Базалық станцияның ішкі жүйесі

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 13 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасы Білім және Ғылым Министрлігі
Академик Е.А.Бөкетов атындағы Қарағанды университеті
Физика-техникалық факультеті
Радиофизика және электроника кафедрасы

Пән: Сымсыз байланыс технологиялары
Тақырыбы: Базалық станцияның байланыс қашықтығын есептеу
(№5 нұсқа)

КУРСТЫҚ ЖҰМЫС
6В06201-Радиотехника, электроника және телекомуникациялар мамандығы

Тексерді: аға оқытушы У.С.Кубаева
Орындады: РТК-312 тобының студенті Н.М.Жарқынбек

Қарағанды-2021
Мазмұны

Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..3
1 Теориялық мәліметтер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
1.1GSM ұялы жүйесінің құрылым ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 4
1.2 Базалық станцияның ішкі жүйесі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... .5
1.3 Базалық станцияның қызмет көрсету аймағы ... ... ... ... ... ... ... .6
2 Есептеу бөлімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 9
2.1 Сарыағаш ауданы туралы жалпы мәліметтер ... ... ... ... ... ...9
2.2Қамту аймағының радиусын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ..9
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .14
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ...15
Қосымша-1 ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 16

Кіріспе

Қазіргі әлемде ұялы радиотелефон желілері ең қарқынды дамып келеді. Ұялы желі олардың негізгі тірегі болып табылады. Ұялы байланыс жүйесі радиобайланыстың кең аумақтарын қамтамасыз ететін ұяшықтар жиынтығы түрінде салынған. Осы ұяшықтардың әрқайсысының ортасында радиотаратқыш - базалық станция орналасқан, оның өз контроллері бар. Бұл ұяшықтар қабаттасып, қабаттасып, кейін желіні құрайды. Тегіс идеалды бетке қараған кезде базалық станцияның қамту аймағы белгілі бір радиустағы шеңбер болып табылады. Жалпы радиобайланыстағы базалық станция -- соңғы абоненттік құрылғылар тобына орталықтандырылған қызмет көрсетуді жүзеге асыратын қабылдау-тарату аппаратурасының жүйелік кешені. Мысалы, жердегі шағын көлемді мобильді рациялармен байланысты ұйымдастырған кезде стационарлық антенна және қалған шығыс қуатына қарағанда жоғары радиостанция орнатылады.
Базалық станциялар мен ұялы телефон аппараттары ұялы желінің маңызды құрамдас бөлігі болып саналады. Ұялы телефон қосылғанда, ол БС сигналын алып, таратылымды тыңдай бастайды. Содан кейін телефон өзінің жеке сәйкестендіру кодын жібере бастайды. Ұялы телефон мен станция пакеттермен алмасып, үнемі өзара байланысты сақтайды. Мұндай желілердің абоненттері жоғары сапалы дауыстық хабарламалармен, радиотелефондардың шағын өлшемдерімен, желіге заңсыз енуден қорғаумен және қауіпсіздікпен қамтамасыз етілген.
Базалық станциялар арнайы салынған мұнараларға немесе діңгектерге орналастырылады. Дегенмен, қала құрылысы жағдайында арнайы құрылымды салу үшін орын табу қиын. Сондықтан базалық станциялар көпқабатты үйлердің төбесінде орнатылады немесе жылжымалы мобильді станцияларды пайдаланады .Пайдаланушылар санының артуына байланысты қызмет көрсетілмейтін жерлерде де, ұялы байланыс дамыған 6 аймақта да жаңа базалық станцияларды іске қосу қажет. Соңғысы жазылушылардың тығыздығы артқанда және ақаулардың белгіленген пайызы бар арналардың саны абоненттердің қалыпты қызметіне төтеп бере алмайтын кезде қажет. Нәтижесінде, олар базалық станцияның ұяшықтарына трансиверлерді қосу немесе жаңа станцияларды орнату арқылы арналарды ұлғайтуға жүгінеді. Абонент үшін бәсекелестік жағдайында ұялы байланыс операторлары жаңа қызметтерді енгізіп, көптеген елді мекендер мен көлік магистральдарын үздіксіз жоғары сапалы байланыспен қамтамасыз етуге тырысуда.[1] Негізгі мақсат - бұл елді мекенді оның бүкіл аумағында үздіксіз мобильді байланыспен қамтамасыз ету, сонымен қатар қажетті телефон жүктемесі, сигналдың берілген қатынасы және БС қабылдағышының кіреберісіндегі сигналдың ең аз рұқсат етілген деңгейі сияқты параметрлерді орындау.

1 Теориялық бөлімі

1.1 GSM ұялы жүйесінің құрылым

1960 жылдары алғашқы маршруттық және автоматты коммутациялық жер үсті ұялы байланыс жүйелері әзірленіп, қолданысқа енгізілді. Бұл жүйелерде мобильді абоненттерді тіркелген телефон желісіне қосу функцияларын бір базалық станция орындады. Бірақ ұялы байланыс желілерін одан әрі дамыту процесінде бұл жүйелер тиімсіз болып шықты, өйткені жоғары сапалы байланыс базадан мобильді станцияға дейінгі қашықтыққа қатты тәуелді болды және қосылған мобильді станциялардың саны шектеулі болды. GSM ұялы байланыс желісін құрудың заманауи құрылымдық схемасы 1-суретте көрсетілген. GSM желісін ішкі ұйымдастыруда бірнеше негізгі ішкі жүйелерді бөліп көрсетуге болады:
-MS (Mobile Station) - жылжымалы немесе абоненттік станциялар;
-BSS (Base Station Subsystem) - базалық станцияның ішкі жүйесі;
-NMS(Network Management Center) желісін басқару орталығы;
-NSS (Network and Switching Subsystem) - коммутацияның ішкі жүйесі.

1-сурет. GSM желісін құрудың құрылымдық диаграммасы

Хабарламаларды жіберу кезінде мобильді станцияның таратқыш қуатын адаптивті басқару қамтамасыз етіледі, ол қажетті байланыс сапасын қамтамасыз етеді. MT (Mobile Termination) - функционалдық жағынан аяқталған жылжымалы станция. Ол желілік терминалды және терминалдық жабдықты (ұялы телефон) қамтиды. Сөйлеуді және әртүрлі компьютерлік деректерді беруге мүмкіндік береді. Радио интерфейсі арқылы базалық станцияның ішкі жүйесімен байланысады. NSS коммутация функцияларын қамтамасыз етеді және деректер қорын қамтиды. Оның көмегімен сіз абоненттердің ұтқырлығын басқара аласыз және байланыс қауіпсіздігін қамтамасыз ете аласыз. Коммутациялық ішкі жүйенің негізгі қызметі - абоненттердің өзара және тіркелген желілердің абоненттерімен байланыс процестерін басқару. Коммутацияның ішкі жүйесі жылжымалы коммутация орталығынан - MSC (Mobile Switching Center) тұрады.

1.2 Базалық станцияның ішкі жүйесі

BSS екі компонентті қамтиды, мысалы:
1. BTS (Base Transceiver Station) - негізгі қабылдағыш станциялар. Олар сәйкес ұяшықтарда орналасады және радиоарналар арқылы радиоинтерфейсті пайдалана отырып, ұяшық ішіндегі жылжымалы станциялармен радиобайланысты жүзеге асыруға мүмкіндік береді.Базалық қабылдағыш станциясы коммутация шиналары, базалық станция құрылғыларының бөлігі ретінде орналасқан цифрлық процессорларды қамтиды және трансиверлердің жинақтары. Барлық қажетті жоғары жиілікті жабдықтар, құрылғылар және қуат көздері құрылымдық түрде дербес[2]. BTS көлденең сәуленің ені бар бағытталған антенналарды пайдаланады және көп бағытты дөңгелек антенналар да қолданылады. Сонымен қатар, базалық қабылдағыш станциясының жабдықтары диагностикалық құрылғыларды қамтиды
2. BSC (Base Station Controller) - базалық станция контроллері, әдетте бірнеше BTS-ті басқарады. Контроллер негізгі қабылдағыш станцияларды басқаруды қамтамасыз етеді және барлық BTS қондырғыларының денсаулығын бақылайды. Атап айтқанда, базалық станция контроллері мобильді коммутация орталығы мен BTS арасындағы радио интерфейстерді, сондай-ақ тапсыру процедураларын басқарады. Базалық станция контроллерінің негізгі функциялары: таратуды басқару радиоарналар, қосылымдарды бақылайды және олардың ретін реттейді, сигналдарды модуляциялауды және демодуляциялауды, хабарламаларды кодтауды және декодтауды қамтамасыз етеді, хабарламалардың реттілігін анықтайды. Мобильді желілерде базалық станциядан қажетті сигнал да, желідегі басқа БС-ның кедергі сигналдары да жылжымалы станцияның қабылдағышының кірісіне келеді. Қажетті және қажетсіз тасымалдаушылардың тасымалдаушы жиіліктері сәйкес келген кезде, сәйкес жиіліктерде кедергі пайда болады. Бұл кедергі көрші кластерлердің базалық станциялары арқылы жасалады[3]. Ең нашар жағдай - ең төменгі қабылданған сигнал деңгейі, яғни ұяшық шекарасындағы мобильді станцияның жағдайы. Тәжірибеде кедергілерді азайту үшін бағытты сектор антенналары қолданылады. Жалпы алғанда, секторға бөлінген ұясын таңдау сигнал-кедергі қатынасын жақсартудың тиімді әдісі болып табылады. Кедергілеуші сигналдар санын азайту кезінде аумақтағы жиілік топтарының санын азайту тиімді кластер моделін таңдауға мүмкіндік береді. Сондай-ақ тиімді кластерлік модельді пайдалану сигнал-кедергі қатынасын арттыру жолдарының бірі болып табылады. Бірнеше кластерлік модельдер бар. Біріншісінде ұяшық алты секторға бөлінеді, ал кластер төрт ұяшықтан тұрады. Кластер ішінде әрбір жиілік 2 рет қайталанады. Осылайша, бізде 412 кластері бар. Екінші үлгіде әрбір ұяшық 3 секторға бөлінген, ал кластер үш ұяшықтан тұрады. Кластер ішінде әрбір сектордың кластер ішінде қайталанбайтын өз жиілігі болады. Сонымен бізде 39 кластері бар. Бірінші кластерлік модель халық тығыздығы жоғары аудандар үшін қолайлы. Екіншісі көбірек үлкен қаланың, шағын қаланың, ауылдың шеттері немесе қалалар арасындағы қарқынды тас жол сияқты халық тығыздығы аз аймақтарға қолайлы.

1.3 Базалық станцияның қызмет көрсету аймағы

Бастау үшін базалық станциялардың әртүрлі түрлері бар екенін атап өткен жөн: макро, микро, пико және фемтоцелла. Кішкентайдан бастайық. Қысқасы, фемтоцелла базалық станция емес. Бұл кіру нүктесі. Бұл жабдық бастапқыда үй немесе кеңсе пайдаланушыларына бағытталған және мұндай жабдықтың иесі операторға қатысы жоқ жеке немесе заңды тұлға болып табылады. Мұндай жабдықтың негізгі айырмашылығы оның радио параметрлерін бағалаудан бастап және оператор желісіне қосылуға дейін толық автоматты конфигурацияға ие болуы[4]. Femtocell үй маршрутизаторының өлшемдеріне ие Пикосота - операторға тиесілі және көлік желісі ретінде IPEthernet желісін пайдаланатын төмен қуатты базалық станция (2-сурет). Әдетте пайдаланушылардың ықтимал жергілікті шоғырлану орындарында орнатылады. Құрылғы өлшемі бойынша шағын ноутбукпен салыстыруға болады.

2-сурет. Пикосота
Микросота - операторлар желілерінде өте кең таралған ықшам пішіндегі базалық станцияның шамамен жүзеге асырылуы (3-сурет). Ол үлкен базалық станциядан абонент қолдайтын қуаттылығының төмендеуімен және сәуле шығару қуатының аздығымен ерекшеленеді. Массасы, әдетте, 50 кг-ға дейін және радиоқабылдау радиусы 5 км-ге дейін. Мұндай шешім жоғары қуаттар мен желілік қуаттарды қажет етпейтін немесе үлкен станцияны орнату мүмкін болмаған жағдайда қолданылады.

3-сурет. Микросота

Соңында, макроэлемент - бұл ұялы байланыс желілері құрылатын стандартты базалық станция. Ол 50 Вт ретті қуаттармен және 100 км-ге дейінгі қамту радиусымен сипатталады (шекте). Сөре салмағы 300 кг-ға дейін жетуі мүмкін. Әрбір БС қамту аймағы антенна бөлігінің биіктігіне, рельефке және абонентке баратын жолдағы кедергілердің санына байланысты. Базалық станцияны орнату кезінде қамту радиусы әрқашан бірінші орынға шығарылмайды[5]. Абоненттік база ұлғайған сайын БС максималды өткізу қабілеті жеткіліксіз болуы мүмкін, бұл жағдайда телефон экранында желі бос емес хабары пайда болады. Содан кейін оператор осы аймақта уақыт өте келе базалық станцияның диапазонын әдейі азайта алады және ең үлкен жүктеме орындарында бірнеше қосымша станцияларды орната алады. Желінің сыйымдылығын арттыру және жеке базалық станцияларға жүктемені азайту қажет болғанда, микроэлементтер көмекке келеді. Мегаполисте бір микроэлементтің радиоқамту аймағы небәрі 500 метр болуы мүмкін[6]. Қалалық жағдайда, бір қызығы, операторға трафиктің үлкен көлемі бар учаскені (метровокзал аумақтары, үлкен орталық көшелер және т.б.) жергілікті түрде қосу қажет жерлер бар. Бұл жағдайда антенна қондырғылары төмен ғимараттарда және көшелерді жарықтандыру тіректеріне орналастыруға болатын қуатты аз микроэлементтерді және пикоэлементтерді пайдаланады. Жабық ғимараттардың ішінде (сауда және бизнес орталықтары, гипермаркеттер және т.б.) жоғары сапалы радиобайланысты ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.