбит/с на широких территориях охвата, и более 2 Мбит/с внутри помещений. Обладая качественно новыми возможностями, эти системы предоставят пользователям возможность глобального роуминга, сохранив при этом доступ к привычному набору услуг. Помимо улучшенного качества передачи речи им будет предоставлен также широкий набор возможностей высокоскоростной передачи данных, включая приложения Интернет.

С точки зрения технологий системы связи Зв воплощают в себе много принципиально новых решений, которые уже в большей степени реализованы производителями оборудования. Развитие теории и техники в сфере подвижной связи происходит стремительно, на глазах меняются стандарты, протоколы и «поколения». Однако следует отметить, что внедрение систем связи третьего поколения лежит в плоскости не только технологических, сколько организационных факторов. Опыт показывает, что операторы связи, стремясь к третьему поколению, зачастую уделяют основное внимание именно вопросам технического характера, не задумываясь о том, чему, в конечном счете, будут служить эти системы, и особенностях формирования рынка услуг подвижной связи. В частности, имеет особенности предоставление услуг мобильного Интернета - какого его соотношение с традиционным Интернетом, что нового следует ожидать в предоставлении этого вида услуги в сетях связи третьего поколения.

Мобильный Интернет - это принципиально новая технология, которая может быть реализована в полном объеме только при создании сетей подвижной связи третьего поколения, которые откроют новые возможности высокоскоростной передачи данных. Речь идет о предоставлении разного рода информации группам пользователей и отдельным абонентам, в соответствии с их предпочтениями в любое время и практически в любом месте, где бы они ни находились.

Если рассматривать технологии сотовых систем связи третьего поколения с позиций возможности организации услуги мобильного Интернета, то уже сейчас очевидно, что эти технологии будут претерпевать модернизацию в течение всего времени своего жизненного цикла. В процессе модернизации исходные базовые технологии будут совершенствоваться в направлении расширения возможностей по передаче информации и организации новых услуг связи. В частности, от передачи речи и низкоскоростных данных к высокоскоростной передаче данных с предоставлением полноценных услуг мобильного Интернета и мультимедиа. Сети, построенные на основе базовых технологий, в процессе эксплуатации необходимо перенастраивать с учетом новых технологических решений и новых услуг связи. В связи с этим весьма актуальна проблема планирования сетей третьего поколения в процессе их эволюционного развития. Стратегия планирования должна включать начальный этап, когда сети третьего поколения планируются для предоставления «тотальной» услуги связи (передачи речи) и низкоскоростных данных, и дальнейшие этапы, на которых осуществляется адаптация сети при увеличении скорости передачи данных и реализации новых услуг связи.

Целью данной работы является повышение эффективности и конкурентоспособности сотовых сетей радиосвязи с кодовым разделением каналов при работе в режиме мобильного Интернета.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующих основных задач:

1. Систематизация вопросов организации скоростной передачи данных применительно к технологии СОМА 2000 в режиме мобильного Интернета.

2. Обоснование критерия синтеза сотовой сети и разработка алгоритма территориально-кодового планирования сети радиодоступа.

3. Разработка методики построения сети начального приближения, построенной на основе технологии СОМА 2000.

4. Рассмотрение вопросов структурной и параметрической оптимизации сети начального приближения с учетом размещения базовых станций сети в позиционных районах, и прогноза зон обслуживания с использованием цифровых карт местности.

5. Разработка методик оценки зон покрытия, пропускной способности и емкости сети радиосвязи CDMA 2000 при работе в режиме мобильного Интернета.

Научной задачей диссертационной работы является разработка алгоритма и методик планирования сотовых сетей радиосвязи с кодовым разделением каналов, и оценка основных параметров сети при работе в режиме мобильного Интернета.

Диссертация включает введение, пять разделов основного текста, заключение, список используемых источников, включающий 61 наименование.

Заключение диссертации по теме «Системы, сети и устройства телекоммуникаций», Голант, Геннадий Захарович

Выводы.

В данной главе:

- рассмотрены вопросы реализации разработанных выше методов планирования на различных этапах жизненного цикла действующей сети «Скай Линк», и настройка (оптимизация) параметров сети для повышения качества связи;

- рассмотрены вопросы оценки качества предоставляемых услуг, в том числе при работе сети в режиме мобильного Интернета, посредством мониторинга параметров сети в процессе ее функционирования и учета жалоб абонентов;

- разработаны предложения по повышению эффективности и конкурентной способности сотовых сетей СОМА 2000 при работе в режиме мобильного Интернета.

Заключение.

В диссертации разработаны в полном объеме все положения, выносимые на защиту. В частности:

1 .Систематизированы вопросы организации скоростной передачи данных в сети CDMA 2000, которые влияют непосредственно на результаты планирования услуг мобильного Интернета.

2. Сформулирована задача синтеза сотовой сети радиодоступа в виде задачи векторной (многокритериальной) оптимизации, решение которой находится в результате решения частных задач и их экспертной оценки. При этом обеспечивается отыскание «нехудшего решения» при минимизации аппаратурного ресурса сети.

3. Разработан алгоритм территориально-кодового планирования сети сотовой сети радиодоступа CDMA 2000, включающий этапы построения начального приближения, структурной и параметрической оптимизации.

4. Разработана методика построения «опорного» плана сети, которая позволяет определить число каналов трафика на ячейку сотовой сети, исходя из внутрисистемных помех, пространственные параметры сотовой сети, параметры базовых станций, и распределить кодовые сдвиги по секторам.

5. Рассмотрены вопросы структурной и параметрической оптимизации «опорного» плана сети, с учетом радиопокрытия в зоне обслуживания.

6. Проведена оценка корректности и эффективности разработанной методики на примере решения задачи планирования сети с использованием специализированного программного комплекса ONEPLAN RPLS-CDMA.

7. Разработаны методики оценки зон покрытия, пропускной способности и емкости сети радиосвязи в режиме мобильного Интернета с учетом алгоритма работы пользователя.

8. Получены численные оценки зон покрытия, пропускной способности и емкости базовых станций сети CDMA 2000 при работе в режиме мобильного Интернета.

9. Рассмотрены вопросы реализации разработанных методов планирования на различных этапах жизненного цикла действующей сети «Скай Линк», и настройка (оптимизация) параметров сети для повышения качества связи.

10. Рассмотрены вопросы оценки качества предоставляемых услуг, в том числе, при работе сети в режиме мобильного Интернета, посредством мониторинга параметров сети в процессе ее функционирования и учета жалоб абонентов.

11. Разработаны предложения по повышению эффективности и конкурентной способности сотовых сетей CDMA 2000 при работе в режиме мобильного Интернета.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Голант, Геннадий Захарович, 2007 год

1. С.Н. Дудукин, О.Б, Иванюк, Н.В. Смирнов. «Особенности использования частотного ресурса при переходе сетей NMT к 1.T-МС»// Мобильные системы. - 2002. № 2. - с. 38-43.

2. Н.И. Смирнов, В .А. Сивов, Ю.А. Караваев. «От NMT-450 к CDMA-450 (IMT-MC): из прошлого в будущее.»// Мобильные системы. 2002. №7.-с. 35-43.

3. Г.З. Голант, К.Ю. Коломенский. «Текущее состояние и перспективы цифровизации сетей NMT на основе технологии IMT-MC 450»// Мобильные системы. 2002. № 8. - с. 38-43.

4. A.B. Гуляев. «Эволюция методического подхода к проектированию подсистемы радиодоступа при переходе от сетей 2G к 3G.»// Мобильные системы. 2002. № 7. - с. 49-54.

5. Невдяев JI.M. «Мобильная связь 3-го поколения» Серия изданий «Связь и бизнес», М.МЦНТИ, ООО «Мобильные коммуникации», 2000 -208 с.

6. В.Ю. Бабков, А.Н. Никитин, К.Н. Осенний, М.А. Сивере. «Системы мобильной связи с кодовым разделением каналов». СПб, 2003.

7. Ю.А. Громаков, С.Н. Смоловик, C.B. Воробьев. «Планирование сетей GSM и UMTS с использованием репитеров». // «Электросвязь» -2005 г.,№8.-с. 10-16.

8. Н.И. Смирнов, Ю.А. Караваев, В.А. Сивов. «Оценка пропускной способности базовых станций систем МДКР при изменении плотности их расположения»//Электросвязь.-2001 .№ 10,-с.З 0-33.

9. Мохаммед Абдул Карим Аль-Сураби, Ю.С.Шинаков. «Асимптотическая оценка емкости сотовых систем связи с технологией С0МА»//Радиотехника.-2005. №10. с.49-53.

10. K.S.Gilhousen, I.M.Jacobs, R.Padovani, A.J.Viterbi, L.A.Weaver,

11. C.E.Wheatley. "On the Capacity of a Cellular CDMA System"// IEEE Transaction on Vehicular Technology, vol.40,N0.2, MAY 1991.-p.303-312.

12. Бабков В.Ю., Вознюк M.A., Михайлов П.А. Сети мобильной связи. Частотно-территориальное планирование. СПб., СПбГУТ, 2000.

13. В.В.Величко, «Передача данных в сетях мобильной связи третьего поколения », Москва, «Радио и связь», 2005г.

14. Corazza G. Е., Giovanni De Maio, Vatalaro F., «CDMA Cellular Systems Performance with Fading, Shadowing, and Imperfect Power Control»// IEEE Transaction on Vehicular Technology,vol. 47, NO. 2, May 1998.

15. Гоцуляк А.Ф., Гавриленко В.П., Орлов C.H., « Система передачи речи и обмена данными 3G-1X», Вестник связи №2, 2004г.

16. Ланне А.А., Улахович Д.А. "Многокритериальная оптимизация"; 1984г.

17. Военные системы связи. ч.1. под ред. В.В.Игнатова. Л.: ВАС,1989.-386 с.

18. Н.И.Смирнов, В.А.Сивов, Ю.А. Караваев, Методика оценки ЭМС сотовых систем с кодовым и временным разделением каналов. «Электросвязь» №4,2001, с.24 26.

19. Г.З.Голант. «Практика планирования и эксплуатация сети Скай Линк в ЗАО «Дельта Телеком»/ Сети мобильной связи, планирование, оптимизация, управление». Под ред. В.Ю. Бабкова и В.А. Степанца. СПбГУТ-ИА «Энергомашиностроение», 2007, с. 72-83.

20. Сети мобильной связи. Планирование, оптимизация, управление. Под ред. В.Ю.Бабкова и В.А.Степанца. СПбГУТ-ИА «Энергомашиностроение», 2007, 108 с.

21. А.Б. Марасихин. Анализ интегрального телетрафика и проектирование мобильных сетей 3G. «Электросвязь» №12,2002, с.3-8.

22. Vieri Vanghi, Aleksandar Damnjanovic, Branimir Vojcic. The cdma 2000 System for Mobile Communications. Prentice Hall PTR, New Jersey. 2004 -501 p.

23. Н.И.Смирнов, Ю.К. Караваев, В.А.Сивов. Оценка пропускной способности базовых станций систем МДКР при изменении плотности их расположения. «Электросвязь» №10, 2001, с. 30-33.

24. Будущее мобильной связи. Под. Ред. Р. Лампрехта и А.А. Гоголя -СПб.: ИА «Энергомашиностроение», 2005. 224 с.

25. Качество услуг мобильной связи. Оценка, контроль и управление/ В.Ю. Бабков, П.В. Полынцев, В.И. Устюжанин; под. ред. проф. А.А.Гоголя. М.: Горячая линия - Телеком, 2005. 160 с.

26. Весоловский Кшиштоф. Системы подвижной связи. Под ред. А.И.Ледовского,- М.: Горячая линия Телеком, 2006. -536 с.

27. В.Г. Олифер, H. А.Олифер, «Компьютерные сети», СПб, Питер, 2003

28. Optimization of TCP for IS-2000, Nortel Networks, 200343. «User Data Protocol (UDP)», RFC768,1980.44. «Transmission Control Protocol (TCP)», RFC793,1981.45. «Wireless Protocol Optimization for Wireless Networks» Venturi Wireless White Paper, 2003.

29. Беспроводный доступ абонентских линий. Том 1. Справочник по подвижной наземной связи (включая беспроводный доступ). М.: Международный союз электросвязи, 1997. 123с.

30. Розен Д. Системы беспроводного абонентского доступа // Сети. М., 1997. №8.

31. Г.З.Голант Новые информационные технологии «Мобильный Интернет в сетях CDMA 2000» под редакцией В.Ю.Бабкова СПб. ИА «Энергомашиностроение» 2007

32. Г.З.Голант, К.Ю.Коломенский «Дополнительные услуги в сетях операторов сотовой связи.» // Мобильные системы. 2000. - № - 06. С.54-55

33. Г.З.Голант, К.Ю.Коломенский «Текущее состояние и перспективы цифровизации сетей NMT на основе технологии 1МТ-МС-450.» // Мобильные системы. 2002. - № - 08. С.38-43

34. Голант Г.З. «1МТ-МС-450 новое поколение мобильной связи в России». // Мобильный мир. - 2003. - спецвыпуск. - С.2-6.

35. Голант Г.З. «Полноценная сеть 3-го поколения на базе IMT-MC-450 опередит UMTS по крайней мере на год.» // ИнформКурьерСвязь. 2003. -№-1.-С.39-40.

36. Голант Г.З. « ЗАО «Дельта Телеком» первый оператор России, предоставляющий услуги связи третьего поколения.» // Мобильные системы. - 2003. - № - 02. С.04-08.

37. Г.З.Голант, К.Ю.Коломенский «Стадии подготовки и опыт ввода в эксплуатацию первой в России сети сотовой связи на основе технологии IMT-MC-450».// Мобильные системы. 2003. - № - 05. С. 16-23

38. Голант Г.З. «Неголосовые услуги в сети IMT-MC-450 Скайлинк: настоящее и будущее». // Мобильные телекоммуникации. 2003. - № -06. С.30-32.

39. Голант Г.З. «Преимущества технологии IMT-MC-450 и ее использование в сети Скайлинк.» // Мобильные телекоммуникации. -2004. № - 06. С.44-49.

40. Голант.Г.З. «В отношении развития сетей CDMA-450 происходят весьма заметные сдвиги» // Мобильные телекоммуникации. 2005. - № -02

41. Г.З.Голант, К.Ю.Коломенский Опыт внедрения технологии EV-DO (Sky Turbo) в сети Sky Link (С.-Петербург) // Мобильные системы. -2006.-№ -10. С. 18-25.

42. CDMA 450 Семинар Гонконг, декабрь 2004 года. «Бизнес модели, используемые в развитии сетей IMT-MC 450. Опыт Дельты Телеком: Запуск и коммерческое использование сетей IMT-MC 450 в СевероЗападном регионе России».

43. Симпозиум CDMA2000: Россия на пути к 3G и дальше. Москва, Октябрь 2004 года «Бизнес модели, используемые в развитии сетей IMT-MC 450. Опыт Дельты Телеком: Запуск и коммерческое использование сетей IMT-MC 450 в Санкт Петербурге».

44. Симпозиум Сети IMT-MC 450. Санкт-Петербург, Май 2004 года «Первые результаты коммерческого использования и перспективы развития сетей IMT-MC 450 в Санкт Петербурге». Форум UMTS.