Повышение эффективности проектирования цифровых систем подвижной технологической радиосвязи с кодовым разделением каналов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.12.13, кандидат технических наук Беляев, Геннадий Лазаревич

• Беляев, Геннадий Лазаревич
• кандидат технических наук
• 2004

Оглавление диссертации кандидат технических наук Беляев, Геннадий Лазаревич

Введение.

Глава 1.

АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СЕТЕЙ ПОДВИЖНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ РАДИОСВЯЗИ НА ПРИМЕРЕ ГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Состояние и пути совершенствования инфраструктуры ведомственной сети связи ОАО «Газпром».

1.2 Современное состояние методов проектирования сетей подвижной технологической радиосвязи.

1.2.1 Традиционные методы проектирования сетей подвижной технологической радиосвязи.

1.2.2 Анализ методов и моделей распространения радиоволн применяемых при проектировании сетей подвижной технологической радиосвязи.

1.2.3 Модели и методы расчета абонентской нагрузки в сетях подвижной радиосвязи.

1.3 Проблемы проектирования сетей подвижной технологической радиосвязи и пути их решения.

1.4 Пути совершенствования методики территориального проектирования сетей подвижной радиосвязи.

1.5 Интегрированный подход к проектированию сетей подвижной технологической радиосвязи. Постановка задачи исследования.

Глава 2.

МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ СЕТЕЙ ПОДВИЖНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СВЯЗИ С КОДОВЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ.

2.1 Отличительные особенности проектирования сетей подвижной технологической радиосвязи с кодовым разделением каналов.

2.1.1. Основные положения методики территориального проектирования сетей технологической подвижной радиосвязи

2.1.2 Территориальное проектирование сетей подвижной технологической радиосвязи кодовым разделением каналов.

2.1.3 Общие принципы проектирования сетей подвижной технологической радиосвязи

2.2 Сравнительный анализ методик расчета дальности двусторонней радиосвязи с подвижными абонентами.

2.2.1 Условия и область применения моделей основных потерь.

2.2.2 Пространственное описание трафика сетей подвижной связи

2.3 Проектирование сетей подвижной технологической. радиосвязи с кодовым разделением с использованием кластеризованного пространственного пуассоновского трафика пользователей.

2.3.1. Эластичность зоны покрытия.

2.3.2. Модель блокировки для фиксированного числа пользователей

2.3.3. Кластеризация зоны покрытия CDMA систем.

2.3.4 Зона покрытия CDMA-ячейки.

2.4 Проектирование сетей подвижной технологической радиосвязи с кодовым разделением каналов с использованием концепции узлов спроса.

2.4.1 Модели источников трафика сетей технологической подвижной связи на основе концепции узлов спроса.

2.4.2 Построение модели сетевого трафика с использованием концепции узлов спроса на примере предприятий газовой отрасли.

2.5 Алгоритмический подход к планированию сети на основе концепции узлов спроса.

2.6 Моделирование трафика основанного на узлах спроса.

2.7 Выводы.

Глава 3.

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ СЕТЕВОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МНОГОЗОНОВЫХ СЕТЕЙ ПОДВИЖНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ РАДИОСВЯЗИ С КОДОВЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ.

3.1 Сравнительный анализ систем плавной передачей управления ( soft handoff) в сетях подвижной технологической радиосвязи с кодовым разделением каналов.

3.1.1. Краткая характеристика систем плавной передачи управления.

3.2 Сравнительный анализ методик оценки эффективности способов плавной передачи управления ( soft handoff).

3.2.1 Неприоритетная схема плавной передачи управления.

3.2.2 Приоритетная схема плавной передачи управления.

3.2.3 Схема очередей вызовов плавной передачи управления.

3.2.4 Схема очередей исходящих вызовов и вызовов плавной передачи управления без прерывания обслуживания.

3.2.5 Схема очередей исходящих вызовов и вызовов плавной передачи управления с приоритетом, прерывающим обслуживание.

3.3 Зависимость зоны покрытия CDMA-систем с плавной передачей управления от ёмкости.

3.3.1 Соотношение для оценки вероятности блокировки.

3.3.2. Плавная передача управления.

3.3.3 Предельные соотношения для вероятности блокировки в многозоновых системах подвижной связи.

3.3.4 Зависимость зоны покрытия от емкости системы.

3.4 Методика расчета вероятности плавной передачи управления в многозоновых системах подвижной радиосвязи.

3.5 Выводы.

Глава 4.

ОЦЕНКА КАЧЕСТВЕННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДОСТОВЕРНОСТИ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ В МНОГОЗОНОВЫХ СЕТЯХ ПОДВИЖНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ РАДИОСВЯЗИ.

4.1 Методика оценки качества передачи информации в многозоновых сетях подвижной технологической радиосвязи газовой промышленности

4.1.1 Особенности многозоновых сетей подвижной технологической радиосвязи предприятий газовой отрасли.

4.1.2 Анализ погрешностей, возникающих в канале связи между двумя абонентами многозоновых сетей подвижной технологической радиосвязи.

4.2 Оценка качества передачи речевой информации в многозоновых сетях подвижной технологической радиосвязи.

4.2.1. Постановка задачи.

4.2.2. Влияние шумов квантования на качество передачи речи в межзоновых цифровых каналах.

4.2.3. Влияние шумов восстановления на качество передачи речи в цифровых межзоновых каналах.

4.2.4. Влияние компрессии цифрового сигнала на качество передачи речи в цифровых межзоновых каналах.

4.2.5. Оценка разборчивости речи.

4.3. Методика расчета числа радиочастотных каналов в многозоновых сетях подвижной технологической радиосвязи.

4.3.1 Методика расчета числа радиочастотных каналов в системах с одной зоной радиопокрытия и без выхода на УАТС.

4.3.2 Методика расчета числа радиочастотных каналов в системах с одной зоной радиопокрытия и выходом на УАТС.

4.3.3 Оценка допустимого числа радиоабонентов в зоне радиопокрытия при заданном фиксированном числе каналов между базовой станцией и АТС.

4.3.4 Оценка числа радиочастотных каналов в СПР при наличии нескольких зон радиопокрытия с выходом на УАТС через одну базовую станцию.

4.4 Выводы.

ГЛАВА 5.

РЕАЛИЗАЦИОННЫЕ ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СЕТЕЙ ПОДВИЖНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ РАДИОСВЯЗИ С КОДОВЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ КАНАЛОВ.

5.1 Технические требования к сети подвижной технологической радиосвязи стандарта IMT-MC.

5.1.1 Общие технические требования к сетям подвижной технологической радиосвязи газовой отрасли.

5.1.2 Подготовка исходных данных.

5.1.3 Расчет абонентской нагрузки на сеть.

5.1.4 Построение начального приближения.

5.2 Расчет пропускной способности опытного района. Анализ телефонной нагрузки, создаваемой на газотранспортном предприятии

5.2.1 Методика расчета информационного тяготения в корпоративной сети подвижной связи.

5.2.2 Расчет канальной емкости базовых станций.

5.2.3 Нагрузка службы передачи данных.

5.2.4 Нагрузка телефонной службы.

5.2.5 Расчет количества соединительных линий между коммутационным оборудованием и устройствами коммутации вторичных сетей.

5.3 Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности проектирования цифровых систем подвижной технологической радиосвязи с кодовым разделением каналов»

Сеть подвижной связи ОАО «Газпром» предназначена для предоставления звеньям управления производственно-технологическим комплексом служебной радиотелефонной связи с выходом в ведомственную телефонную сеть ОАО «Газпром», а также в телефонную сеть общего пользования через ведомственную телефонную сеть предприятия; обеспечения контроля и управления производственными процессами эксплуатации, ремонта, реконструкции и строительства промышленных объектов, предоставление оперативной связи в аварийных и чрезвычайных ситуациях; организации подвижной радиосвязи с мобильными абонентами вдоль магистральных газопроводов и газопроводов-отводов, передачи технологической информации, данных, сигналов телеуправления и телесигнализации.

В состав сети подвижной связи (СПС) ОАО «Газпром» входят сеть подвижной технологической радиосвязи и сеть общепроизводственной подвижной радиосвязи для управления и административно-хозяйственной деятельности.

Технологическая связь в ОАО «Газпром» является неотъемлемой составной частью системы управления технологией бурения, добычи, транспортировки, хранения и переработки газа. Она служит объединяющим звеном деятельности всех предприятий отрасли и оказывает значительное влияние на эффективность, техническую и экологическую безопасность Единой системы газоснабжения России

Кроме того, СПС ОАО «Газпром» может использоваться для передачи данных для автоматизированных систем управления технологическими процессами и систем линейной телемеханики; передачи данных для автоматизированных систем управления финансово-хозяйственной деятельностью предприятий.

Сеть технологической подвижной радиосвязи предназначена для организации диспетчерской и внутриобъектной подвижной радиосвязи для основного производственного персонала на линейной части газопроводов и газопроводов-отводов и промышленных площадках, не входит в состав ВСС РФ и не имеет выхода на сеть связи общего пользования.

Сеть подвижной связи должна поддерживать современные цифровые протоколы обмена по радиоканалу, а также сетевой протокол обмена ТСРЯР; предоставлять гибкие решения по организации подвижной радиосвязи для различных групп пользователей с необходимым качеством обслуживания (как для абонентов технологической сети связи, так и для абонентов общепроизводственной сети связи); обладать высокой помехоустойчивостью, а также иметь минимальное количество характеристик, оказывающих влияние на электромагнитную совместимость; минимизировать различного рода внутрисистемные помехи; минимизировать требования к частотно-территориальному планированию; иметь возможность управления излучаемой мощности как базового, так и абонентского оборудования; иметь возможность создания зоны обслуживания требуемой конфигурации; обеспечивать малое время соединения между абонентами для более высокой оперативности связи; обеспечивать возможность работы абонентских терминалов вне зоны покрытия базовых станций, т.е. в режиме прямой связи, что необходимо при пусконаладочных работах, кризисных и чрезвычайных ситуациях, одновременно станция должна находиться в режиме двойного наблюдения, чтобы иметь возможность вызовов по основной сети; обеспечивать возможность создания в одной системе виртуальных сетей для разных групп пользователей в одной физической системе, для того чтобы дать возможность абонентам разных виртуальных сетей действовать автономно друг от друга, пользуясь одним и тем же оборудованием инфраструктуры; иметь компоненты системы в мобильном исполнении, для возможности быстрой организации связи и взаимодействия различных служб при кризисных и чрезвычайных ситуациях.

В настоящее время для построения корпоративных сетей подвижной связи разработаны эффективные методы многостанционного доступа, например - МДКР (CDMA). Сети подвижной связи, использующие множественный доступ с кодовым разделением (CDMA) - новая, потенциально развивающаяся технология будущих подвижных систем связи. Сравнительная характеристика систем цифровой подвижной радиосвязи на базе узкополосных и широкополосных систем радиосвязи отдает предпочтение системам широкополосной подвижной радиосвязи на базе оборудования с кодовым разделением каналов (CDMA).

Однако, как известно, средний радиус зоны обслуживания базовых станций на основе цифровых стандартов многостанционного доступа с временным разделением каналов при прочих равных условиях приблизительно на 30% меньше, чем для систем аналоговой радиосвязи, поэтому вопросы повышения эффективности проектирования подобных систем весьма актуальны.

Планирование сети сотовой связи с кодовым разделением каналов существенно отличается от территориального планирования сетей с частотным и частотно-временным разделением каналов .

Использование группового сигнала для передачи нескольких сообщений имеет следствием то, что уровень внутрисистемной помехи зависит от числа активных абонентов. Одновременно передаваемые в групповом канале сообщения оказывают помеховое воздействие друг на друга, при этом необходимый уровень полезного сигнала на входе приемника должен возрастать при увеличении числа передаваемых сообщений (активных абонентов), что эквивалентно ухудшению чувствительности приемника. Мощность передатчика БС делится между служебными каналами и каналами прямого трафика пропорционально потерям на трассах распространения радиоволн активных абонентов. Эти особенности системы многостанционного доступа с кодовым разделением каналов не позволяют непосредственно использовать мощности передатчиков и чувствительности приемников базовой и мобильной радиостанций для расчета дальности связи в сети подвижной связи.

Создание сетей подвижной связи третьего поколения требует разработки не только новой техники широкополосной передачи с кодовым разделением каналов, но и новых методов проектирования структуры сети. В настоящее время проектирование сетей подвижной связи сосредоточено, в основном, на решении радиотехнических задач, к которым относятся выбор расположения ячеек, частотное планирование, проектирование антенн, вопросы электромагнитной совместимости и др.

При этом не всегда принимаются во внимание особенности распределения нагрузки, рассматриваемые в теории телетрафика

Главное отличие подхода, развиваемого в теории телетрафика, от традиционного территориального подхода состоит в том, что при традиционном подходе рассматриваются задачи покрытия сотами заданной территории, а в теории телетрафика - задачи обслуживания абонентов с заданным качеством {требуемый уровень QoS).

Несколько факторов влияния на изменения зоны покрытия: характеристики распространения сигнала на местности, динамическое управление мощностью, требуемый уровень QoS, распределение пользователей в пространстве и соответствующее временное влияние на интенсивность трафика. У пользователей находящихся на границе зоны обслуживания может ухудшаться качество связи, что может привести к потере сигнала. Тем не менее, зону покрытия и пропускную способность ячейки необходимо планировать таким способом, чтобы обрабатывались все звонки.

Кроме того, процесс передачи подвижного абонента от одной базовой станции к другой происходит не в момент пересечения воображаемой границы между сотами, проведенной на карте. Фактически передача происходит в момент получения заданного соотношения между уровнями сигналов, принимаемых от нескольких рассматриваемых базовых станций, а это соотношение зависит от многих случайных процессов. Поэтому формы сот могут представлять не правильные геометрические фигуры, а элементы мозаики случайного вида.

В силу указанных причин для описания распределения абонентов удобно воспользоваться пространственными вероятностными процессами, которые интенсивно исследуются в последние годы.

Важным для нового подхода является понятие узел потребности, под которым понимают центр круговой диаграммы с определенным уровнем поступающей нагрузки (т. е. числом вызовов в единицу времени). Из этого определения вытекает, что узлы потребности, располагаются плотнее в зонах с большей нагрузкой и реже в зонах малой нагрузки. Понятие узла потребности позволяет ввести дискретное описание нагрузки в пространстве.

Одной из важных характеристик телефонной нагрузки системы подвижной радиосвязи является пространственное расположение узлов нагрузки, а современный подход к проектированию сетей подвижной технологической радиосвязи должен быть основан на теоретическом исследовании пространственных случайных процессов. Его задачей является исследование математических методов и алгоритмов моделирования и описания подобных процессов.

Таким образом, исходя из теории телетрафика, проектирование сети подвижной связи должно включать измерения в реальных сетях с целью изучения нагрузки, описания процессов поступления нагрузки и их использование для расчетов характеристик системы. Проектирование сети должно быть ориентировано на предъявляемые требования по гарантированному качеству связи и должно начинаться с анализа ограничений. Именно с этой точки зрения полезной является картина распределения узлов потребности, на основе которой удобно выбирать структуру распределения базовых станций и других сооружений сети подвижной связи, обеспечивающую максимальную производительность.

В соответствии с изложенным объектом исследования диссертационной работы являются цифровые сети подвижной радиосвязи с кодовым разделением сигналов газодобывающей, газотранспортной и газоперерабатывающей отрасли.

Предметом исследования является задача разработки методик и алгоритмов проектирования цифровых радиосетей с кодовым разделением с учетом специфики организации подвижной технологической связи на предприятиях газовой отрасли.

Исходя из этого, целью исследований, проводимых ниже, является совершенствование методологии и автоматизация проектирования сетей подвижной цифровой технологической радиосвязи с кодовым разделением каналов с учетом специфики предприятий газовой отрасли

Сложность достижения поставленной цели заключается в недостаточности опыта проектирования и эксплуатации подобных цифровых сетей подвижной радиосвязи.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить ряд теоретических и практических задач, важнейшими из которых являются:

- разработка теоретических основ проектирования сетей подвижной связи с кодовым разделением с использованием кластеризованного пространственного пуассоновского и не пуассоновского трафика пользователей с учетом специфики технологии газовой отрасли и действующих документов, регламентирующих проектные работы АО Газпром;

- разработка методики оценки и определение путей повышения эффективности проектирования многозоновых сетей подвижной технологической связи при использовании систем плавной передачи управления;

- разработка методики оценки качественных показателей достоверности передачи информации в многозоновых сетях технологической подвижной радиосвязи;

- разработка программного обеспечения и рекомендаций по повышению эффективности проектирования цифровых сетей технологической подвижной радиосвязи в условиях газодобывающих, газотранспортных и газоперерабатывающих предприятий.

Методы исследования. При решении задач диссертации были использованы: элементы теории массового обслуживания и принятия решений, методы математического и имитационного моделирования на ЭВМ, теория распространения радиоволн, теории вероятностей и математической статистики.

Научная новизна диссертации состоит в разработке методик, моделей и алгоритмов обеспечения комплекса проектных работ при создании цифровых сетей подвижной радиосвязи с кодовым разделением каналов с учетом особенностей построения технологической связи газовой отрасли.

В частности, разработаны новые:

- методика проектирования сетей подвижной связи с кодовым разделением с использованием пространственного распределения абонентов по обслуживаемой территории на основе концепции узлов спроса по критерию заданного качества обслуживания с учетом специфики технологии газовой отрасли и действующих документов, регламентирующих проектные работы ОАО «Газпром»;

- алгоритмы оценки и пути повышения эффективности проектирования многозоновых сетей подвижной технологической связи с кодовым разделением при использовании систем плавной передачи управления;

- методики оценки качественных показателей достоверности передачи речевой информации в многозоновых сетях технологической подвижной радиосвязи с различными способами организации межзоновых каналов связи;

- алгоритмы, позволяющие адаптировать автоматизированный комплекс выбора местоположения базовых станций к особенностям сетевого трафика и технологического цикла предприятий газовой отрасли

- программное обеспечение и рекомендации по повышению эффективности проектирования цифровых сетей технологической подвижной радиосвязи в условиях газодобывающих и газоперерабатывающих предприятий.

Проведенные исследования позволяют:

- осуществлять построение сетей подвижной радиосвязи во всех диапазонах частот, присвоенных ОАО Газпром, специфики распространения радиоволн с учетом структуры местности и распределения трафика, в условиях газодобывающих и газоперерабатывающих .предприятий;

- автоматизировать наиболее сложные этапы проектирования расстановку базовых станций и оптимизацию зон покрытия территории при развертывании систем подвижной технологической связи кодовым разделением каналов газовых предприятий с исходя из критерия гарантированного качества связи.

Основные научные и практические результаты докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях, проводимых различными организациями, в том числе на:

• Международном семинаре «Европейское сотрудничество в мобильной персональной связи», Москва , 2003;

• 6-й Международной конференции «Внедрение современных технологий в ведомственных и корпоративных сетях связи»

• Международной конференции «Развитие мобильной связи в России» в рамках 7-го бизнес-форума « Мобильные системы связи», Москва 2002

• 3-ей Международной научно-технической конференции. «Перспективы развития телевидения, вещания и телекоммуникационных услуг, Москва, 2001;

• 6-м бизнес-форуме « Мобильные системы связи», Москва 2001;

• IV специализированной выставке-семинаре «Компьютерные и телекоммуникационные технологии», Смоленск, 2001;

• международном конгрессе «Развитие телекоммуникаций и построение информационного общества в странах СНГ», Санкт-Петербург, 2001;

• 4-м Бизнес - Форуме «Мобильные системы 99» Москва, 1999;

• «Бизнес - семинаре «Транкинговая радиосвязь: проектирование и эксплуатация региональных и муниципальных сетей связи», Москва. НИИР, 1998

Заключение диссертации по теме «Системы, сети и устройства телекоммуникаций», Беляев, Геннадий Лазаревич

5.3 Выводы

1. На примере организации подвижной технологической связи гипотетического участка газотранспортного предприятия на оборудовании IMT-MC-450 стандарта IMT-MC сформулированы технические требования к сети подвижной связи с кодовым разделением каналов.

2. Рассмотрена подготовка исходных данных, включая выбор оборудования сети, расчет абонентской нагрузки на сеть, определение мощности пилотного канала. Показано, что даже незначительная ошибка в анализе трафика (заниженные данные) и в определении количества абонентов находящихся в зоне обслуживания, приводит к существенному ухудшению качества обслуживания.

3. Произведен расчет пропускной способности опытного района на основе анализ телефонной нагрузки, создаваемой на газоперерабатывающем предприятии.

4. Предложена методика расчета информационного тяготения в сети подвижной технологической радиосвязи, позволяющая сформировать матрицы информационного тяготения. Осуществлено прогнозирование ожидаемых интенсивностей нагрузки в направлениях связи при развитии СПС и внедрении новых служб связи, и, в дальнейшем, с одной стороны оправдать вложенные средства, а с другой - обеспечить выполнение предъявляемых системой управления требований к системе информационного обмена.

5. На основе полученных аналитических соотношений, номограмм и таблиц, показано, что требуемое качество обслуживания определяется вероятностью потерь (Рвл) и которое не должно быть более 2%. Данные потери необходимо распределить по фазам установления соединения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Для достижения поставленных в диссертационной работе цели и задач был проведен комплекс исследований, в ходе которых получены следующие основные результаты:

1. На основе анализа существующих методик, впервые поставлена и решена задача разработки интегрированной методики проектирования сетей подвижной технологической радиосвязи, с учетом концепции узлов спроса, учитывающая наиболее значимые факторы, в том числе специфику технологической работы служб газовой отрасли.

2. Показано, что проектирование сети подвижной связи должно включать измерения нагрузки в условиях реального технологического цикла с целью получения картины распределения узлов потребности, на основе которой удобно выбирать структуру распределения базовых станций и других сооружений сети подвижной связи, обеспечивающую максимальную производительность. Проведенные исследования видов и характера технологической связи позволили определить параметры моделей трафика учитывающие особенности газодобывающих, газотранспортных и газоперерабатывающих предприятиях.

3. С целью получения реальной картины распространения трафика на предприятиях газовой отрасли разработаны математические модели пространственного трафика в зоне действия базовых станций, на основе пространственно временных пуассоновских, а также фрактальных процессов учитывающие инфраструктуру и характер технологических процессов предприятий газовой отрасли.

4. Разработано математическое обеспечение и реализован алгоритм, определяющий оптимальное соотношение «зона охвата — пропускная способность» на базе концепции узлов спроса, при произвольном распределении пользователей. Разработан алгоритм, позволяющий оценить положение БС и зону охвата при минимизации процента не обслуживаемых пользователей. Предложенная методика реализована в виде программного обеспечения разработанного при участии автора диссертации.

5. Предложено для моделирования нагрузочной матрицы воспользоваться двухмерным фрактальным броуновским движением. Показано, что модели ДФБД позволяют более адекватно, чем пространственные пуассоновские процессы учитывают специфику корпоративного характера трафика.

6. Предложена методика расчета вероятности плавной передачи управления в многозоновых системах подвижной технологической связи с кодовым разделением каналов. Показано, что использование алгоритмов «мягкого» переключения каналов управления позволяет увеличить зону охвата и пропускную способность СПС.

7. Разработана методика расчета качества каналов цифровой подвижной радиосвязи, отличающаяся от существующих универсальностью, обеспечивающая более высокую точность расчетов и повышающая эффективность использования радиочастотного спектра средствами подвижной технологической радиосвязи.

8. Показано, что анализ качества передачи информации в многозоновых системах радиосвязи с межзоновыми каналами связи сводится к оценке ОСШъ, определяющего величину суммарных погрешностей в тракте «передача - прием». При оценке качества передачи речи в многозоновых СПС с межзоновыми каналами связи (BOJIC, кабельные линии связи, радиорелейные линии связи) погрешности складываются из погрешности квантования, дискретизации, восстановления, зависят от числа межзоновых каналов связи при организации роуминга и погрешностей в каждом межзоновом канале. Предложены аналитические соотношения и численные алгоритмы для оценки качества передачи речевой информации в многозоновых сетях подвижной технологической радиосвязи.

9. Комплексное использование полученных в работе методик и алгоритмов позволяет осуществлять построение сетей подвижной технологической радиосвязи с кодовым разделением каналов с учетом особенностей морфоструктуры местности, специфики распространения радиоволн, особенностей технологии газодобывающих, газотранспортных и газоперерабатывающих предприятий.

Разработанные в диссертации рекомендации по повышению эффективности проектирования цифровых систем подвижной технологической радиосвязи использованы при разработке схемы организации связи ООО «Астраханьгазпром» ОАО «Газпром».

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Беляев, Геннадий Лазаревич, 2004 год

1. CDMA: прошлое, настоящее, будущее. / Под ред. проф. Л.Е.Варакина и проф. Ю.С. Шинакова Москва: MAC, 2003.- 608 с.

2. Связь с подвижными объектами в диапазоне СВЧ (под ред. У. Джейкса) М., "Связь", 1979 г.

3. ITU-R Р.370-7. VHF and UHF propagation curves for the frequency range from 30 MHz to 1000 MHz. Кривые распространения ОВЧ и УВЧ для диапазона частот от 30 МГц до 1000 МГц.

4. Бабков В.Ю., Вознюк М.А., Никитин А.Н., Сивере М.А. Системы связи с кодовым разделением каналов. СПб.: ГУТ, 1999

5. Viterbi A.J. CDMA principles of spread spectrum communication. Singapore, Addison-Wesley, 1995

6. Варакин JI.E. Системы связи с шумоподобными сигналами. М. Радио и связь, 1985г.

7. Viterbi A.J., Viterbi A.M. Other-cell interference in cellular power-controlled CDMA//IEEE Trans. Commun.-1994.-vol.42,-Febr./March/Apr.

8. Шнепс М.А. Системы распределения информации. Методы расчета: Справочное пособие. М.: Связь, 1979.

9. Основные положения развития Взаимоувязанной сети связи на перспективу до 2005 года. Руководящий документ. Книга 5.

10. Основные положения развития сетей подвижной связи. М.: НТУОТ Минсвязи России, 1996.

11. Lee W.C. Y. Mobile cellular telecommunications systems. Howard W. Sam's & Co., 1989.

12. Masaharu Hata. Empirical formula for propagation loss in land mobile radio services// IEE Tr. VT-29. №3. - 1980. - P. 317-144.

13. Лившиц B.C., Пшеничников А.П., Харкевич А.Д. Теория телетрафика . М.: Связь, 1979. - 224 с.

14. ETSI Recommendation ETS 300 527, Handover procedures (GSM 03.09)", February 1995.

15. Venugopal V. Veeralli. The Coverage Capacity Tradeoff in Cellular CDMA Systems. Senior Member, IEEE, Andrew Sendonaris, Student Member, IEEE. 1999.

16. Marie-Ange Remiche , Kenji Leibnitz. Adaptive Soft-Handoff Thresholds for CDMA Systems with Spatial Traffic. University of

17. W.urzburg Institute of Computer Science. Research Report Series Report No. 212 October 1998.

18. Phuoc Tran-Gia . Kenji Leibnitz. Teletraffic Models and Planning inWireless IP Networks. University of W.urzburg, Dept. of Computer Science Am Hubland, 97074W.urzburg Germany.

19. Daniel Wong, Soft Handoffs in CDMA Mobile Systems, Stanford University

20. Veeravalli ., Sendonaris V. A., Jain N., CDMA coverage, capacity and pole capacity. In Proc. of the IEEE/VTS 47th Vehicular Technology Conf., Phoenix, USA. 1997.

21. Gamst A., Zirm E.-G., Beck R., Simon R. Cellular radio network planning. IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine (1), 8—11. 1986.

22. Faruque, S. Cellular Mobile Systems Engineering. Norwood, MA: Artech House Publishers .1996

23. Cheung, J. C. S., Beach M. A., McGeehan J. P. . Network planning for third-generation mobile radio systems. IEEE Communications Magazine 32(11), 54-59.1994

24. Cheung, J. C. S., M. A. Beach, J. P. McGeehan . Network planning for third-generation mobile radio systems. IEEE Communications Magazine 32(11), 54-59.1994.

25. Tutschku, K., N. Gerlich, P. Tran-Gia. An integrated approach to cellular network planning. In Proc. of the 7th Int. Network Planning Symposium (Networks 96). 1996.

26. Tutschku, К., K. Leibnitz, P. Tran-Gia . ICEPT -An integrated cellular network planning tool. In Proc. of the IEEE/VTS 47th Vehicular Technology Conf., Phoenix. USA. 1997.

27. Tutschku, К., T. Leskien, P. Tran-Gia Traffic estimation and characterization for the design of mobile communication networks. Research Report Nr. 171, University of Wurzburg, Institute of Computer Science. 1997.

28. Hong D. Rappaport S.S. Traffic model and performance analysis for cellular mobile radio telephone systems with prioritized and nonprioritized handoff procedures. IEEE Transactions on Vehicular Technology, VT-35(3):77-92, August 1986.

29. El-Dolil A., Wong W.-C. Steele R. Teletraffic performance of highway micro-cells with overlay macrocell. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 7(l):71-78, January 1989.

30. Leung K.K., Massey W.A. Whitt W. Traffic models for wireless communication networks. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 12(8):1353-1364, October 1994.

31. Chlebus E. Analytical grade of service evaluation in cellular mobile systems with respect to subscribers' velocity distribution. In Proc. 8th Australian Teletraffic Research Seminar, p.p. 90-101, 1993.

32. Foschini G.J., Gopinath B. Miljanic Z. Channel cost of mobility. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 42(4):414-424, November1993.

33. Gudmundson M. Analysis of handover algorithms, Proc. IEEE VTC '91, pp. 537-542, May 1991.

34. Kapoor V, Edwards G., Snkar R., Handoff criteria for personal communication networks, Proc. IEEE1CC '94. pp. 1297-1301, May1994.

35. Pollini G. P., Trends in handover design, IEEE Commun. Magazine, pp. 82-90, March 1996.

36. Tripathi N. D, Reed J. H., Vanlandingham H. F., Handoff in Cellular Systems, IEEE Personal Commun., December 1998.

37. Hong D. Rappaport S. S., Traffic model and performance analysis for cellular mobile radio telephone systems with prioritized and nonprioritized handoff procedures, IEEE Trans. Veh. Technol., Vol. VT-35, No. 3, pp. 448 -461, August 1986.

38. El-Dolil S. A., Wong W. C., Steele R., Teletraffic performance of highway microcells with overlay macrocell, IEEE J. Select. Areas in Commun., Vol. 7, No. 1, pp. 71-78, January 1989.

39. Steele R. Nofal M. Teletraffic performance of microcellular personal communication networks, IEE PROCEEDINGS-1, Vol. 139, No. 4, August 1992.

40. Xie H. Kuek S., Priority handoff analysis, Proc. IEEE VTC '93, pp. 855-858, 1993.

41. Zeng Q-A., Mukumoto K., Fukuda A., Performance analysis of mobile cellular radio systems with two-level priority reservation handoff procedure, IEICE Trans. Commun., Vol. E80-B, No. 4, pp. 598-604, April 1997.

42. Tekinay S. Jabbari В., A measurement-based prioritization scheme for handovers in mobile cellular networks, IEEE J. Select. Areas in Commun., Vol. 10, No. 8, Oct. 1992.

43. Zeng Q-A, Mukumoto K., Fukuda A., Performance analysis of mobile cellular radio systems with priority reservation handoff procedures, Proc. IEEE VTC '94, Vol. 3, pp. 1829-1833,

44. Cooper R. В., Introduction to Queueing Theory, 2nd ed. New York: Elsevier North Holland, 1981.

45. Wells J. D., Cellular system design using the expansion cell layout method, IEEE Trans. Veh. Technol. Vol. VT-33, May 1984.

46. Akimaru H. Cooper R. В., Teletraffic Engineering. Ohm, 1985.

47. Zeng Q-A Agrawal D. P., Performance analysis of a handoff scheme in integrated voice/data wireless networks, Proc. IEEE VTC 2000 Fall, Vol. 4, pp. 1986-1992, September 2000.

48. Бабков В.Ю и др. Сети мобильной связи. Частотно-территориальное планирование, СПбГУТ, СПб, 2000 г.

49. Основные положения развития Взаимоувязанной сети связи Российской Федерации на перспективу до 2005 года. Государственная комиссия по электросвязи при Министерстве связи Российской Федерации. Москва, 1996.

50. Методика частотно-территориального планирования сетей подвижной и стационарной радиосвязи метрового и дециметрового диапазонов. -М.: ГИЭ Мин. Связи СССР, 1989.

51. Проект Федерального закона «О внесении изменений и дополнений в Федеральный закон от 16 февраля 1995 года №15-ФЗ «О связи».

52. Концепция построения цифровой сети подвижной радиосвязи ОАО «Газпром». Отчет о научно-исследовательской работе, 1 этап. ДОАО «Гипрогазцентр», 2002. Инв. № 5949.

53. Концепция построения цифровой сети подвижной радиосвязи ОАО «Газпром». Основные технические требования к построению сети подвижной радиосвязи ОАО «Газпром», 2 этап. ДОАО «Гипрогазцентр», 2002. Инв. № 6357.

54. Тихвинский В.О. Сети подвижной связи третьего поколения. Экономические и технические аспекты развития в России, М.: «Радио и связь», 2001.

55. Zorzi М, Rao R.R., Milstein L.B., On the accuracy of a first-order Markov model for data block transmission on fading channels, in Proc, IEEE ICUPC'95, pp. 211-215, Nov. 1995.

56. Zorzi M, Rao R.R., Milstein L.B., ARQ error control on fading mobile radio channels, IEEE Trans. Veh. Tech., vol. 46, pp. 445-455, May 1997.

57. Zorzi M, Rao R.R., On the Statistics of Block Errors in Bursty Channels, IEEE Trans. Comm., vol. 45, pp.660-667.Jun.1997.

58. Zorzi M, Rao R.R., Energy constrained error control for wireless channels, IEEE Personal Communications Magazine, vol. 4, pp. 27-33, Dec. 1997.

59. Zorzi M, Outage and Error Events in Bursty Channels, IEEE Trans. Comm., vol. 46, pp. 349-356, Mar. 1998.

60. Беляев Г.Л Пространственное описание трафика мобильных сетей связи стр. В книге Шелухин О.И., Тенякшев AM., Осин А.В. «Фрактальные процессы в телекоммуникациях. Из-во Радиотехника» 2003. 480 с.

61. Беляев Г.Л. Оптимизационный подход к проектированию, системной интеграции и строительству систем мобильной радиосвязи. Сб. докладов 3-го Международного Форума «Профессиональная мобильная радиосвязь». Москва, 2001, стр. 103108.

62. Беляев Г.Л. Проектные методы ускорения внедрения технологий 3G и 4G. Сб. докладов Международного семинара «Европейское сотрудничество в мобильной персональной связи» стр. 176-179.

63. Беляев Г.Л.Энергетическая оптимизация мобильных систем связи с кодовым разделением каналов. Сб. докладов на международных конференциях МГУ С в 2003 г. «Научные исследования в области передовых технологий». 2003 г. Стр.74-77.

64. Беляев Г.Л., Писарев О.В., Новиков Н.В. Подвижная связь ОАО «Газпром». Стратегия и перспективы развития. Мир связи Connect, № 11, 1999, стр.58-61.

65. Антипенко А.Г., Беляев Г.Л., Меженин С.Ю. ,Писарев О.В Системный подход к проектированию ведомственной сети связи ОАО «Газпром». Мир связи Connect, № 1, 1999, стр. 3-5.

66. Беляев Г.Л., Писарев О.В., Новиков Н.В. Совершенствование инфраструктуры ведомственной сети связи ОАО «Газпром». Сб. докладов 4-го Бизнес-Форума «Мобильные системы 99» Москва, 2226 марта 1999, стр. 158-165.

67. Беляев Г.Л., Писарев О.В. Перспектива развития комплексной сети связи ОАО «Газпром». Сб. докладов « Бизнес-семинара «Транкинговая радиосвязь: проектирование и эксплуатация региональных и муниципальных сетей связи», Москва. НИИР, 1998, стр. 113-117.

68. Беляев Г.Л. Уменьшение стоимости строительства систем автоматической радиотелефонной связи. Сб. докладов Международной конференции «Развитие мобильной связи в России» в рамках 7-го бизнес-форума « Мобильные системы связи», Москва 2002, стр. 151-156.

69. Беляев Г.Л., Мокшанов Ю.К., Овчинников В.В. Проектирование телекоммуникационной инфраструктуры Отраслевой интегрированной информационно-управляющей системы ОАО «Газпром». Мир связи Connect, № 7-8, 1998, стр.42-47.

70. Чупикин В.П., Беляев Г.Л., Писарев О.В. Ведомственная сеть связи. «Газовая промышленность» № 12, 1997, стр. 7-8.

71. Беляев Г.Л. Перспективы развития систем транкинговой связи ОАО «Газпром». Сб. докладов: 6-го бизнес форума « Мобильные системы связи», Москва 2001, стр. 169-176.

72. Антипенко А.Г., Беляев Г.Л., Меженин С.Ю., Писарев О.В Анализ устойчивости ведомственной сети связи ОАО «Газпром». Мир связи Connect, № 7, 1999, стр. 43-47

73. Антипенко А.Г., Беляев Г.Л., Меженин С.Ю., Писарев О.В О проектировании-' систем тактовой синхронизации Ведомственнойсети связи ОАО «Газпром». Мир связи Connect, № 7, 1999, стр.4750.

74. Беляев Г.Л., Давыдов А.В., Введенский В.Н., Диалоговая система расчета цифровых РРЛ. Мир связи Connect, № 7, 1999, стр.89-90.

75. Беляев Г.Л., Меркулов С.А., Мокшанов Ю.К., Иванов П.И. Ведомственная система автоматизированной телефонной связи ОАО «Газпром». Текущее положение и перспективы развития . Мир связи Connect, № 9, 1998, стр.7-9.

76. Чупикин В.П., Беляев Г.Л., Меркулов С.А. Единая ведомственная сеть передачи данных РАО «Газпром». Ротапринт ИРЦ Газпром, 1997 стр. 50-59.

77. Ипатов В.П. Системы мобильной связи. Учебное пособие для вузов.-М.: Горячая линия-Телеком, 2003. -272 с.

78. Градштейн И.С., Рыжик И.М. Таблицы интегралов, сумм, рядов и произведений. М.: Физматгиз, 1962. - 1041 с.

79. Шелухин О.И., Тенякшев AM., Осин А.В. «Фрактальные процессы в телекоммуникациях». Из-во Радиотехника. 2003. 450 с.

80. Роенков Д.Н. Автоматизированная методика расчета трассы радиосвязи «Rados». Материалы конференции «Компьютерные технологии, коммуникации, численные методы и математическое моделирование» СПб.: СПбГТУ, 2001.til of1. На правах рукописи

81. Московский Государственный Университет Сервиса (МГУ С)1. БЕЛЯЕВ ГЕННАДИЙ ЛАЗАРЕВИЧ

82. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЦИФРОВЫХ СИСТЕМ

83. ПОДВИЖНОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ РАДИОСВЯЗИ С КОДОВЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ1. КАНАЛОВ

84. Специальность 05.12.13-«Системы, сети и устройства телекоммуникаций»диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

85. Научный руководитель: Заслуженный деятель науки РФ

86. Д.т.н., профессор Шелухин О.И.