CDMA стандартты ұялы байланыс жүйесінің жұмыс істеу қағидасы
8
9
10
11
Аңдатпа
Бұл дипломдық жобада WLL CDMA 450 МГц технологиясының басқа
технологиядан артықшылығы және ауылдық жерлерде желінің жұмыс істеу
тиімділігі көрсетіледі. Соның негізінде Шығыс Қазақстан облысында сымсыз
байланыс желісінің радиожоспарлауы жүргізіледі. Осы облыстағы
қолданыстағы желіге талдау жасалады.
Huawei
өндіруші-фирманың
жабдықтары қолданылады және қамту аумағының, радиорелейлік жолының
және байланыс тұрақтылығының есебі жүргізіледі.
Өміртіршілік қауіпсіздігі бөлімінде құрылғының нөлдік жұмысы және
жарықтандыру есебі жүргізіледі. Ұйымдастырылып отырған сымсыз жүйеге
қызмет көрсету және қолдану кезіндегі мәселелері талқыланады.
Экономикалық тарауда Шыңғожа қаласының жылдық пайдалану
шығындары мен табысты қоса алғанда, жобаның абсолютті экономикалық
тиімділігі және өтелу уақыты көрсетіледі.
Аннотация
В данном дипломном проекте рассматривается преимушества технологии
WLL CDMA 450 МГц от других технологии и его эффективность работы сети в
среде сельских населенных пунктах. На основе этого проводится радио
планирование беспроводной сети в Восточной Казахстанской области.
Проводится анализ существующей сети на этом участке. Выбирается
оборудование фирмы-изготовителя Huawei. Также выполняются расчеты зоны
покрытия, радиорелейной линии и устойчивости связи.
В разделе безопасности жизнедеятельности выполняется зануление
оборудования и расчеты освешения. Рассматриваются вопросы при
обслуживании и эксплуатации проектируемой беспроводной системы.
В экономической части производится расчет абсолютной экономической
эффективности и срока окупаемости, включая годовые эксплуатационные
расходы и прибыль города Шынгожа.
12
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 8
1 CDMA-450 стандартты ұялы байланыс желісін ұйымдастыру үшін қажетті
ақпараттарға шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ...9
1.1 CDMA 450 стандартының негізгі қағидалары ... ... ... ... ... ... . ... ... ... .. ... 9
1.2 CDMA стандартты жүйенің жұмыс істеу қағидасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...10
1.3 CDMA 450 технологиясының басқа технологиялардан ерекшелігі ... ... 13
1.4 CDMA-450 технологиясының қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..15
1.5 СDМА-450 технологиясының Қазақстан Республикасындағы
даму бағыттары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...15
2 ШҚО-ын WLL CDMA технологиясы негізінде байланыс желісімен
қамтамасыздандыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..17
2.1 CDMA-450 технологиясы негізінде сымсыз желіні ұйымдастырудағы
басты мақсатым ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..17
2.2 ШҚО аймақтық телекоммуникация торабы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... .. ..18
2.3 Таңдалған құрылғы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 20
2.4 Орнатылған БС-ға анализ жасау ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ...
2.5 ДТ көмегімен желінің жұмыс істеу кезінде болатын ақауларды
анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
28
34
3 CDMA- 450 технологиясының көмегімен сымсыз желіні ұйымдастырудың
есептеу бөлімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..35
3.1 БС-ң қамту аумағын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..35
3.2 Шинғожа БС-ң қамту аумағын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..36
3.3 Жақсы Абралы қаласының қамту аумағын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... 41
3.4 Радиорелейлі жолдың профилін анықтау және антеналардың
биіктіктерін анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 43
3.5 Байланыс тұрақтылығын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 47
4 Тіршілік қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..56
4.1 Жұмыс орнының сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..56
4.2 Нөлдік қорғаныш өткізгішіне ұсынылатын міндеттер ... ... ... ... ... ... .. ... ..58
4.3 Жасанды жарықтандыруды қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...66
4.4 Ауаны баптау жүйесін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..69
4.5 Қоршаған ортаны қорғау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .76
5 Бизнес жоспар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .79
5.1 Түйін ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .79
5.2 Компания және сала ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 79
5.3 Қызметтерді (өнімдерді) бейнелеп жазу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..80
5.4 Нарықтық өтімді талдау. Нарық қызметтерін зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... 80
5.5 Менеджмент ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 81
5.6 Қаражат жоспары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 82
5.7 Табысты есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
83
5.8 Эксплуатациялық шығын ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 84
13 ...
...
5.9 Экономикалық тиімділіктің көрсеткішін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 88
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
Әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
А қосымшасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 92
Б қосымшасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .94
14 ... 89
... 90
Кіріспе
Қазіргі кезең - телекоммуникация саласына жоғары талаптар қойылуы
нарық қатынастарының дұрыс жолға түсуі мен нарық өтімі үшін байланыс
операторларының аралық бәсекеге түсу күресінің күшейген кезі. Осыған орай
замандас технологиялардың негізінде
телекоммуникацияның сапалы
игерілуінде және құрылуында қажеттіліктер туындайды.
Жылжымалы байланыстағы сымсыз технологияның даму процессі
жиіліктердің жаңа диапазондарын игеруінің негізінде шоғырланған. Ұялы
байланыс жүйесінің негізі - оның әр түрлі географиялық аймақта қолданылуы,
яғни арнаның жиілікпен бөлу технологиясының жүзеге асуы болып табылады.
Байланыс саласындағы кодтау технологиялары және цифрлық
байланыстың дамуы жылжымалы байланыстағы құралдардың ілгері басуына
жағдай жасады. Нәтижесінде аналогтық жүйелердің орнын цифрлық жүйелер
басты.
Бірінші және екінші ұрпақ жүйелерінде арналарды жиілікпен (FDMA -
Frequency Division Multiple Access) және уақытпен (TDMA - Time Division
Multiple Access) бөлгенде байланыс сапасы ұсынылатын арна санына және
жүктемеге байланысты анықталды, егер арналар бос болмаса абонент мүлдем
қабылданылмайды. Осы технологияларының кемшіліктерін болдырмау үшін
цифрлық жүйені өндірушілер арналары кодпен бөлінген көпстанциялы қатынау
технологиясына, басқаша айтқанда, CDMA-ге ауыстыруға көңіл аударды.
CDMA (ағл. Code Division Multiple Access) - шу тәрізді сигнал
технологиясына кеңейтілген спектрде қолданылуына және әр қолданушыға
кеңейтілген спектрде таралатын жекелеген код ұсынуға негізделген.
11 жыл бұрын Қазақстан мемлекеті жылжымалы байланыстың CDMA
стандартын дамыту үшін лицензия алуға конкурс ұйымдастырды. Конкурс
талаптарына сай, лицензия алған операторларға 800 МГц және 450 МГц
жиіліктерін алу құқығы берілді. Соңғы жиілік ауылды жерлерде, яғни
абоненттердің аз тығыз шоғырланған аумақтарында және барынша үлкен
территорияда жылжымалы байланысты дамытуға арналған.
Қазіргі кезде 17,948 млн. халқы бар Қазақстанда бұл байланыс жүйесін
пайдаланушылар саны 4,5 млн. болды. Бүгінгі күні байланыс компаниялары
CDMA ұялы байланыс қызметін 80-нен астам қалалар мен ауылды мекендерге
ұсынады.
Жаңа стандартта жұмыс істейтін операторлардың пайда болуы
тарифтердің төмендеуіне, жаңа тарифті жоспарлардың пайда болуына, сапаның
және қызмет түрлерінің өсуіне алып келеді.
Бұл дипломдық жобада ШҚО-сы үшін CDMA 450 технологиясының
негізінде радиорұқсатты қолданумен көпарналы телекоммуникациялық жүйені
жобалау нұсқасы қарастырылады.
15
1 CDMA-450 стандартты ұялы байланыс желісін ұйымдастыру үшін
қажетті ақпараттарға шолу
1.1 CDMA 450 стандартының негізгі қағидалары
CDMA (ағл. Code Division Multiple Access) - шу тәрізді сигнал
технологиясына кеңейтілген спектрде қолданылуына және әр қолданушыға
кеңейтілген спектрде таралатын жекелеген код ұсынуға негізделген . Сол
себептен, TDMA мен FDMA технологияларының кемшіліктерін болдырмау
үшін цифрлық жүйені өндірушілер арналары кодпен бөлінген көпстанциялы
қатынау технологиясына, басқаша айтқанда, CDMA - ге ауыстыруға көңіл
аударды.
CDMA - ұялы байланыс стандарттарының ең танымал түрі. CDMA ұялы
байланысының технологиясы қазіргі кезде өзінің ерекшелігіне және көптеген
қасиеттеріне байланысты басқа технологиялармен салыстырғанда пайдалану
ауқымы үлкен.
CDMA принципі бастапқы ақпараттық сигналдың (яғни сөз сигналының)
спектрін кеңейтуге ынталанады. Олар екі әртүрлі әдіспен жүзеге асады,
біріншісі жиілік бойынша секіру, екіншісі тура тізбек. Жиілік бойынша
секіру (немесе FH - Frequency Hopping) . яғни кездейсоқ заң бойынша берілген
аралықта таратқыштағы тасымалдаушы жиілік тұрақты түрде өзінің мәнін әрбір
сөйлесу арнасына салыстырмалы түрде үлкен емес уақыт интервалында
өзгертіп отырады. Жүйенің қабылдағышы да таратқыш сияқты гетеродин
жиілігін тура сол алгоритммен өзгертіп, тек керекті арнаны болашақта өңдеу
мен бөлінуді қамтамасыз етеді. FH көмегімен цифрлық ұялы байланыс
жүйесінде техникалық сипаттамаларды жақсарту үшін GSM-де қолданады.
Екінші әдіс тура тізбекті (немесе DS - Direct Sequence) жұмыс істейтін
және перспективті CDMA желілерінде қолданатын шусияқты сигналдарды
қолдануға негізделген әдіс. Әрбір абоненттің ақпараттық сигналын жалғыз
және қайталанбайтындай шусияқты сигналға модуляциялайды, осыны бастапқы
ақпараттық сигналды кеңейту деп атайды. Осы жерде осындай кодтардың нұсқа
сандары миллиардқа жетеді, бұл біздің ғаламшарда әрбір адамға жеке байланыс
құруға болатынын айта кету керек. Әрбір абоненттің жіңішке жолақты
ақпараттық сигналы желідегі тұтынушыларға бөлінген жиіліктік спектрдің
барлық еніне кеңейтіледі. Қабылдағышта сигнал теңестіруші кодтың көмегімен
қалпына келудің орнына, нәтижесінде бастапқы ақпараттық код қалпына
келеді. Осы уақытта айтылған қабылдағышта басқа тұтынушылардың
сигналдары ақ шу сияқты болып табылады да кеңейтілген күйінде қалып,
қабылдағыштың қалыпты жұмыс істеуіне кішкене ғана кедергі келтіреді.
CDMA әскери байланыс жүйелерінде жайдан-жай қолданылған жоқ. Ол
сигналдардың спектрін кеңейту алдын -ала дайындалған жасанды бөгеуілдерге
қарсы тұра алатын қасиеті де бар. Егер радиосигналдың базасын өте үлкен
16
шамаға кеңейтсек, онда оны шу деңгейінен төмендетуге болады, мұны
потенциалды қарсылас та байқайды. Қабылдау жағында бастапқы сигнал
қалпына келеді. Сонымен, осыған ұқсас жүйелерді осы жиілік диапазонын
қолданатын
радиоқұрылғылардың жұмысына кедергі келтірместей етіп
қолдануға болады.
1.2 CDMA стандартты жүйенің жұмыс істеу қағидасы
CDMA-450 МГц жиілік диапозонында жұмыс атқаратын маңызды шешім
болып табылады. CDMA-450 - үшінші ұрпаққа өтетін алғашқы қадам.
Қазіргі кезде дүние жүзінде 320 000-ден аса абоненттерге қызмет атқаратын 5
CDMA-450 коммерциалық желісі қызмет атқарады. 10-ға жуық мемлекет осы
жүйені жүзеге асыру үшін өз ұсыныстарын білдіруде.
CDMA стандартты жүйенің жұмыс істеу принципін түсіндіретін
құрылымдық сұлба 1.1 суретте көрсетілген. Тасымалдаушысының спектрі
алдын-ала кездейсоқ шу көзінің сигналымен көбейтіліп, кеңейген ақпаратты
сигнал Уолш бойынша кодталып, осы тасымалдаушымен араластырылады.
Әрбір ақпараттық сигналға өзінің Уолш коды арналады, кейіннен олар
таратқышта бірігіп, сүзгі арқылы өткізіледі және жалпы шусияқты сигнал
таратушы антеннамен сәулелендіріледі.
Қабылдағыштың кірісіне пайдалы сигнал, фондық шу, көрші ұяшықтағы
базалық станциядан келетін бөгеуілдер және басқа абоненттердің кездейсоқ
сигналдары түседі. ВЧ-сүзгілеуден кейін сигнал корреляторға түсіп, осында
спектрді қысу мен берілген Уолш кодының көмегімен цифрлық сүзгіде
пайдалы сигналдың бөлініп алуы жүреді. Бөгеуілдің спектрі кеңейтіледі, және
коррелятордың шығысында шу түрінде пайда болады.
1.1-сурет. CDMA стандартты ұялы байланыс жүйесінің жұмыс істеу
қағидасы
17
Берілген суретте CDMA әдісін қолданатын жүйелерде, кездейсоқ шу
көзінің синхронизациясын өзгерте отырып, жиілік жолағының бір бөлігін
желінің барлық ұяшықтарында қолдануға болады. Бұл 100%-тік жиіліктік
ресурсқа қол жеткізуді пайдалануы - бұл CDMA стандартты желінің абоненттік
сыйымдылығының жоғары екендігінің және ұйымдастыруды оңайлататын бір
фактор көрсетілген. Уолш коды 64 болғанындықтан, бұл теориядағыдай шын
мәнінде жүзеге аспайды, жүйенің абоненттік сыйымдылығы ішкі жүйенің
интерференциясымен шектеледі, ол интерференция көрші ұяшықтағы базалық
станциялардың және қозғалмалы станциялардың бір мезеттегі жұмысынан
туындайды.
CDMA жүйесінде абоненттердің саны ішкі бөгеуілдердің деңгейіне
тәуелді. Базалық станцияның келісілген станциялары жақын-алыс
эффектісіне өте сезімтал, базалық станцияға жақын орналасқан мобильді
станция үлкен қуатта жұмыс істейді де, басқа алыс сигналдарды қабылдаған
кезде бөгеуілдердің жоғары деңгейін құрып, жүйенің өткізгіштік қабілетін
төмендетеді. Бұл жағдай барлық мобильді станцияларда болады, бірақ
ортогоналды шусияқты сигналды қолданатын жалпы жиілік жолағында жұмыс
істейтін CDMA-жүйесінде сигналдардың бұзылуы ең жоғары дәрежеде болады.
Егер осы жүйеде қуатты реттеу болмағанда бұл жүйе сөзсіз TDMA базасындағы
ұялы желілердің сипаттамаларына орын беретін еді. Сондықтан СDMA
жүйесінің басты мәселесі әрбір станцияда индивидуалды қуатты басқару.
Кодпен қатынайтын жүйенің тиімді жұмысы тек базалық станцияның
кірісінде әртүрлі абоненттердің сигналдары түзетілген жағдайда ғана жүзеге
асады. Түзету дәлдігі жоғары болған сайын, жүйенің қамту аумағы да көп
болады.
Қуатты басқарудың дәлдігі жоғарылаған сайын, ішкі бөгеуілдердің
деңгейі төмендейді. IS-95 стандартында мобилді станциялардағы қуатты реттеу
динамикалық диапазон 84 дБ-де 1 дБ қадамымен, яғни +-0,5 дБ дәлдігімен
жүзеге асады. Көрші өлшемдер арасындағы интервал 1,25 мс-қа тең. Қуатты
басқаратын биттер 800 битс жылдамдықпен трафик арнасы бойынша
таратылады. Тізбектеп қосылулы көпсәулелі сигналдарды бөліктеп өңдеу талап
етілетін сигналшу қатынасын 6-7 дБ қамтамасыз етеді. Кезінде параллельді
жұмыс істейтін бірнеше арналарда сәулелерді әртүрлі өңдеу мобилді
станцияның қайтақосылуының жеңіл режимін қамтамасыз етеді.
CDMA жүйе ұяшығының абоненттік сыйымдылығы реттеуші алгоритмді
пайдалану арқылы оңтайландырылады. Бұл алгоритм әрбір абоненттік
терминалдың сәулелендіруші қуатын жіберілетін қатенің болу ықтималдығы
деңгейін алуға болатындай етіп шектейді. Жүйеде қуатты реттеудің үш
механизмі қарастырылған: тура арнада- тұйықталмаған иілім, кері арнада -
тұйықталған иілім, кері арнада - сыртқы реттеу иілімі.
CDMA стандартты қозғалмалы байланыста сандық желілер келесі
элементтерден тұрады:
- Қозғалмалы байланыстың коммутациялық орталығы MSC (Mobile
Switching Center) - СПС желісіндегі қозғалмалы абонентердің арасындағы
18
қосылу мен СПС пен СТОП желісіндегі абоненттердің қосылуын қамтамасыз
етеді;
- базалық станция BS (Base Station) - қозғалмалы абоненттермен радио-
интерфейсті жүзеге асырады;
- базалық станцияның контроллері BSC (BASE Station Cintroller) -
базалық станцияларды басқару мен коммутациялық орталықпен байланысты
қамтамасыз етеді;
- орналасқан орынның негізгі немесе үйдік регистрі HLR (Home Location
Register) - берілген коммутациялық орталықта тіркелген абоненттер туралы
мәліметтердің базасынан тұрады ;
- орналасқан орынның қонақтық регистрі VLR (Vision Location Register) -
берілген коммутациялық орталықтың қызмет көрсететін аумағында болған
абоненттер жайында мәліметтер базасынан тұрады;
- аутентификация орталығы AC (Authentication Center) - қозғалмалы
абоненттің полномочиясын тексеруді қамтамасыз етеді және оны байланыс
желісіне қатынауды жүзеге асырады;
- құрылғының теңестіру регистрі EIR (Eguipment Identity Register) -
құрылғының идентификациясын басқаруға қажетті мәліметтер базасынан
тұрады.
Ұялы телефондық желілердің дұрыс жұмыс істеуін қолдау протоколының
бірі болып қосымша ОКС жүйесі 7 МАР номерлі болып қосылады. Бұл қосалқы
жүйе ТСАР протоколында негізделеді және роумингтің ақпаратты тарату мен
басқа ұялы желідегі басқа сигналды ақпаратты келесі желіге тарату үшін
пайдаланылады. Роуминг - қозғалмалы абоненттердің әртүрлі операторлар
желісінде орын ауыстырғанында байланысты ұсынуы.
1.2-сурет. CDMA қозғалмалы байланыс желісін құру сұлбасы
Берілген суретте қосалқы жүйе МАР ұялы байланыстар арасында
ақпараттарды таратуды ғана қамтамасыз етпейді, алыстатылған түйінде
активацияны ұйымдастырады. Мысалы, басқа бір ұялы желіден белгілі бір
хабарламалардың түсуі кезінде шақырылып отырған абоненті бар ұялы желінің
19
қызмет көрсетуі активтендіріледі, ол тек соталы жүйелер арасында ақпаратты
тасымалдауды ғана жүргізбейді, сонымен қатар кері бағытта активацияның
нәтижесі жеткізіледі.
МАР - тың негізгі қағидаларына мыналар жатады:
- роуминг мүмкіндігімен қамтамасыз етілетін, желі бойынша кіретін және
шығатын шақыруларды қабылдау мүмкіндігін сақтау үшін абоненттің
орналасқан орнын тіркеу;
- абоненттің орналасқан орны жайындағы ақпаратты өшіру мен қайта
тіркеу;
- HLR мен VLR регистрларында абонентердің мәліметтерін өзгертуі;
- тарификация жайында ақпаратты тарату және т.б.
HLR регистрында тұтынушының орналасу орны жайындағы ақпарат
бірнеше минут сайын жаңартылып отыруы керек. Осы мақсатта қосалқы МАР
жүйесі коммутациялық түйін VLR - дың мәліметтер базасынан ТСАР
хабарламасының көмегімен HLR-дың мәліметтер базасына ақпаратты таратып
отырады. Шақырылатын абонентке шақыру түскен кезде HLR регистрі оның
қазіргі кездегі орнына тәуелді қосылуды осы жолмен анықтайды. HLR
құрамындағы абоненттің бір аумақтан келесіге орын ауыстыруы 7 нөмірлі ОКС
хабарлауының көмегімен тұрақты түрде жаңартылып отырады. Бұндай
механизм мобилді абоненттің бүкіл желі бойына еркін орын ауыстыру
мүмкіндігін береді, оның үстіне кіріс шақыруларды жоғалту қаупі жоқ. МАР
протоколында ТСАР пен МТР қосалқы жүйесімен қатар сигнализациялардың
қосылыстарын басқаратын қосалқы жүйе SCCP-ды пайдаланады.
1.3 CDMA 450 технологиясының басқа технологиялардан ерекшелігі
90 жылдары GSM технологиясы цифрлық ұялы байланыс жүйесінде жаңа
технологияның бірі болды. Бірақ көп ұзамай XX-XXI ғ. GSM технологиясына
бәсекелес CDMA технологиясы пайда болды, яғни олар дыбыстық ақпарат пен
дестелік ақпаратты тасымалдаумен жарысты.
Базалық техникалық параметрлері. СDMA технологиясын қолдануының
тиімділігінің бірі оның қуаттың беру деңгейінің төменділігі. Яғни ол керекті
жабдықтарды арзандатады және санитарлы-экологиялық
сипаттаманы
жақсартады.
Сонымен қатар, GSM-ге қарағанда CDMA-да жылжымалы терминалдың
шығару қуатын басқару
жүйесі және эстофетті жіберілісті ұйымдастыру
(жұмсақ хендовер) тиімдірек, яғни ол қамту аумағының көлемін үлкейтуге және
қызмет көрсету көрсеткіштерін жақсартады, әсіресе адам қозғалыста болса,
сонымен қатар біркелкі емес рельефті аймақтарға да қызмет көрсете алады.
Әдейі берілген кодтардың қолданылуы ақпараттың қауіпсіздігін жақсартады.
Дыбыстық байланыс. GSM барлық мүмкіндіктерімен ұялы телефонияда
бірінші цифрлық стандартқа ие. Ол аналогтық байланысқа қарағанда
20
ақпараттық қауіпсіздік бойынша жоғарырақ болып келеді. Сонымен қатар
дыбыстық кодектің арқасында жоғары сапаға ие.
Дегенмен GSM-нің бір кемшілігі оның арна коммутациясы негізінде іске
асуы. Ол дестені жіберу қызметін қиындатады.
Өз кезегінде CDMA IS-95B стандартынан қазіргі жаңа стандарттарға
дейін CDMA Rev AB десте коммутациясын қолданып келеді, ол цифрлық
телефонияда және IP-де дыбыс алмасуды жүзеге асыра алады.
Желінің сапасын ұстап тұру. GSM-де ұялы станциялардан шыққан
сигналды БС асинхронды өңдесе, CDMA-да ол сигналды белгілі бір уақытта
барлық абоненттерге бірдей қызмет көрсетіледі. Соның негізінде соталар
арасында немесе сотаның ішіндегі кедергілерді төмендетеді. Яғни биік
ғимараттардың ортасында болсын, жердің тереңдігінде болсын, тегіс
жазықтықта болсын барлық абоненттерге бірдей сапада қызмет көрсетіледі.
Технологиялық адаптациясы. Синхронды жұмыс істеуі және қуатты
тиімді басқару негізінде CDMA-да басқа параметрлеріне қарап бір параметрін
жақсартуға болады. Мысалы абоненттік жуктемелер көбейіп кетсе оның
жіберіліс жылдамдығын сақтау үшін сотаның аймағын кішірейтсек болады.
CDMA-ның БС-ы қосымша абоненттік көлемдері болады.
Соталық радиожоспарлау. Біз білетініміздей ұялы байланыс соталарға
бөлу арқылы жүзеге асады. Классикалық GSM кластерлерге бөлуді қолданады,
және оның соталары бірдей жиілікте жұмыс істемеу қажет. Ал CDMA
кластерлерді мүлдем қолданбайды, себебі ол барлық жерде бір жиілікті
қолданады. Ол тек радиожоспарлауды жеңілдетумен қатар үлкен аумақты
қамтиды. Егер қосымша БС қосатын болсақ желіге қайтадан радиожоспарлау
жүргізу оңай болып келеді, ал GSM-да бұл қиындау іс, яғни ақша шығынын
көбейтеді.
Ақпаратты жіберу және эволюциясы. CDMA бұл жерде де тиімдірек
GSM-ге қарағанда, ақпарат жіберу кезінде кедергіге қарсы тұра алады.
1.1-к е с т е . GSM және CDMA кезеңдері
Кесте бойынша байқайтынымыз CDMA-450 стандарт ұялы байланыс
жүйесінде теориялық бақылау практикалық түрдегі жағдайды
қанағаттандырады.
GSM2G-ден UMTS3G-ге өту кезеңінде қызмет көрсету және финанстық
жағынан сенімді ақтай алмады. Ал CDMA EV-DO 1xRevA Интернеттік қызмет
көрсету жағынан көбірек сұранысқа ие.
21
GSM
CDMA
Жіберу
жылдам-
дығы
GSM CSD
GPRS
EDGE
IS-95А
CDMA
1X
CDMA EV-
DO Rev.A
Жіберу
жылдам-
дығы
CDMA EV-
DO Rev.A
до 30
кбитс
до 80
кбитс
до 15,5
кбитс
до 153
кбитс
до 3,1
Мбитс
1.4 CDMA-450 технологиясының қауіпсіздігі
Ұялы байланыс жүйесінде болатын алаяқтықпен күресу мақсатында
абонент аутентификациясына арналған криптоқорғау және өзге абоненттердің
тыңдауынан қорғау әдістері қолданылады. 3G PP2 жүйесінде қабылданып,
CDMA 2000 жүйелерінде жұмыс істейтін TIAEIA-41 қауымдастығымен
ұсынылған қорғаныш схемасы
қорғанышты талап деңгейіне сай жүзеге
асыратын нақты және қосымша құралдардан құралады.
TIAEIA - 41 қауымдастығының қорғаныш схемасы сервис- провайдерлер
арасында роумингті қамтамасыз ету үшін өңделген болатын. Осы схема
бақылауды үй жүйесінен жүзеге асыруды қамтамасыздандырады.
CDMA-450 абонентінің цифрлық аутентификациясы сауал - жауап
(challenge - response) протоколына негізделген: мобильді терминал қызметтерін
цифрлық түрде алу үшін абонент сауалға генерацияланған кездейсоқ
сандардардың негізінде жауап іздейді. Жауап мобильді телефон мен желіде
сақталған арнайы кілттің көмегімен есептелінеді. Бұл кілт 64-битті кездейсоқ
сан болып табылады және А [А-КЕУ] кілті деп аталады. Ол алдан ала мобильді
құрылғыға енгізіліп, абоненттердің қорғалатын жазулары бар аутентификация
орталығындағы [HLR АС] жүйдегі базада орналасады. Желі арқылы мобильді
құрылғыны тексеруі аутентификация маңызын құрайды.
1.5 СDМА-450 технологиясының Қазақстан Республикасындағы
даму бағыттары
Бүгінгі күні Қазақстан Республикасында СDМА-450 технологиясының
дамуын болжау өте қиын. Пессимистік және оптимистік екі полярлы жағдайды
қарастыруға болады.
СDМА-450 желісінің дамуы пессимистік түрде болғандықтан сәйкесінше
Қазақстанда дамуы баяу және ауыр болады. СDМА-450 технологиясының жаңа
терминалдары мен оператор қызметтерінің түсініксіздігі арқасында болатын
мәселелер бұл жүйенің тек GSM- операторлармен бәсекелесуге келетіндігімен
түсіндіреді. СDМА операторлары барлық аймақтарда сатылудың 10-15%
үлесін алуға мүмкіндігі болады және бұл аймақ көлеміне қарай қаржының 5-
10%-ын алуға үлесі бар.
Қазақстандық СDМА-450 технология
операторының табысты дамуы
қаражат саласын мүлдем өзге жолдар арқылы ілгері басуына жағдай жасайды.
Бұл жаңа технология роуминг және сапалы мәлімет тарату қасиеттерімен
қазақстандық телекоммуникация саласында басқа технологияларға үлкен
бәсеке бола алады.
СDМА-450 желісінің жасалу және даму процессі бірнеше сала бойынша
құралады:
22
- бірнеше ірілендірілген аймақтық топ құру;
- СDМА-450 бірыңғай қазақстандық операторын жасау;
- GSM- операторларының бірімен құрылған стратегиялық одақ құру.
Қазіргі уақытта 450 МГЦ жиілік диапазоны ауылдық аймаққа сымсыз
желіні ұйымдастырудың тартымды ұсынысы болып табылады. Абоненттік
рұқсат жүйелерін (WWL) ауылдық жерлерде қолдану мақсаты келесі
факторлармен анықталады:
- үлкен жылдамдық. WWL жүйесі қысқа мезгілде үлкен абоненттік
сыйымдылықтың жүзеге асуына мүмкіндік береді;
- өсірудің қарапайымдығы және тездігі. Жаңа абонент жүйесіне қосылу
үшін нөмір мен абоненттік терминалдың болуы жеткілікті;
- рельеф аймақтарында шек қоюдың практикалық түрде болмауы;
- жүйе құны абонентке дейін ара қашықтықтың артуымен өспейді ( БС
қызмет етуі аймақтарының мүмкін болатын радиус шектерінде );
- қызмет ету құнының салыстырмалы түрде аз болуы. Бұл жағдайда
байланыс инфражүйесінің кездейсоқ немесе қасақана зақым келуі есепке
алынбайды, мысалы,
кабельдік коммуникациялар.
Жүйе нәтижелі
диагностиканың кемшілігін қамтамасыздандырады.
Қазақстан Республикасында ауылдық телефон байланысының дамуына
радиорұқсаттың қазіргі заманғы цифрлық
жүйелерін
қолдануы
келесі
мақсаттарды шешуге рұқсат етеді:
- байланыс желі құралдар қызметтерінің ұсынуын қамтамасыз ету;
- әртүрлі жағдайларға байланысты абонент топтарына уақытша қызмет
етуін шапшаң ұйымдастыру ( жоспарлы ауылшаруашылық жұмыстар, ауылдық
байланыс жүйесін қайта құру);
- ауылдық телефон байланысында желі сенімділігін арттыру мақсатында
толықтыратын желі құралдарын құру.
Қазақстан территориясының үлкен болуына байланысты СDМА-450 база
станциясының радиус аймағы 100 км-ге дейін жетуі оның маңызын арта түседі.
Ауылдық аймақтарда байланыстың әмбебап қызметтері, айта кетсек, интернет,
телемедецина, СDМА-450 мобильді және бекітілген рұқсат желісі арқылы
телеоқу мүмкіншіліктері пайда болады.
СDМА-450 стандарт желісі Қазақстан Республикасында келесі
принциптерге байланысты дамиды:
- СDМА-450 жүйесіне деген сұранысқа байланысты желі қорларының
бірте-бірте өсуі;
- IMT2000 жүйесінің құрамындағы телекоммуникация тенденциялары
дамуының перспективті болуы;
Қорыта
келгенде, CDMA 450 технологиясы тығыз қоныстанған
аудандарда қызмет көрсету аумағын кеңейтетін бірден бір шешім боып
табылады. Демек, ШҚО-дағы аз қоныстанған ауылдарды сымсыз байланыспен
қамтамасыз етуге бұл технологиясы тиімдірек болып келеді.
23
2 ШҚО-ын WLL CDMA технологиясы негізінде байланыс желісімен
қамтамасыздандыру
2.1 CDMA-450 технологиясы негізінде сымсыз желіні ұйымдасты-
рудағы басты мақсатым
Ұялы байланыс желісі ШҚО үшін ұйымдастырылады. Облыстың және
жақын қоныстанған шағын аудандардың географиялық және халық қонысының
тығыздығының ерекшеліктерін ескеріп тиімді және үнемді технология мен
құрылғыларды таңдадым.
Бұл жобада негізгі мақсатым - ШҚО-на CDMA 450 технологиясы
негізінде желіні орната отырып, халыққа сапалы байланыс түрін ұсыну.
Дипломдық жұмыста жылжымалы байланыс жұйесінде (СПС) CDMA
технологиясының басқа жиілік диапозонында (900 МГц) жұмыс істейтін
стандартына қарағанда тығыздығы аз аймақтарда бір уақыт аралығында
стационарлық байланыс қызметін қамтамасыз ететін CDMA - 450 стандарт
технологиясын пайдаланудың маңызы жоғары. Бұндай қасиеттердің ішінде,
әсіресе, шек қойылған жиілік қорларда маңызы бар спектр қолданылуының
жоғары деңгейде болуы. Тариф мөлшерінің аз болуы тығыздығы аз және күн
көріс жағдайы нашар аймақтарда маңызы жоғары болып табылады. Сонымен
қатар, CDMA 450 басқа диапазондарға қарағанда ұяның үлкен аумағымен
қамтамасыз етеді, бұл үлкен аудандарды радиоқамтумен қамтамасыз ету
кезінде базалық станциялар санын азайтуға мүмкіндік береді.
Жалпы CDMA 450 жүйесі базалық қабылдаутарату станциясынан (BTS),
базалық станция контроллерінен (BSC), мобилді коммутация орталығынан
мекен орнын тіркегішінен (MSCVLR), мекен орнының негізгі тіркегіші
аутентификация орталығынан (HLRAC) құралады. Бұларға басқа да қосымша
элементтер енуі мүмкін, ол жүйенің ерекшеліктеріне байланысты.
CDMA 450 жүйесі жиілікті пайдаланудың халықаралық стандарттарының
талаптарына жауап береді, яғни ол:
- BTS қабылдауы MS таратуы: 452,975 - 454, 975 (МГц);
- BTS таратушы MS қабылдауы: 462,975 - 464.975(МГц).
Енді берілген облыста желі құру үшін керек құрылғылар тізімін
келтірейік.
Мобилді коммутация орталығы (MSC) Өскемен қаласында орналасады.
Базалық станциялар (BTS) бір-бірімен және радиобайланысты басқаратын
базалық станция контроллерімен (BSC) радиорелейлі күре жолдар арқылы
байланысады.
Базалық станцияның саны абоненттер санына байланысты алған жөн.
Ұйымдастырылатын жүйе қалалар мен ауылдарды қамтитын болғандықтан, әр
аймаққа базалық станцияның саны бөлек есептелінеді.
Елімізде ұялы байланыс қызметін пайдаланушылар санының өсуі
24
операторлардан желіні құру және сапалы қызмет көрсету үшін қосымша
шығындарды қажет етеді. Абоненттердің талаптары өсуде, олар мәліметтерді
тарату және жоғары жылдамдықты Интернет сияқты қосымша қызметтерді
күтеді. Бұл талаптарға CDMA стандарты жеткілікті жауап береді.
CDMA 450 шешімдерін және коммерциялық қолайлы өнімдерді көптеген
әлемдегі озық компаниялар ұсынады. Солардың ішінде Airvana, Ericsson,
Huawei, Lucent Technologies, Nortel Networks, QUALCOMM және ZTE. Оларда
450-470 МГц жиілік диапазондарында IMT-2000 шешімдері бар. Әрбір
компанияның желі құру және оны ары қарай дамыту мәселелерінің өзіндік
шешімдері бар. Соның ішінде бізге қолайлы болатыны қытайлық Huawei
компаниясының ұсынылған шешімі.
Қазақстан аймағы географиялық және демографиялық жағынан ерекше
болып келеді: территориядағы халықтың төмен тығыздығы. Бұл ұялы
байланыстың дамуын тежейтін фактор болып отыр. Сол себептен халқы аз
қоныстанған және қашық жатқан көптеген елді мекендер байланыс
мүмкіндіктерімен қамтамасыз етілмеген. Осы сипаттарды ескере отырып
Шығыс Қазақстан облысында сымсыз байланыстың CDMA технологиясын
қолданып 450 МГц жиілігінде желі құру тиімді деп есептеймін.
2.2 ШҚО аймақтық телекоммуникация торабы
Шығыс Қазақстан облысында байланыс қызметтерін ШҚО
телекоммуникация дирекциясы АҚ Қазақтелеком филиалы қамтамасыз етеді.
KCell, Beeline сияқты байланыс операторлары жұмыс істейді. Байланыс желісі
толығымен дерлік цифрлық, ҚТС-да абоненттік линияда алтысандық нөмірлену
жүйесі қабылданған.
ШҚО Қазақстанның шығыс бөлігінде орналасқан. Әкімшілік орталық -
Өскемен қаласы. Шығыс Қазақстан облысында 15 аудан бар. Территория
ауданы - 283,5 мың шаршы км, ірі қалалардың қатарына Өскеменмен қатар
Семей қаласы кіреді. Ал халық саны 1 млн 895 мың адам. ШҚО-сы таулы
аймақ, ал климаты континенталды болып келеді.
Соңғы кезде кіші бизнес объектілерінің белсенді дамуы байқалады.
Мектептер, аймақтық аурухана, мәдениет үйі, нан өнімдерінің комбинаты
жұмыс істеп тұр. Тұрғындардың әл-ауқаттылығы - орташадан жоғары.
ШҚО аумағындағы теллекоммуникация желісінің кемшіліктері:
- Интернеттің сапасының төменділігі; Кейбір ауылдық аймақтарда интер-
неттің болмауы;
- Үй телефонының болмауы (кейбір орталықтан алыс жерлерде 1-2 үйден
шоғырланған);
Осы кемшіліктерді болдырмау үшін мен WLL CDMA 450 технологиясын
таңдап отырмын.
ШҚО-да 586-ға жуық ауылдық аймақ табылды. Сонымен қатар 69 БС-ны
25
орнату жоспарланып отыр.
2.1-сурет. ШҚО-на WLL CDMA-450 БС-ң орналастыру көрінісі (GoogleEarth
бағдарламасымен жасалған)
Бұл БС-ды орнату бірнеше кезеңдерден өтеді. Бірінші радиожоспарлану
жүргізіледі, яғни орнату орны анықталады, кейін оның қамту аумағына қарай
азимуты, антенаның биіктігі, иілу бұрышы жобаланады. Бұл параметрлер
орналасқан жердің рельефіне байланысты болып келеді. Кейін барып ол
инженерлердің көмегімен орнатылады, оларға AutoCad көмегімен орнату
сызбасы беріледі.
Осының барлығын ескере келе, соңында оңтайландыру жүргізіледі.
Бұл суретте көріп отырғанымыздай ШҚО-да БС-ң орнату жоспары
көрсетілген және әр БС-ң секторларына PN код берілген.
26
2.2-сурет. ШҚО-на WLL CDMA-450 БС-ң орналастыру көрінісі (MapInfo
бағдарламасымен жасалған)
2.3 Таңдалған құрылғы
CDMA 450 шешімдерін және коммерциялық қолайлы өнімдерді көптеген
әлемдегі озық компаниялар ұсынады. Солардың ішінде Airvana, Ericsson,
Huawei, Lucent Technologies, Nortel Networks, QUALCOMM және ZTE. Оларда
450-470 МГц жиілік диапазондарында IMT-2000 шешімдері бар. Әрбір
компанияның желі құру және оны ары қарай дамыту мәселелерінің өзіндік
шешімдері бар. Соның ішінде бізге қолайлы болатыны қытайлық Huawei
компаниясының ұсынылған шешімі.
Бұл дипломдық жобада Шыңғожа қаласында CDMA-450 стандартты
байланыс желісінің енгізілуін қарастырады. CDMA-450 жүйесінің толық
желілік жабдықтауын және глобальды желілік шешімін қамтамасыз ететін
Huawei
қытай телекоммуникациялық бірлестігінің ұсынған жабдығы
қолданылады. Сонымен қатар, қорғанушылықты, жұмыс тұрақтылығын және
жүйе сапасын арттыруға маңызды мүмкіндік беретін үшінші ұрпақтың сымсыз
желі жүйесінде бірнеше жаңа технологиялар пайдаланылады.
Берілген желінің нақты құрылымын толық анықтау үшін негізгі
одақтардың кескін үйлесімін қарап шығу қажет, яғни:
- (BTS) қабылдаушы-тапсырушы станциясының жабдығын, оның үлгісін,
техникалық егжей-тегжейін және ұялы торлардың құрылымын;
27
- сымсыз байланыс желісінде қолданылатын негіздік станцияның ішкі
жүйесін (BSS) және бір немесе бірнеше ұялы баланысты жүзеге асыратын
сымсыз арналарды басқару құрылғысын;
- жылжымалы байланыстың коммутациялық орталығын (MSC);
- сапаршылардың тұрғылықты жерінің тізімін (VLR);
- тұрғылықты жерін тіреу тізімін (HLR);
- аутентификация орталығын (AUC);
- қысқа хабарлауларды өңдеу орталығын (MC немесе SC);
- қанау және техникалық қызмет ету орталығын (OMC).
Желі қала аумағын толық жабады. Желінің нәтижелі жұмысын толық
талдау үшін бірнеше есеп-қисап жүргізу қажет. Ол үшін жер рельефін есепке
ала отырып бір ұялы жабулары бар аймақты табамыз, барынша көп мүмкіндігі
болатын ара қашықтықта мобильді және базалық қабылдаушы-тапсырушы
станцияның сигнал-шуыл ара қатынасын, CDMA стандартының бұқаралық
түрде қызмет етуінің есеп-қисабы - ең үлкен жүкті тиеу сағатында
шақыруларды қабыл алмаудың ықтималдығы (шақырудың барлық арналар бос
емес кезінде түсу ықтималдығы), Эрланг Б барлық арналардың бос кезі, ал К
барлық арналардың бос емес кезі және бос емес арналардың орта саны.
Қаратау қаласында Huawei қытай бірлестігінің құрылғысы, дәлірек
айтқанда, ZXC10-BSS мобильді ұялы байланыс жүйесі анықталғандықтан, бұл
дипломдық жобада дәл осы құрылғы өзінің техникалық мінездемелерімен
қолданылады.
CDMA ZXC10-BSS мобильді ұялы байланыстың базалық станциясының
жиілік жылдамдығының артуы 1x1.2288 Мбитс дейін жетеді. Бір
информацияның жиілігі 1.25 МГц жетіп, ол 153.6 кбитс жоғары жылдамдықты
қамтамасыз етеді.
ZXC10-BSS CDMA - 450 мобильді цифрлық ұялы байланыстың орталық
компоненті болып келеді. Базалық станцияның ішкі жүйесі мен жылжымалы
станцияның (MS) арасында UM интерфейсі, ал жылжымалы коммутация
орталығында (MSC) А интерфейсі қолданылады. Базалық станцияның ішкі
жүйесі жылжымалы станциямен радиохабар айырбасы функциясын орындайды
және 153.6 кбитс максималды жоғары жылдамдықты пакетті беріліс қызметін
қанағаттандырады.
2.3.1
ZXC10-BSS базалық станцияның ішкі жүйелерінің жалпы
құрылымы. ZXC10-BSS базалық станциясының ішкі жүйесі екі бөлімнен
тұрады: базалық станцияның BSC контроллері және базалық станцияның BTS
қабылдаушы-таратушысы.
Базалық станция контроллері базалық станцияның ішкі жүйелерінің
басқару бөлігі болып келеді. Ол жоғары жылдамдықты HIRS
маршрутизациясының ішкі жүйесін, SVPS іздеуші вокодер ішкі жүйесін, PCFS
пакетті басқару ішкі жүйесін, CPS шақыруларды өңдеу ішкі жүйесін, BSM
базалық станцияның әкімшілік ішкі жүйесін және TS ырғақты синхрондау ішкі
жүйесін құрайды. BSC BTS-мен CDSU арқылы, MSC-ті SVICM арқылы, PDSN-
ді PCF арқылы қосылады. BSS жүйесінің эксплуатациясы мен техқызметі BSC
28
арқылы жүзеге асады. BSC сымсыз желіні басқаруға, шақыруларды өңдеуге,
жылжымалы станцияларды ауыстырып қосуға, сөйлесулердің кодтауына және
максималды 153.6 кбитс жылдамдығы бар пакетті берілулердің қызметтерін
жүеге асыруға жауап береді.
A
MS
UmИнтер фейс
BT S
R
F
S
B
D
S
C
D
S
U
C
D
S
U
S
V
I
C
M
Интер фейс
MSC
A bis Интер фейс
BSC
A10A11
Интерфейс
R
F
S
B
D
S
C
D
S
U
C
D
S
U
P
C
F
PDSN
BT S
BSS
2.3-сурет. ZXC10-BSS базалық станцияның ішкі жүйесінің құрылымдық
схемасы
BTS базалық станцияның қабылдаушы-тапсырушы бөлігі базалық
станцияның ішкі жүйесінің сымсыз бөлігі болып табылады. Оған BDS
біріншілік топтың жолағындағы цифрлық ішкі жүйесін, RFS радиожиілік ішкі
жүйесін және TFS ырғақты синхрондау ішкі жүйесін жатқызуға болады. BTS
базалық станцияның контроллерін басқаруда сымсыз беріліс функциясын және
басқа лайықты функцияларды атқарады. BDS ішкі жүйесінде модульдер ішкі
S_HIRS арқылы BTS қосылады және ол эксплуатацияны және техқызметті
жүзеге асыру үшін жергілікті қызмет ету орталығына қосылады.
BSC және BTS аймағында ZXC10-BSS базалық станциясының ішкі
жүйесінің бірнеше аппаратық қамтамасыз ету платасынан құрылған
программалық жүйесі орнатылған. Бұл программалық жүйеге бірнеше ішкі
жүйелер кіреді: OSS (Operating System Subsystem) операциялық жүйенің ішкі
жүйесі, SPS (Service Processing Subsystem) қызметтерді өңдеу ішкі жүйесі,
OMS (Operation and Maintenance Subsystem) эксплуатация және техқызмет
көрсету ішкі жүйесі және DBS (Database Subsystem) базалық берілістің ішкі
жүйесі. Бұл ішкі жүйелердің модульдері әр түрлі функцияларды бірге іске
асырады.
2.3.2 ZXC10-BSS базалық станциясының ішкі жүйесінің мінездемелері.
Оларға:
- жоғары жылдамдықты пакетті коммутация;
- келесі ұрпақ өнімімен келісушілігі;
29
- интеграл биіктігі: ZXC10-BSS базалық станциясының ішкі жүйесінде
алдыңғы элементтер молынан қолданылады;
- сенімділіктің жоғары болуы: 1+1 или N+1 артық кескін үйлесімі
тәсілдерінің қолдануы арқасында төлемдердің санын азайту көмегімен
сенімділікті арттыру;
- иілгіш кескін үйлесімі: сонымен қоса, ZXC10-BSS базалық станция-
сының ішкі жүйесі максимум 6 BTS жүйесімен қосыла алады. Қажеттілікке
қарай BTS 1 секторда 1 информациялық жиіліктен бастап 3 секторда 4
информациялық жиілікке дейін қамтамасыз етеді;
- үлкен қызметтерді, яғни: сөйлеу шақыру қызметін қамтамасыз ету
(сөйлеу кодтау жүйесі 8К, 13К, 8КEVRC), тестік шақыруды (Марков шақыруы,
Loop back шақыруы, TDSO шақыруы), беріліс шақыруы, схема қызметтерін
қамтамасыз ету (асинхронды берілістер, G3 факсі) және қосымша қызметтер.
2.3.3 BSS жүйесінің техникалық мінездемелері. ZXC10-BSS
базалық
станциясының ішкі жүйесі келесі техникалық қасиеттерге ие:
- пакетті коммутация желілік құрылымын қолдана отырып, әр порт
жылдамдығы 9.72 Мбитc дейін жететін 192 толық дуплексты портын ұсынады;
- радио қорларын басқару функциялары және базалық станция
мониторингісі бола отырып, BSS жүйесінің эксплуатациялық және техқызметін
басқаруын және базалық станцияны тестілеу қызметін атқарады;
- BTS желісінің жұлдыз тәрізді, ұзындық және айналма ұйымын
қамтамасыз ете отырып, BTS желісінің қосылу функциясын атқарады;
- фондық шуылдың әлсіреуінің жоғары қабілеттілігін қолдана оырып,
8KQCELP, 13KQCELP және EVRC алгоритмдерін жүзеге асырады;
- PDSN-пен басталатын MS, MSC және беріліс шақыруларының бастапқы
шақыруын қамтамасыз етеді: арна беріліс қызметін (асинхронды берілістер, G3
факс), 153.6 кбитс максималды жылдамдықты беріліс пакетінің қызметі;
- E1мен MSC қосулудағы 240 дейін максималды сан;
- максималды 7200 іздеуші вокодерлерді қамтамасыз ету;
- трафикті өңдеу мүмкіншілігі 5040 Эрл жетеді;
- барынша көп BTS қосылуы (базалық станция)-380 станция;
- пакетті берілістер 40000 PPP дейін жетеді;
- барлық сектордегі бірдей информациялық жиілікте арна платасы жалпы
арна блоктарының қолданылуын қамтамасыз етеді;
- тура және кері бағытта қуаттылықты басқаруды қамтамасыз етеді;
- макросоттарды, микросоттарды, пикосоттарды қамтамасыз етеді;
- бірнеше жұмсақ ауыстырып қосулардың түрін жүзеге асырады: BTS
ішкі жұмсақ ауыстырып қосулары, BSC ішкі жұмсақ ауыстырып қосулары,
BSC және BTS арасындағы ауыстырып қосулар;
- ауданды кеңейту және қысқарту қажеттіліктерін қанағаттандырады;
- TPTL сәуле шашатын байланыстардың күшеюін басқару функциянын
қанағаттандырады;
- радио интерфейс EIATIA IS-2000 Release 0 және TSB74 талаптарына
сай болуы;
30
- Band Class 0 (ұялы жиілік диапазоны 800МГц), Band Class 1 (жиілік
диапазоны PCS 1900МГц) және Band Class 5 (жиілік диапазоны 450МГц)
функцияларын қанағаттандырады.
2.3.4 ZXC10-BSS ішкі жүйесінің мінездемесі. SVBS ішкі жүйесі. Selector
Vocoder Bank Subsystem-толық ағылшын аты (іздеуші вокодер ішкі жүйесі).
BSS-тың BSC жүйесінде орналасқан SVBS ішкі жүйесі CDMA жүйесінің
сөйлеу қызметтерін, коммутациялық арна негізінде қызметтерді және SS7
сигнал берілуінің MTP1, MTP2 жүйесін іске асыратын орталығы болып
табылады. Оның негізгі функциялар мыналар:
- маршруттауды таңдау функциясы: кодты түрлендіру үшін жұмсақ
ауыстырып қосудағы көптеген маршруттаудың арасынан ең сапалысын таңдау;
- код түрлендіру функциясы: PCM 64К коды мен QCELP жылдамдықты
түрлендіру коды арасында;
- тура бағыттағы эхосигналды басу функциясы: тура бағыттағы PCM
жүйесінің эхосигналын басуы;
- жұмсақ ауыстырып қосуды анықтау және орындау;
- қуаттылықты басқару;
- сигнализацияны өңдеу функциясы;
- барлық BSC ішіндегі BTS және SVBS ішкі жүйесі арна қорларын жалпы
қолданыстың іздеуші вокодері ең аз физикалық бірлік ретінде пайдаланады;
Жүйенің құрылуы:
SVBS ішкі жүйесінің құрамына SVICM және SVM модульдері кіреді. Ол
орталық шкафтан және алты вокодерлік шкафтан тұрады. Әр вокодерлік шкаф
10 SVBS түзеді. Ал әрбір SVBS екеуі бір іздеуші вокодерді құрайды.
DIS
CO
SVICM
SVM
...
SVM
SVM
HW
MSC
E1
SVBS
2.4-сурет. SVBS ішкі жүйесінің құрылымы
SVBS ішкі жүйесінің негізгі функциясы CDMA жүйесіндегі іздеуші
вокодерді ұсыну, SVICM модульдерін басқару, BSS және MSC арасындағы
қызмет көрсету арнасын, сонымен қатар сигнализациясын қанағаттандыру
болып табылады.
PCFS ішкі жүйесі. PCFS ішкі жүйесінің толық аты-пакетті басқару
функциясының ішкі жүйесі, пакетті басқарудағы жалпы қолданыстағы
31NIM
қорлардың ең кіші бірлігі болып келеді. Ішкі жүйенің негізгі функциялары:
GRE берілісін герметизациялау үшін жұмсақ ауыстырылып қосатын бірнеше
маршруттар арасынан ең сапалысын таңдау. GRE және RLP пакеттері арасынан
қолайлы функциясын бөліп алу. A9, A11 интерфейстері арқылы A8 және A10
сымдарын құру, қызмет атқару және тарату. Жылжымалы станция мен PDSN
арасында PPP сымдарын құру. Пакетті беріліс қызметін аяқтау. Базалық
станцияның ішкі желі интерфейстерін ұсыну. Базалық станцияның
программалық қамтамасыз етудегі функцияларына байланысты әр түрлі
функцияларды ұсыну. Мысалы, RLP протоколы, қуаттылықты басқару,
ауыстырып қосуды басқару және т. б.
Жүйенің құрылуы: PCFS ішкі жүйесінің логикасының құрамына PCF
және PCFIM модульдері кіреді; PCFS ішкі жүйесінің құрылысына PCF және
CFIM платалары кіреді.
Жалпы құрылымы 2.5 суреттен көруге болады.
2.5-сурет. PCFS ішкі жүйесінің толық құрылымды схемасы
Яғни, PCFS ішкі жүйесі бір функционалды PCFIM пакетті интерфейс
... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
9
10
11
Аңдатпа
Бұл дипломдық жобада WLL CDMA 450 МГц технологиясының басқа
технологиядан артықшылығы және ауылдық жерлерде желінің жұмыс істеу
тиімділігі көрсетіледі. Соның негізінде Шығыс Қазақстан облысында сымсыз
байланыс желісінің радиожоспарлауы жүргізіледі. Осы облыстағы
қолданыстағы желіге талдау жасалады.
Huawei
өндіруші-фирманың
жабдықтары қолданылады және қамту аумағының, радиорелейлік жолының
және байланыс тұрақтылығының есебі жүргізіледі.
Өміртіршілік қауіпсіздігі бөлімінде құрылғының нөлдік жұмысы және
жарықтандыру есебі жүргізіледі. Ұйымдастырылып отырған сымсыз жүйеге
қызмет көрсету және қолдану кезіндегі мәселелері талқыланады.
Экономикалық тарауда Шыңғожа қаласының жылдық пайдалану
шығындары мен табысты қоса алғанда, жобаның абсолютті экономикалық
тиімділігі және өтелу уақыты көрсетіледі.
Аннотация
В данном дипломном проекте рассматривается преимушества технологии
WLL CDMA 450 МГц от других технологии и его эффективность работы сети в
среде сельских населенных пунктах. На основе этого проводится радио
планирование беспроводной сети в Восточной Казахстанской области.
Проводится анализ существующей сети на этом участке. Выбирается
оборудование фирмы-изготовителя Huawei. Также выполняются расчеты зоны
покрытия, радиорелейной линии и устойчивости связи.
В разделе безопасности жизнедеятельности выполняется зануление
оборудования и расчеты освешения. Рассматриваются вопросы при
обслуживании и эксплуатации проектируемой беспроводной системы.
В экономической части производится расчет абсолютной экономической
эффективности и срока окупаемости, включая годовые эксплуатационные
расходы и прибыль города Шынгожа.
12
Мазмұны
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 8
1 CDMA-450 стандартты ұялы байланыс желісін ұйымдастыру үшін қажетті
ақпараттарға шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ...9
1.1 CDMA 450 стандартының негізгі қағидалары ... ... ... ... ... ... . ... ... ... .. ... 9
1.2 CDMA стандартты жүйенің жұмыс істеу қағидасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...10
1.3 CDMA 450 технологиясының басқа технологиялардан ерекшелігі ... ... 13
1.4 CDMA-450 технологиясының қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..15
1.5 СDМА-450 технологиясының Қазақстан Республикасындағы
даму бағыттары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...15
2 ШҚО-ын WLL CDMA технологиясы негізінде байланыс желісімен
қамтамасыздандыру ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..17
2.1 CDMA-450 технологиясы негізінде сымсыз желіні ұйымдастырудағы
басты мақсатым ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..17
2.2 ШҚО аймақтық телекоммуникация торабы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... .. ..18
2.3 Таңдалған құрылғы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 20
2.4 Орнатылған БС-ға анализ жасау ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ...
2.5 ДТ көмегімен желінің жұмыс істеу кезінде болатын ақауларды
анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
28
34
3 CDMA- 450 технологиясының көмегімен сымсыз желіні ұйымдастырудың
есептеу бөлімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..35
3.1 БС-ң қамту аумағын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..35
3.2 Шинғожа БС-ң қамту аумағын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..36
3.3 Жақсы Абралы қаласының қамту аумағын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... 41
3.4 Радиорелейлі жолдың профилін анықтау және антеналардың
биіктіктерін анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 43
3.5 Байланыс тұрақтылығын есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 47
4 Тіршілік қауіпсіздігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..56
4.1 Жұмыс орнының сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..56
4.2 Нөлдік қорғаныш өткізгішіне ұсынылатын міндеттер ... ... ... ... ... ... .. ... ..58
4.3 Жасанды жарықтандыруды қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...66
4.4 Ауаны баптау жүйесін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..69
4.5 Қоршаған ортаны қорғау ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .76
5 Бизнес жоспар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .79
5.1 Түйін ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .79
5.2 Компания және сала ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 79
5.3 Қызметтерді (өнімдерді) бейнелеп жазу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..80
5.4 Нарықтық өтімді талдау. Нарық қызметтерін зерттеу ... ... ... ... ... ... ... ... 80
5.5 Менеджмент ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 81
5.6 Қаражат жоспары ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 82
5.7 Табысты есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
83
5.8 Эксплуатациялық шығын ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 84
13 ...
...
5.9 Экономикалық тиімділіктің көрсеткішін есептеу ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 88
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .
Әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
А қосымшасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 92
Б қосымшасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .94
14 ... 89
... 90
Кіріспе
Қазіргі кезең - телекоммуникация саласына жоғары талаптар қойылуы
нарық қатынастарының дұрыс жолға түсуі мен нарық өтімі үшін байланыс
операторларының аралық бәсекеге түсу күресінің күшейген кезі. Осыған орай
замандас технологиялардың негізінде
телекоммуникацияның сапалы
игерілуінде және құрылуында қажеттіліктер туындайды.
Жылжымалы байланыстағы сымсыз технологияның даму процессі
жиіліктердің жаңа диапазондарын игеруінің негізінде шоғырланған. Ұялы
байланыс жүйесінің негізі - оның әр түрлі географиялық аймақта қолданылуы,
яғни арнаның жиілікпен бөлу технологиясының жүзеге асуы болып табылады.
Байланыс саласындағы кодтау технологиялары және цифрлық
байланыстың дамуы жылжымалы байланыстағы құралдардың ілгері басуына
жағдай жасады. Нәтижесінде аналогтық жүйелердің орнын цифрлық жүйелер
басты.
Бірінші және екінші ұрпақ жүйелерінде арналарды жиілікпен (FDMA -
Frequency Division Multiple Access) және уақытпен (TDMA - Time Division
Multiple Access) бөлгенде байланыс сапасы ұсынылатын арна санына және
жүктемеге байланысты анықталды, егер арналар бос болмаса абонент мүлдем
қабылданылмайды. Осы технологияларының кемшіліктерін болдырмау үшін
цифрлық жүйені өндірушілер арналары кодпен бөлінген көпстанциялы қатынау
технологиясына, басқаша айтқанда, CDMA-ге ауыстыруға көңіл аударды.
CDMA (ағл. Code Division Multiple Access) - шу тәрізді сигнал
технологиясына кеңейтілген спектрде қолданылуына және әр қолданушыға
кеңейтілген спектрде таралатын жекелеген код ұсынуға негізделген.
11 жыл бұрын Қазақстан мемлекеті жылжымалы байланыстың CDMA
стандартын дамыту үшін лицензия алуға конкурс ұйымдастырды. Конкурс
талаптарына сай, лицензия алған операторларға 800 МГц және 450 МГц
жиіліктерін алу құқығы берілді. Соңғы жиілік ауылды жерлерде, яғни
абоненттердің аз тығыз шоғырланған аумақтарында және барынша үлкен
территорияда жылжымалы байланысты дамытуға арналған.
Қазіргі кезде 17,948 млн. халқы бар Қазақстанда бұл байланыс жүйесін
пайдаланушылар саны 4,5 млн. болды. Бүгінгі күні байланыс компаниялары
CDMA ұялы байланыс қызметін 80-нен астам қалалар мен ауылды мекендерге
ұсынады.
Жаңа стандартта жұмыс істейтін операторлардың пайда болуы
тарифтердің төмендеуіне, жаңа тарифті жоспарлардың пайда болуына, сапаның
және қызмет түрлерінің өсуіне алып келеді.
Бұл дипломдық жобада ШҚО-сы үшін CDMA 450 технологиясының
негізінде радиорұқсатты қолданумен көпарналы телекоммуникациялық жүйені
жобалау нұсқасы қарастырылады.
15
1 CDMA-450 стандартты ұялы байланыс желісін ұйымдастыру үшін
қажетті ақпараттарға шолу
1.1 CDMA 450 стандартының негізгі қағидалары
CDMA (ағл. Code Division Multiple Access) - шу тәрізді сигнал
технологиясына кеңейтілген спектрде қолданылуына және әр қолданушыға
кеңейтілген спектрде таралатын жекелеген код ұсынуға негізделген . Сол
себептен, TDMA мен FDMA технологияларының кемшіліктерін болдырмау
үшін цифрлық жүйені өндірушілер арналары кодпен бөлінген көпстанциялы
қатынау технологиясына, басқаша айтқанда, CDMA - ге ауыстыруға көңіл
аударды.
CDMA - ұялы байланыс стандарттарының ең танымал түрі. CDMA ұялы
байланысының технологиясы қазіргі кезде өзінің ерекшелігіне және көптеген
қасиеттеріне байланысты басқа технологиялармен салыстырғанда пайдалану
ауқымы үлкен.
CDMA принципі бастапқы ақпараттық сигналдың (яғни сөз сигналының)
спектрін кеңейтуге ынталанады. Олар екі әртүрлі әдіспен жүзеге асады,
біріншісі жиілік бойынша секіру, екіншісі тура тізбек. Жиілік бойынша
секіру (немесе FH - Frequency Hopping) . яғни кездейсоқ заң бойынша берілген
аралықта таратқыштағы тасымалдаушы жиілік тұрақты түрде өзінің мәнін әрбір
сөйлесу арнасына салыстырмалы түрде үлкен емес уақыт интервалында
өзгертіп отырады. Жүйенің қабылдағышы да таратқыш сияқты гетеродин
жиілігін тура сол алгоритммен өзгертіп, тек керекті арнаны болашақта өңдеу
мен бөлінуді қамтамасыз етеді. FH көмегімен цифрлық ұялы байланыс
жүйесінде техникалық сипаттамаларды жақсарту үшін GSM-де қолданады.
Екінші әдіс тура тізбекті (немесе DS - Direct Sequence) жұмыс істейтін
және перспективті CDMA желілерінде қолданатын шусияқты сигналдарды
қолдануға негізделген әдіс. Әрбір абоненттің ақпараттық сигналын жалғыз
және қайталанбайтындай шусияқты сигналға модуляциялайды, осыны бастапқы
ақпараттық сигналды кеңейту деп атайды. Осы жерде осындай кодтардың нұсқа
сандары миллиардқа жетеді, бұл біздің ғаламшарда әрбір адамға жеке байланыс
құруға болатынын айта кету керек. Әрбір абоненттің жіңішке жолақты
ақпараттық сигналы желідегі тұтынушыларға бөлінген жиіліктік спектрдің
барлық еніне кеңейтіледі. Қабылдағышта сигнал теңестіруші кодтың көмегімен
қалпына келудің орнына, нәтижесінде бастапқы ақпараттық код қалпына
келеді. Осы уақытта айтылған қабылдағышта басқа тұтынушылардың
сигналдары ақ шу сияқты болып табылады да кеңейтілген күйінде қалып,
қабылдағыштың қалыпты жұмыс істеуіне кішкене ғана кедергі келтіреді.
CDMA әскери байланыс жүйелерінде жайдан-жай қолданылған жоқ. Ол
сигналдардың спектрін кеңейту алдын -ала дайындалған жасанды бөгеуілдерге
қарсы тұра алатын қасиеті де бар. Егер радиосигналдың базасын өте үлкен
16
шамаға кеңейтсек, онда оны шу деңгейінен төмендетуге болады, мұны
потенциалды қарсылас та байқайды. Қабылдау жағында бастапқы сигнал
қалпына келеді. Сонымен, осыған ұқсас жүйелерді осы жиілік диапазонын
қолданатын
радиоқұрылғылардың жұмысына кедергі келтірместей етіп
қолдануға болады.
1.2 CDMA стандартты жүйенің жұмыс істеу қағидасы
CDMA-450 МГц жиілік диапозонында жұмыс атқаратын маңызды шешім
болып табылады. CDMA-450 - үшінші ұрпаққа өтетін алғашқы қадам.
Қазіргі кезде дүние жүзінде 320 000-ден аса абоненттерге қызмет атқаратын 5
CDMA-450 коммерциалық желісі қызмет атқарады. 10-ға жуық мемлекет осы
жүйені жүзеге асыру үшін өз ұсыныстарын білдіруде.
CDMA стандартты жүйенің жұмыс істеу принципін түсіндіретін
құрылымдық сұлба 1.1 суретте көрсетілген. Тасымалдаушысының спектрі
алдын-ала кездейсоқ шу көзінің сигналымен көбейтіліп, кеңейген ақпаратты
сигнал Уолш бойынша кодталып, осы тасымалдаушымен араластырылады.
Әрбір ақпараттық сигналға өзінің Уолш коды арналады, кейіннен олар
таратқышта бірігіп, сүзгі арқылы өткізіледі және жалпы шусияқты сигнал
таратушы антеннамен сәулелендіріледі.
Қабылдағыштың кірісіне пайдалы сигнал, фондық шу, көрші ұяшықтағы
базалық станциядан келетін бөгеуілдер және басқа абоненттердің кездейсоқ
сигналдары түседі. ВЧ-сүзгілеуден кейін сигнал корреляторға түсіп, осында
спектрді қысу мен берілген Уолш кодының көмегімен цифрлық сүзгіде
пайдалы сигналдың бөлініп алуы жүреді. Бөгеуілдің спектрі кеңейтіледі, және
коррелятордың шығысында шу түрінде пайда болады.
1.1-сурет. CDMA стандартты ұялы байланыс жүйесінің жұмыс істеу
қағидасы
17
Берілген суретте CDMA әдісін қолданатын жүйелерде, кездейсоқ шу
көзінің синхронизациясын өзгерте отырып, жиілік жолағының бір бөлігін
желінің барлық ұяшықтарында қолдануға болады. Бұл 100%-тік жиіліктік
ресурсқа қол жеткізуді пайдалануы - бұл CDMA стандартты желінің абоненттік
сыйымдылығының жоғары екендігінің және ұйымдастыруды оңайлататын бір
фактор көрсетілген. Уолш коды 64 болғанындықтан, бұл теориядағыдай шын
мәнінде жүзеге аспайды, жүйенің абоненттік сыйымдылығы ішкі жүйенің
интерференциясымен шектеледі, ол интерференция көрші ұяшықтағы базалық
станциялардың және қозғалмалы станциялардың бір мезеттегі жұмысынан
туындайды.
CDMA жүйесінде абоненттердің саны ішкі бөгеуілдердің деңгейіне
тәуелді. Базалық станцияның келісілген станциялары жақын-алыс
эффектісіне өте сезімтал, базалық станцияға жақын орналасқан мобильді
станция үлкен қуатта жұмыс істейді де, басқа алыс сигналдарды қабылдаған
кезде бөгеуілдердің жоғары деңгейін құрып, жүйенің өткізгіштік қабілетін
төмендетеді. Бұл жағдай барлық мобильді станцияларда болады, бірақ
ортогоналды шусияқты сигналды қолданатын жалпы жиілік жолағында жұмыс
істейтін CDMA-жүйесінде сигналдардың бұзылуы ең жоғары дәрежеде болады.
Егер осы жүйеде қуатты реттеу болмағанда бұл жүйе сөзсіз TDMA базасындағы
ұялы желілердің сипаттамаларына орын беретін еді. Сондықтан СDMA
жүйесінің басты мәселесі әрбір станцияда индивидуалды қуатты басқару.
Кодпен қатынайтын жүйенің тиімді жұмысы тек базалық станцияның
кірісінде әртүрлі абоненттердің сигналдары түзетілген жағдайда ғана жүзеге
асады. Түзету дәлдігі жоғары болған сайын, жүйенің қамту аумағы да көп
болады.
Қуатты басқарудың дәлдігі жоғарылаған сайын, ішкі бөгеуілдердің
деңгейі төмендейді. IS-95 стандартында мобилді станциялардағы қуатты реттеу
динамикалық диапазон 84 дБ-де 1 дБ қадамымен, яғни +-0,5 дБ дәлдігімен
жүзеге асады. Көрші өлшемдер арасындағы интервал 1,25 мс-қа тең. Қуатты
басқаратын биттер 800 битс жылдамдықпен трафик арнасы бойынша
таратылады. Тізбектеп қосылулы көпсәулелі сигналдарды бөліктеп өңдеу талап
етілетін сигналшу қатынасын 6-7 дБ қамтамасыз етеді. Кезінде параллельді
жұмыс істейтін бірнеше арналарда сәулелерді әртүрлі өңдеу мобилді
станцияның қайтақосылуының жеңіл режимін қамтамасыз етеді.
CDMA жүйе ұяшығының абоненттік сыйымдылығы реттеуші алгоритмді
пайдалану арқылы оңтайландырылады. Бұл алгоритм әрбір абоненттік
терминалдың сәулелендіруші қуатын жіберілетін қатенің болу ықтималдығы
деңгейін алуға болатындай етіп шектейді. Жүйеде қуатты реттеудің үш
механизмі қарастырылған: тура арнада- тұйықталмаған иілім, кері арнада -
тұйықталған иілім, кері арнада - сыртқы реттеу иілімі.
CDMA стандартты қозғалмалы байланыста сандық желілер келесі
элементтерден тұрады:
- Қозғалмалы байланыстың коммутациялық орталығы MSC (Mobile
Switching Center) - СПС желісіндегі қозғалмалы абонентердің арасындағы
18
қосылу мен СПС пен СТОП желісіндегі абоненттердің қосылуын қамтамасыз
етеді;
- базалық станция BS (Base Station) - қозғалмалы абоненттермен радио-
интерфейсті жүзеге асырады;
- базалық станцияның контроллері BSC (BASE Station Cintroller) -
базалық станцияларды басқару мен коммутациялық орталықпен байланысты
қамтамасыз етеді;
- орналасқан орынның негізгі немесе үйдік регистрі HLR (Home Location
Register) - берілген коммутациялық орталықта тіркелген абоненттер туралы
мәліметтердің базасынан тұрады ;
- орналасқан орынның қонақтық регистрі VLR (Vision Location Register) -
берілген коммутациялық орталықтың қызмет көрсететін аумағында болған
абоненттер жайында мәліметтер базасынан тұрады;
- аутентификация орталығы AC (Authentication Center) - қозғалмалы
абоненттің полномочиясын тексеруді қамтамасыз етеді және оны байланыс
желісіне қатынауды жүзеге асырады;
- құрылғының теңестіру регистрі EIR (Eguipment Identity Register) -
құрылғының идентификациясын басқаруға қажетті мәліметтер базасынан
тұрады.
Ұялы телефондық желілердің дұрыс жұмыс істеуін қолдау протоколының
бірі болып қосымша ОКС жүйесі 7 МАР номерлі болып қосылады. Бұл қосалқы
жүйе ТСАР протоколында негізделеді және роумингтің ақпаратты тарату мен
басқа ұялы желідегі басқа сигналды ақпаратты келесі желіге тарату үшін
пайдаланылады. Роуминг - қозғалмалы абоненттердің әртүрлі операторлар
желісінде орын ауыстырғанында байланысты ұсынуы.
1.2-сурет. CDMA қозғалмалы байланыс желісін құру сұлбасы
Берілген суретте қосалқы жүйе МАР ұялы байланыстар арасында
ақпараттарды таратуды ғана қамтамасыз етпейді, алыстатылған түйінде
активацияны ұйымдастырады. Мысалы, басқа бір ұялы желіден белгілі бір
хабарламалардың түсуі кезінде шақырылып отырған абоненті бар ұялы желінің
19
қызмет көрсетуі активтендіріледі, ол тек соталы жүйелер арасында ақпаратты
тасымалдауды ғана жүргізбейді, сонымен қатар кері бағытта активацияның
нәтижесі жеткізіледі.
МАР - тың негізгі қағидаларына мыналар жатады:
- роуминг мүмкіндігімен қамтамасыз етілетін, желі бойынша кіретін және
шығатын шақыруларды қабылдау мүмкіндігін сақтау үшін абоненттің
орналасқан орнын тіркеу;
- абоненттің орналасқан орны жайындағы ақпаратты өшіру мен қайта
тіркеу;
- HLR мен VLR регистрларында абонентердің мәліметтерін өзгертуі;
- тарификация жайында ақпаратты тарату және т.б.
HLR регистрында тұтынушының орналасу орны жайындағы ақпарат
бірнеше минут сайын жаңартылып отыруы керек. Осы мақсатта қосалқы МАР
жүйесі коммутациялық түйін VLR - дың мәліметтер базасынан ТСАР
хабарламасының көмегімен HLR-дың мәліметтер базасына ақпаратты таратып
отырады. Шақырылатын абонентке шақыру түскен кезде HLR регистрі оның
қазіргі кездегі орнына тәуелді қосылуды осы жолмен анықтайды. HLR
құрамындағы абоненттің бір аумақтан келесіге орын ауыстыруы 7 нөмірлі ОКС
хабарлауының көмегімен тұрақты түрде жаңартылып отырады. Бұндай
механизм мобилді абоненттің бүкіл желі бойына еркін орын ауыстыру
мүмкіндігін береді, оның үстіне кіріс шақыруларды жоғалту қаупі жоқ. МАР
протоколында ТСАР пен МТР қосалқы жүйесімен қатар сигнализациялардың
қосылыстарын басқаратын қосалқы жүйе SCCP-ды пайдаланады.
1.3 CDMA 450 технологиясының басқа технологиялардан ерекшелігі
90 жылдары GSM технологиясы цифрлық ұялы байланыс жүйесінде жаңа
технологияның бірі болды. Бірақ көп ұзамай XX-XXI ғ. GSM технологиясына
бәсекелес CDMA технологиясы пайда болды, яғни олар дыбыстық ақпарат пен
дестелік ақпаратты тасымалдаумен жарысты.
Базалық техникалық параметрлері. СDMA технологиясын қолдануының
тиімділігінің бірі оның қуаттың беру деңгейінің төменділігі. Яғни ол керекті
жабдықтарды арзандатады және санитарлы-экологиялық
сипаттаманы
жақсартады.
Сонымен қатар, GSM-ге қарағанда CDMA-да жылжымалы терминалдың
шығару қуатын басқару
жүйесі және эстофетті жіберілісті ұйымдастыру
(жұмсақ хендовер) тиімдірек, яғни ол қамту аумағының көлемін үлкейтуге және
қызмет көрсету көрсеткіштерін жақсартады, әсіресе адам қозғалыста болса,
сонымен қатар біркелкі емес рельефті аймақтарға да қызмет көрсете алады.
Әдейі берілген кодтардың қолданылуы ақпараттың қауіпсіздігін жақсартады.
Дыбыстық байланыс. GSM барлық мүмкіндіктерімен ұялы телефонияда
бірінші цифрлық стандартқа ие. Ол аналогтық байланысқа қарағанда
20
ақпараттық қауіпсіздік бойынша жоғарырақ болып келеді. Сонымен қатар
дыбыстық кодектің арқасында жоғары сапаға ие.
Дегенмен GSM-нің бір кемшілігі оның арна коммутациясы негізінде іске
асуы. Ол дестені жіберу қызметін қиындатады.
Өз кезегінде CDMA IS-95B стандартынан қазіргі жаңа стандарттарға
дейін CDMA Rev AB десте коммутациясын қолданып келеді, ол цифрлық
телефонияда және IP-де дыбыс алмасуды жүзеге асыра алады.
Желінің сапасын ұстап тұру. GSM-де ұялы станциялардан шыққан
сигналды БС асинхронды өңдесе, CDMA-да ол сигналды белгілі бір уақытта
барлық абоненттерге бірдей қызмет көрсетіледі. Соның негізінде соталар
арасында немесе сотаның ішіндегі кедергілерді төмендетеді. Яғни биік
ғимараттардың ортасында болсын, жердің тереңдігінде болсын, тегіс
жазықтықта болсын барлық абоненттерге бірдей сапада қызмет көрсетіледі.
Технологиялық адаптациясы. Синхронды жұмыс істеуі және қуатты
тиімді басқару негізінде CDMA-да басқа параметрлеріне қарап бір параметрін
жақсартуға болады. Мысалы абоненттік жуктемелер көбейіп кетсе оның
жіберіліс жылдамдығын сақтау үшін сотаның аймағын кішірейтсек болады.
CDMA-ның БС-ы қосымша абоненттік көлемдері болады.
Соталық радиожоспарлау. Біз білетініміздей ұялы байланыс соталарға
бөлу арқылы жүзеге асады. Классикалық GSM кластерлерге бөлуді қолданады,
және оның соталары бірдей жиілікте жұмыс істемеу қажет. Ал CDMA
кластерлерді мүлдем қолданбайды, себебі ол барлық жерде бір жиілікті
қолданады. Ол тек радиожоспарлауды жеңілдетумен қатар үлкен аумақты
қамтиды. Егер қосымша БС қосатын болсақ желіге қайтадан радиожоспарлау
жүргізу оңай болып келеді, ал GSM-да бұл қиындау іс, яғни ақша шығынын
көбейтеді.
Ақпаратты жіберу және эволюциясы. CDMA бұл жерде де тиімдірек
GSM-ге қарағанда, ақпарат жіберу кезінде кедергіге қарсы тұра алады.
1.1-к е с т е . GSM және CDMA кезеңдері
Кесте бойынша байқайтынымыз CDMA-450 стандарт ұялы байланыс
жүйесінде теориялық бақылау практикалық түрдегі жағдайды
қанағаттандырады.
GSM2G-ден UMTS3G-ге өту кезеңінде қызмет көрсету және финанстық
жағынан сенімді ақтай алмады. Ал CDMA EV-DO 1xRevA Интернеттік қызмет
көрсету жағынан көбірек сұранысқа ие.
21
GSM
CDMA
Жіберу
жылдам-
дығы
GSM CSD
GPRS
EDGE
IS-95А
CDMA
1X
CDMA EV-
DO Rev.A
Жіберу
жылдам-
дығы
CDMA EV-
DO Rev.A
до 30
кбитс
до 80
кбитс
до 15,5
кбитс
до 153
кбитс
до 3,1
Мбитс
1.4 CDMA-450 технологиясының қауіпсіздігі
Ұялы байланыс жүйесінде болатын алаяқтықпен күресу мақсатында
абонент аутентификациясына арналған криптоқорғау және өзге абоненттердің
тыңдауынан қорғау әдістері қолданылады. 3G PP2 жүйесінде қабылданып,
CDMA 2000 жүйелерінде жұмыс істейтін TIAEIA-41 қауымдастығымен
ұсынылған қорғаныш схемасы
қорғанышты талап деңгейіне сай жүзеге
асыратын нақты және қосымша құралдардан құралады.
TIAEIA - 41 қауымдастығының қорғаныш схемасы сервис- провайдерлер
арасында роумингті қамтамасыз ету үшін өңделген болатын. Осы схема
бақылауды үй жүйесінен жүзеге асыруды қамтамасыздандырады.
CDMA-450 абонентінің цифрлық аутентификациясы сауал - жауап
(challenge - response) протоколына негізделген: мобильді терминал қызметтерін
цифрлық түрде алу үшін абонент сауалға генерацияланған кездейсоқ
сандардардың негізінде жауап іздейді. Жауап мобильді телефон мен желіде
сақталған арнайы кілттің көмегімен есептелінеді. Бұл кілт 64-битті кездейсоқ
сан болып табылады және А [А-КЕУ] кілті деп аталады. Ол алдан ала мобильді
құрылғыға енгізіліп, абоненттердің қорғалатын жазулары бар аутентификация
орталығындағы [HLR АС] жүйдегі базада орналасады. Желі арқылы мобильді
құрылғыны тексеруі аутентификация маңызын құрайды.
1.5 СDМА-450 технологиясының Қазақстан Республикасындағы
даму бағыттары
Бүгінгі күні Қазақстан Республикасында СDМА-450 технологиясының
дамуын болжау өте қиын. Пессимистік және оптимистік екі полярлы жағдайды
қарастыруға болады.
СDМА-450 желісінің дамуы пессимистік түрде болғандықтан сәйкесінше
Қазақстанда дамуы баяу және ауыр болады. СDМА-450 технологиясының жаңа
терминалдары мен оператор қызметтерінің түсініксіздігі арқасында болатын
мәселелер бұл жүйенің тек GSM- операторлармен бәсекелесуге келетіндігімен
түсіндіреді. СDМА операторлары барлық аймақтарда сатылудың 10-15%
үлесін алуға мүмкіндігі болады және бұл аймақ көлеміне қарай қаржының 5-
10%-ын алуға үлесі бар.
Қазақстандық СDМА-450 технология
операторының табысты дамуы
қаражат саласын мүлдем өзге жолдар арқылы ілгері басуына жағдай жасайды.
Бұл жаңа технология роуминг және сапалы мәлімет тарату қасиеттерімен
қазақстандық телекоммуникация саласында басқа технологияларға үлкен
бәсеке бола алады.
СDМА-450 желісінің жасалу және даму процессі бірнеше сала бойынша
құралады:
22
- бірнеше ірілендірілген аймақтық топ құру;
- СDМА-450 бірыңғай қазақстандық операторын жасау;
- GSM- операторларының бірімен құрылған стратегиялық одақ құру.
Қазіргі уақытта 450 МГЦ жиілік диапазоны ауылдық аймаққа сымсыз
желіні ұйымдастырудың тартымды ұсынысы болып табылады. Абоненттік
рұқсат жүйелерін (WWL) ауылдық жерлерде қолдану мақсаты келесі
факторлармен анықталады:
- үлкен жылдамдық. WWL жүйесі қысқа мезгілде үлкен абоненттік
сыйымдылықтың жүзеге асуына мүмкіндік береді;
- өсірудің қарапайымдығы және тездігі. Жаңа абонент жүйесіне қосылу
үшін нөмір мен абоненттік терминалдың болуы жеткілікті;
- рельеф аймақтарында шек қоюдың практикалық түрде болмауы;
- жүйе құны абонентке дейін ара қашықтықтың артуымен өспейді ( БС
қызмет етуі аймақтарының мүмкін болатын радиус шектерінде );
- қызмет ету құнының салыстырмалы түрде аз болуы. Бұл жағдайда
байланыс инфражүйесінің кездейсоқ немесе қасақана зақым келуі есепке
алынбайды, мысалы,
кабельдік коммуникациялар.
Жүйе нәтижелі
диагностиканың кемшілігін қамтамасыздандырады.
Қазақстан Республикасында ауылдық телефон байланысының дамуына
радиорұқсаттың қазіргі заманғы цифрлық
жүйелерін
қолдануы
келесі
мақсаттарды шешуге рұқсат етеді:
- байланыс желі құралдар қызметтерінің ұсынуын қамтамасыз ету;
- әртүрлі жағдайларға байланысты абонент топтарына уақытша қызмет
етуін шапшаң ұйымдастыру ( жоспарлы ауылшаруашылық жұмыстар, ауылдық
байланыс жүйесін қайта құру);
- ауылдық телефон байланысында желі сенімділігін арттыру мақсатында
толықтыратын желі құралдарын құру.
Қазақстан территориясының үлкен болуына байланысты СDМА-450 база
станциясының радиус аймағы 100 км-ге дейін жетуі оның маңызын арта түседі.
Ауылдық аймақтарда байланыстың әмбебап қызметтері, айта кетсек, интернет,
телемедецина, СDМА-450 мобильді және бекітілген рұқсат желісі арқылы
телеоқу мүмкіншіліктері пайда болады.
СDМА-450 стандарт желісі Қазақстан Республикасында келесі
принциптерге байланысты дамиды:
- СDМА-450 жүйесіне деген сұранысқа байланысты желі қорларының
бірте-бірте өсуі;
- IMT2000 жүйесінің құрамындағы телекоммуникация тенденциялары
дамуының перспективті болуы;
Қорыта
келгенде, CDMA 450 технологиясы тығыз қоныстанған
аудандарда қызмет көрсету аумағын кеңейтетін бірден бір шешім боып
табылады. Демек, ШҚО-дағы аз қоныстанған ауылдарды сымсыз байланыспен
қамтамасыз етуге бұл технологиясы тиімдірек болып келеді.
23
2 ШҚО-ын WLL CDMA технологиясы негізінде байланыс желісімен
қамтамасыздандыру
2.1 CDMA-450 технологиясы негізінде сымсыз желіні ұйымдасты-
рудағы басты мақсатым
Ұялы байланыс желісі ШҚО үшін ұйымдастырылады. Облыстың және
жақын қоныстанған шағын аудандардың географиялық және халық қонысының
тығыздығының ерекшеліктерін ескеріп тиімді және үнемді технология мен
құрылғыларды таңдадым.
Бұл жобада негізгі мақсатым - ШҚО-на CDMA 450 технологиясы
негізінде желіні орната отырып, халыққа сапалы байланыс түрін ұсыну.
Дипломдық жұмыста жылжымалы байланыс жұйесінде (СПС) CDMA
технологиясының басқа жиілік диапозонында (900 МГц) жұмыс істейтін
стандартына қарағанда тығыздығы аз аймақтарда бір уақыт аралығында
стационарлық байланыс қызметін қамтамасыз ететін CDMA - 450 стандарт
технологиясын пайдаланудың маңызы жоғары. Бұндай қасиеттердің ішінде,
әсіресе, шек қойылған жиілік қорларда маңызы бар спектр қолданылуының
жоғары деңгейде болуы. Тариф мөлшерінің аз болуы тығыздығы аз және күн
көріс жағдайы нашар аймақтарда маңызы жоғары болып табылады. Сонымен
қатар, CDMA 450 басқа диапазондарға қарағанда ұяның үлкен аумағымен
қамтамасыз етеді, бұл үлкен аудандарды радиоқамтумен қамтамасыз ету
кезінде базалық станциялар санын азайтуға мүмкіндік береді.
Жалпы CDMA 450 жүйесі базалық қабылдаутарату станциясынан (BTS),
базалық станция контроллерінен (BSC), мобилді коммутация орталығынан
мекен орнын тіркегішінен (MSCVLR), мекен орнының негізгі тіркегіші
аутентификация орталығынан (HLRAC) құралады. Бұларға басқа да қосымша
элементтер енуі мүмкін, ол жүйенің ерекшеліктеріне байланысты.
CDMA 450 жүйесі жиілікті пайдаланудың халықаралық стандарттарының
талаптарына жауап береді, яғни ол:
- BTS қабылдауы MS таратуы: 452,975 - 454, 975 (МГц);
- BTS таратушы MS қабылдауы: 462,975 - 464.975(МГц).
Енді берілген облыста желі құру үшін керек құрылғылар тізімін
келтірейік.
Мобилді коммутация орталығы (MSC) Өскемен қаласында орналасады.
Базалық станциялар (BTS) бір-бірімен және радиобайланысты басқаратын
базалық станция контроллерімен (BSC) радиорелейлі күре жолдар арқылы
байланысады.
Базалық станцияның саны абоненттер санына байланысты алған жөн.
Ұйымдастырылатын жүйе қалалар мен ауылдарды қамтитын болғандықтан, әр
аймаққа базалық станцияның саны бөлек есептелінеді.
Елімізде ұялы байланыс қызметін пайдаланушылар санының өсуі
24
операторлардан желіні құру және сапалы қызмет көрсету үшін қосымша
шығындарды қажет етеді. Абоненттердің талаптары өсуде, олар мәліметтерді
тарату және жоғары жылдамдықты Интернет сияқты қосымша қызметтерді
күтеді. Бұл талаптарға CDMA стандарты жеткілікті жауап береді.
CDMA 450 шешімдерін және коммерциялық қолайлы өнімдерді көптеген
әлемдегі озық компаниялар ұсынады. Солардың ішінде Airvana, Ericsson,
Huawei, Lucent Technologies, Nortel Networks, QUALCOMM және ZTE. Оларда
450-470 МГц жиілік диапазондарында IMT-2000 шешімдері бар. Әрбір
компанияның желі құру және оны ары қарай дамыту мәселелерінің өзіндік
шешімдері бар. Соның ішінде бізге қолайлы болатыны қытайлық Huawei
компаниясының ұсынылған шешімі.
Қазақстан аймағы географиялық және демографиялық жағынан ерекше
болып келеді: территориядағы халықтың төмен тығыздығы. Бұл ұялы
байланыстың дамуын тежейтін фактор болып отыр. Сол себептен халқы аз
қоныстанған және қашық жатқан көптеген елді мекендер байланыс
мүмкіндіктерімен қамтамасыз етілмеген. Осы сипаттарды ескере отырып
Шығыс Қазақстан облысында сымсыз байланыстың CDMA технологиясын
қолданып 450 МГц жиілігінде желі құру тиімді деп есептеймін.
2.2 ШҚО аймақтық телекоммуникация торабы
Шығыс Қазақстан облысында байланыс қызметтерін ШҚО
телекоммуникация дирекциясы АҚ Қазақтелеком филиалы қамтамасыз етеді.
KCell, Beeline сияқты байланыс операторлары жұмыс істейді. Байланыс желісі
толығымен дерлік цифрлық, ҚТС-да абоненттік линияда алтысандық нөмірлену
жүйесі қабылданған.
ШҚО Қазақстанның шығыс бөлігінде орналасқан. Әкімшілік орталық -
Өскемен қаласы. Шығыс Қазақстан облысында 15 аудан бар. Территория
ауданы - 283,5 мың шаршы км, ірі қалалардың қатарына Өскеменмен қатар
Семей қаласы кіреді. Ал халық саны 1 млн 895 мың адам. ШҚО-сы таулы
аймақ, ал климаты континенталды болып келеді.
Соңғы кезде кіші бизнес объектілерінің белсенді дамуы байқалады.
Мектептер, аймақтық аурухана, мәдениет үйі, нан өнімдерінің комбинаты
жұмыс істеп тұр. Тұрғындардың әл-ауқаттылығы - орташадан жоғары.
ШҚО аумағындағы теллекоммуникация желісінің кемшіліктері:
- Интернеттің сапасының төменділігі; Кейбір ауылдық аймақтарда интер-
неттің болмауы;
- Үй телефонының болмауы (кейбір орталықтан алыс жерлерде 1-2 үйден
шоғырланған);
Осы кемшіліктерді болдырмау үшін мен WLL CDMA 450 технологиясын
таңдап отырмын.
ШҚО-да 586-ға жуық ауылдық аймақ табылды. Сонымен қатар 69 БС-ны
25
орнату жоспарланып отыр.
2.1-сурет. ШҚО-на WLL CDMA-450 БС-ң орналастыру көрінісі (GoogleEarth
бағдарламасымен жасалған)
Бұл БС-ды орнату бірнеше кезеңдерден өтеді. Бірінші радиожоспарлану
жүргізіледі, яғни орнату орны анықталады, кейін оның қамту аумағына қарай
азимуты, антенаның биіктігі, иілу бұрышы жобаланады. Бұл параметрлер
орналасқан жердің рельефіне байланысты болып келеді. Кейін барып ол
инженерлердің көмегімен орнатылады, оларға AutoCad көмегімен орнату
сызбасы беріледі.
Осының барлығын ескере келе, соңында оңтайландыру жүргізіледі.
Бұл суретте көріп отырғанымыздай ШҚО-да БС-ң орнату жоспары
көрсетілген және әр БС-ң секторларына PN код берілген.
26
2.2-сурет. ШҚО-на WLL CDMA-450 БС-ң орналастыру көрінісі (MapInfo
бағдарламасымен жасалған)
2.3 Таңдалған құрылғы
CDMA 450 шешімдерін және коммерциялық қолайлы өнімдерді көптеген
әлемдегі озық компаниялар ұсынады. Солардың ішінде Airvana, Ericsson,
Huawei, Lucent Technologies, Nortel Networks, QUALCOMM және ZTE. Оларда
450-470 МГц жиілік диапазондарында IMT-2000 шешімдері бар. Әрбір
компанияның желі құру және оны ары қарай дамыту мәселелерінің өзіндік
шешімдері бар. Соның ішінде бізге қолайлы болатыны қытайлық Huawei
компаниясының ұсынылған шешімі.
Бұл дипломдық жобада Шыңғожа қаласында CDMA-450 стандартты
байланыс желісінің енгізілуін қарастырады. CDMA-450 жүйесінің толық
желілік жабдықтауын және глобальды желілік шешімін қамтамасыз ететін
Huawei
қытай телекоммуникациялық бірлестігінің ұсынған жабдығы
қолданылады. Сонымен қатар, қорғанушылықты, жұмыс тұрақтылығын және
жүйе сапасын арттыруға маңызды мүмкіндік беретін үшінші ұрпақтың сымсыз
желі жүйесінде бірнеше жаңа технологиялар пайдаланылады.
Берілген желінің нақты құрылымын толық анықтау үшін негізгі
одақтардың кескін үйлесімін қарап шығу қажет, яғни:
- (BTS) қабылдаушы-тапсырушы станциясының жабдығын, оның үлгісін,
техникалық егжей-тегжейін және ұялы торлардың құрылымын;
27
- сымсыз байланыс желісінде қолданылатын негіздік станцияның ішкі
жүйесін (BSS) және бір немесе бірнеше ұялы баланысты жүзеге асыратын
сымсыз арналарды басқару құрылғысын;
- жылжымалы байланыстың коммутациялық орталығын (MSC);
- сапаршылардың тұрғылықты жерінің тізімін (VLR);
- тұрғылықты жерін тіреу тізімін (HLR);
- аутентификация орталығын (AUC);
- қысқа хабарлауларды өңдеу орталығын (MC немесе SC);
- қанау және техникалық қызмет ету орталығын (OMC).
Желі қала аумағын толық жабады. Желінің нәтижелі жұмысын толық
талдау үшін бірнеше есеп-қисап жүргізу қажет. Ол үшін жер рельефін есепке
ала отырып бір ұялы жабулары бар аймақты табамыз, барынша көп мүмкіндігі
болатын ара қашықтықта мобильді және базалық қабылдаушы-тапсырушы
станцияның сигнал-шуыл ара қатынасын, CDMA стандартының бұқаралық
түрде қызмет етуінің есеп-қисабы - ең үлкен жүкті тиеу сағатында
шақыруларды қабыл алмаудың ықтималдығы (шақырудың барлық арналар бос
емес кезінде түсу ықтималдығы), Эрланг Б барлық арналардың бос кезі, ал К
барлық арналардың бос емес кезі және бос емес арналардың орта саны.
Қаратау қаласында Huawei қытай бірлестігінің құрылғысы, дәлірек
айтқанда, ZXC10-BSS мобильді ұялы байланыс жүйесі анықталғандықтан, бұл
дипломдық жобада дәл осы құрылғы өзінің техникалық мінездемелерімен
қолданылады.
CDMA ZXC10-BSS мобильді ұялы байланыстың базалық станциясының
жиілік жылдамдығының артуы 1x1.2288 Мбитс дейін жетеді. Бір
информацияның жиілігі 1.25 МГц жетіп, ол 153.6 кбитс жоғары жылдамдықты
қамтамасыз етеді.
ZXC10-BSS CDMA - 450 мобильді цифрлық ұялы байланыстың орталық
компоненті болып келеді. Базалық станцияның ішкі жүйесі мен жылжымалы
станцияның (MS) арасында UM интерфейсі, ал жылжымалы коммутация
орталығында (MSC) А интерфейсі қолданылады. Базалық станцияның ішкі
жүйесі жылжымалы станциямен радиохабар айырбасы функциясын орындайды
және 153.6 кбитс максималды жоғары жылдамдықты пакетті беріліс қызметін
қанағаттандырады.
2.3.1
ZXC10-BSS базалық станцияның ішкі жүйелерінің жалпы
құрылымы. ZXC10-BSS базалық станциясының ішкі жүйесі екі бөлімнен
тұрады: базалық станцияның BSC контроллері және базалық станцияның BTS
қабылдаушы-таратушысы.
Базалық станция контроллері базалық станцияның ішкі жүйелерінің
басқару бөлігі болып келеді. Ол жоғары жылдамдықты HIRS
маршрутизациясының ішкі жүйесін, SVPS іздеуші вокодер ішкі жүйесін, PCFS
пакетті басқару ішкі жүйесін, CPS шақыруларды өңдеу ішкі жүйесін, BSM
базалық станцияның әкімшілік ішкі жүйесін және TS ырғақты синхрондау ішкі
жүйесін құрайды. BSC BTS-мен CDSU арқылы, MSC-ті SVICM арқылы, PDSN-
ді PCF арқылы қосылады. BSS жүйесінің эксплуатациясы мен техқызметі BSC
28
арқылы жүзеге асады. BSC сымсыз желіні басқаруға, шақыруларды өңдеуге,
жылжымалы станцияларды ауыстырып қосуға, сөйлесулердің кодтауына және
максималды 153.6 кбитс жылдамдығы бар пакетті берілулердің қызметтерін
жүеге асыруға жауап береді.
A
MS
UmИнтер фейс
BT S
R
F
S
B
D
S
C
D
S
U
C
D
S
U
S
V
I
C
M
Интер фейс
MSC
A bis Интер фейс
BSC
A10A11
Интерфейс
R
F
S
B
D
S
C
D
S
U
C
D
S
U
P
C
F
PDSN
BT S
BSS
2.3-сурет. ZXC10-BSS базалық станцияның ішкі жүйесінің құрылымдық
схемасы
BTS базалық станцияның қабылдаушы-тапсырушы бөлігі базалық
станцияның ішкі жүйесінің сымсыз бөлігі болып табылады. Оған BDS
біріншілік топтың жолағындағы цифрлық ішкі жүйесін, RFS радиожиілік ішкі
жүйесін және TFS ырғақты синхрондау ішкі жүйесін жатқызуға болады. BTS
базалық станцияның контроллерін басқаруда сымсыз беріліс функциясын және
басқа лайықты функцияларды атқарады. BDS ішкі жүйесінде модульдер ішкі
S_HIRS арқылы BTS қосылады және ол эксплуатацияны және техқызметті
жүзеге асыру үшін жергілікті қызмет ету орталығына қосылады.
BSC және BTS аймағында ZXC10-BSS базалық станциясының ішкі
жүйесінің бірнеше аппаратық қамтамасыз ету платасынан құрылған
программалық жүйесі орнатылған. Бұл программалық жүйеге бірнеше ішкі
жүйелер кіреді: OSS (Operating System Subsystem) операциялық жүйенің ішкі
жүйесі, SPS (Service Processing Subsystem) қызметтерді өңдеу ішкі жүйесі,
OMS (Operation and Maintenance Subsystem) эксплуатация және техқызмет
көрсету ішкі жүйесі және DBS (Database Subsystem) базалық берілістің ішкі
жүйесі. Бұл ішкі жүйелердің модульдері әр түрлі функцияларды бірге іске
асырады.
2.3.2 ZXC10-BSS базалық станциясының ішкі жүйесінің мінездемелері.
Оларға:
- жоғары жылдамдықты пакетті коммутация;
- келесі ұрпақ өнімімен келісушілігі;
29
- интеграл биіктігі: ZXC10-BSS базалық станциясының ішкі жүйесінде
алдыңғы элементтер молынан қолданылады;
- сенімділіктің жоғары болуы: 1+1 или N+1 артық кескін үйлесімі
тәсілдерінің қолдануы арқасында төлемдердің санын азайту көмегімен
сенімділікті арттыру;
- иілгіш кескін үйлесімі: сонымен қоса, ZXC10-BSS базалық станция-
сының ішкі жүйесі максимум 6 BTS жүйесімен қосыла алады. Қажеттілікке
қарай BTS 1 секторда 1 информациялық жиіліктен бастап 3 секторда 4
информациялық жиілікке дейін қамтамасыз етеді;
- үлкен қызметтерді, яғни: сөйлеу шақыру қызметін қамтамасыз ету
(сөйлеу кодтау жүйесі 8К, 13К, 8КEVRC), тестік шақыруды (Марков шақыруы,
Loop back шақыруы, TDSO шақыруы), беріліс шақыруы, схема қызметтерін
қамтамасыз ету (асинхронды берілістер, G3 факсі) және қосымша қызметтер.
2.3.3 BSS жүйесінің техникалық мінездемелері. ZXC10-BSS
базалық
станциясының ішкі жүйесі келесі техникалық қасиеттерге ие:
- пакетті коммутация желілік құрылымын қолдана отырып, әр порт
жылдамдығы 9.72 Мбитc дейін жететін 192 толық дуплексты портын ұсынады;
- радио қорларын басқару функциялары және базалық станция
мониторингісі бола отырып, BSS жүйесінің эксплуатациялық және техқызметін
басқаруын және базалық станцияны тестілеу қызметін атқарады;
- BTS желісінің жұлдыз тәрізді, ұзындық және айналма ұйымын
қамтамасыз ете отырып, BTS желісінің қосылу функциясын атқарады;
- фондық шуылдың әлсіреуінің жоғары қабілеттілігін қолдана оырып,
8KQCELP, 13KQCELP және EVRC алгоритмдерін жүзеге асырады;
- PDSN-пен басталатын MS, MSC және беріліс шақыруларының бастапқы
шақыруын қамтамасыз етеді: арна беріліс қызметін (асинхронды берілістер, G3
факс), 153.6 кбитс максималды жылдамдықты беріліс пакетінің қызметі;
- E1мен MSC қосулудағы 240 дейін максималды сан;
- максималды 7200 іздеуші вокодерлерді қамтамасыз ету;
- трафикті өңдеу мүмкіншілігі 5040 Эрл жетеді;
- барынша көп BTS қосылуы (базалық станция)-380 станция;
- пакетті берілістер 40000 PPP дейін жетеді;
- барлық сектордегі бірдей информациялық жиілікте арна платасы жалпы
арна блоктарының қолданылуын қамтамасыз етеді;
- тура және кері бағытта қуаттылықты басқаруды қамтамасыз етеді;
- макросоттарды, микросоттарды, пикосоттарды қамтамасыз етеді;
- бірнеше жұмсақ ауыстырып қосулардың түрін жүзеге асырады: BTS
ішкі жұмсақ ауыстырып қосулары, BSC ішкі жұмсақ ауыстырып қосулары,
BSC және BTS арасындағы ауыстырып қосулар;
- ауданды кеңейту және қысқарту қажеттіліктерін қанағаттандырады;
- TPTL сәуле шашатын байланыстардың күшеюін басқару функциянын
қанағаттандырады;
- радио интерфейс EIATIA IS-2000 Release 0 және TSB74 талаптарына
сай болуы;
30
- Band Class 0 (ұялы жиілік диапазоны 800МГц), Band Class 1 (жиілік
диапазоны PCS 1900МГц) және Band Class 5 (жиілік диапазоны 450МГц)
функцияларын қанағаттандырады.
2.3.4 ZXC10-BSS ішкі жүйесінің мінездемесі. SVBS ішкі жүйесі. Selector
Vocoder Bank Subsystem-толық ағылшын аты (іздеуші вокодер ішкі жүйесі).
BSS-тың BSC жүйесінде орналасқан SVBS ішкі жүйесі CDMA жүйесінің
сөйлеу қызметтерін, коммутациялық арна негізінде қызметтерді және SS7
сигнал берілуінің MTP1, MTP2 жүйесін іске асыратын орталығы болып
табылады. Оның негізгі функциялар мыналар:
- маршруттауды таңдау функциясы: кодты түрлендіру үшін жұмсақ
ауыстырып қосудағы көптеген маршруттаудың арасынан ең сапалысын таңдау;
- код түрлендіру функциясы: PCM 64К коды мен QCELP жылдамдықты
түрлендіру коды арасында;
- тура бағыттағы эхосигналды басу функциясы: тура бағыттағы PCM
жүйесінің эхосигналын басуы;
- жұмсақ ауыстырып қосуды анықтау және орындау;
- қуаттылықты басқару;
- сигнализацияны өңдеу функциясы;
- барлық BSC ішіндегі BTS және SVBS ішкі жүйесі арна қорларын жалпы
қолданыстың іздеуші вокодері ең аз физикалық бірлік ретінде пайдаланады;
Жүйенің құрылуы:
SVBS ішкі жүйесінің құрамына SVICM және SVM модульдері кіреді. Ол
орталық шкафтан және алты вокодерлік шкафтан тұрады. Әр вокодерлік шкаф
10 SVBS түзеді. Ал әрбір SVBS екеуі бір іздеуші вокодерді құрайды.
DIS
CO
SVICM
SVM
...
SVM
SVM
HW
MSC
E1
SVBS
2.4-сурет. SVBS ішкі жүйесінің құрылымы
SVBS ішкі жүйесінің негізгі функциясы CDMA жүйесіндегі іздеуші
вокодерді ұсыну, SVICM модульдерін басқару, BSS және MSC арасындағы
қызмет көрсету арнасын, сонымен қатар сигнализациясын қанағаттандыру
болып табылады.
PCFS ішкі жүйесі. PCFS ішкі жүйесінің толық аты-пакетті басқару
функциясының ішкі жүйесі, пакетті басқарудағы жалпы қолданыстағы
31NIM
қорлардың ең кіші бірлігі болып келеді. Ішкі жүйенің негізгі функциялары:
GRE берілісін герметизациялау үшін жұмсақ ауыстырылып қосатын бірнеше
маршруттар арасынан ең сапалысын таңдау. GRE және RLP пакеттері арасынан
қолайлы функциясын бөліп алу. A9, A11 интерфейстері арқылы A8 және A10
сымдарын құру, қызмет атқару және тарату. Жылжымалы станция мен PDSN
арасында PPP сымдарын құру. Пакетті беріліс қызметін аяқтау. Базалық
станцияның ішкі желі интерфейстерін ұсыну. Базалық станцияның
программалық қамтамасыз етудегі функцияларына байланысты әр түрлі
функцияларды ұсыну. Мысалы, RLP протоколы, қуаттылықты басқару,
ауыстырып қосуды басқару және т. б.
Жүйенің құрылуы: PCFS ішкі жүйесінің логикасының құрамына PCF
және PCFIM модульдері кіреді; PCFS ішкі жүйесінің құрылысына PCF және
CFIM платалары кіреді.
Жалпы құрылымы 2.5 суреттен көруге болады.
2.5-сурет. PCFS ішкі жүйесінің толық құрылымды схемасы
Яғни, PCFS ішкі жүйесі бір функционалды PCFIM пакетті интерфейс
... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz