Тарау қорытындылары

2 тарау қорытындылары

Жүргізілген зерттеулер БС салынуы белгіленген сымсыз байланыс жүйелерінің жұмыс жасау шарттарына тәуелді болатынын көрсетті: БС-ның АС-ға (төмендемелі) тасқыны өрлеме тасқыны шамасынан асады; БС секторлы антеннасының бағыттама диаграммасы ені АС антеннасының бағыттама диаграммасы енінен 10 есе үлкен; көпсекторлы БС түрлі секторлы АС-мен бір уақытта жұмыс істейді; БС басқа да радиожүйелерді орнатататын биік ғимарат не антенна жақтауларына тұрғызылады, нәтижесі кедергілердің жалпы деңгейіне әкеліп соқтырады. БС антенналарының биікте орналасуының өзі кедергілердің саны мен деңгейінің ұлғаюына алып келеді.

Одан бөлек, БС антенналарының биікте орналасуы кедергілердің саны мен деңгейінің өсуіне алып келеді. Тиісінше, сигнал/шу қатынасы АС-дан нашар.

Тарату жылдамдығын арттыру көрші жүйелердің жұмысына кедергі келтірмейді. Деректерді қабылдау жылдамдығының арттырылуы кедергіге қарсылықтың төмендеуіне алып келеді. Көпсекторлы БС-да БС-АС бағытындағы жылдамдық 48 Мбит/с аспауы тиіс, кері бағытта -24 Мбит/с..АС-ның дерек тарату жылдамдығы диапазонын төменнен шектеу қажет, не болмаса әрбір клиенттің жылдамдық деградациясын бақылап отыру қажет. Атбасар ст. сынды суық аймақта Р300 опциялы және БС құрылғыларының барлығы дерлік кеңейтілген температуралы диапазондармен таңдалуы тиіс.

3ХХХ

3.1 Жиілікті сотада қайта қолдану, проект шартына бағдарланған.

OFDMA технологиясы жіберілетін eNB қосымшалардың қуатын басқара алады, соның салдарынан жиіліктерді қайта пайдаланудың түрлі әдістерін қолдану мүмкіндігі туады. Басымдылық жиіліктерді баяу және бөліп пайдалануға береді, себебі каналдардың өткізгіштік қабілетін арттырады. Жиіліктерді баяу пайдалану кезінде қайта пайдалану коэффициенті бірге тең, яғни әрбір сотада жүйенің барлық жолақтары қолданылады деген сөз.

Жиіліктерді бөлшектей пайдалану кезіндегу коэффициент бірден аз [3].

А) баяу Б) бөлшектенген

3.1 сурет – жиіліктерді қайта пайдалану нұсқалары

Желі жобаланмасы кезінде ұйғарымды минималды деңгейдегі сигнал/шу қатынасын сақтап, ең үлкен жиілік диапазонын қолданып қақ ортаны табу маңызды.

Бар бағытты антенна кластері үшін Q параметрлі жеткіліксіз шама проблемаларын шешудің бірнеше басты жолдары бар.

Кластердегі жүздіктер санын ұлғайту әдістерін қарастырайық.

Бірінші әдіс - жүздіктер санын кластерде ұлғайту. Ұялы құрылым жүздіктерді көбейту, жүздіктердің көлемін кішірейту мен таратқыш қуатын азайту арқылы каналдардың, барлық жүйенің өткізгіш қабілетін ұлғайтуға жағдай туғызады. Дегенмен жүздіктер радиусын кішірейтудің айқын артықшылықтармен қатар кемшіліктері де бар:

- Жобаланатын аймаққа базалық станция мен антенналардың саны көп мөлшерде орнатуға тура келеді, ол өз кезегінде қосымша қаржылай шығынды қажет етеді;

- WiMAX стандарты каналдарды уақытша жиіліктік бөлуге (FDMA) жатқанымен, кластерде жүздіктерді көбейту жекелеген жүздіктердегі канал сандарының азаюы мен трафиктің азаюына алып келеді.

Екінші әдіс 60º пен 90º бағыттылық диаграммасы енімен секторлық антенналарды қолдану кезіндегі каналдас кедергілердің әлсізденуімен түсіндіріледі. Яғни әрбір жүздік тиісінше төрт не алты секторға бөлінеді.

Жүздіктердің секторлы құрылымдарын қолдану кезінде қалыпты жиілікте жұмыс жасайтын көршілес базалық станциялардың каналдас кедергі беру әсері төмендейді. Алайда кемшілігі де баршылық:

- Базалық станцияның алты секторының біріне жеке антенно-фидерлік тракт кетеді, ол өз кезегінде қосымша қаржылай шығынды қажет етеді.

Енді жүздіктерді аралас жоспарлауды қарастырайық.

Жүздіктердің жиегіндегі каналдас кедергілерге байланысты проблемалардың шешімі – WiMAX стандартында жиіліктерді қайта бірліктіре қолданудың әдісі болып табылады, яғни жүздіктерді бірліктіре жоспарлау. (FFR). FFR-де жүздіктің жиегінде орналасқан қолданушылар барлық қолжетімді кіші каналдардың белгілі бір бөлігін ғана қолданса, ішкі қолданушылар, яғни жүздіктің ортасындағылар барлық кіші каналдарды қолданады.

Жүздік шетіндегі қолданушылар Reuse-3 (R3) жиіліктерін қолданады, жүздік ортасындағылар Reuse-1 (R1) жиіліктерімен жұмыс істейді. Кадр жіберу процессінде R3 абоненттері Reuse-1 аймағынан уақытқа бөлінген R3 аймағына топтасқан. FFR әдісінің артықшылығы кедергі көзінен физикалық аластату арқылы жүздік шетінде орналасқан абоненттерге сигналдың өте жақсы сапасын ұсынатындығында.

Сигнал сапасын жақсарту жүздік шетіндегі қолданушыларға өткізгіштік қабілетін арттырады. Бірақ ол каналдарды онша тиімді емес спектрлік бөлу арқылы жүзеге асады. Осылайша артықшылық пен кемшіліктерді таразы басына салып, талдау жасау керек.

WiMAX стандартында каналдарды уақытша дуплексті бөлу қолданылады (TDD) . TDD кезінде ақпарат таратуды бір бірінен қорғаныстық интервалмен бөлінген каналдарда «жоғары» (UL) және «төмен» бағытымен белгілі бір уақыт аралығында біртіндеп орындайды.

Сөйтіп жіберілетін кадр екі субкадрға бөлінген. Онымен қоймай, субкадрда R1 және R3 жиіліктері аймағы бар. Олардың желіде жұмыс істейтін барлық жүздіктермен ортақ шекаралары бар, соның әсерінен R1 және R3 арасындағы аймақаралық кедергілер болмайды.

Бірақ жүздіктегі жүктеулер мен қолданушылардың орын ауыстыруы есебінен аймақтар шекарасында динамикалық өзгерістер орын алады. FFR әдісінің өзекті қырының бірі : аймақтан уақытылы ажыратып, аймаққа уақытылы қосу және ҰС орын ауыстыруындағы өзгерістер мен сигнал сапасына сәйкес келетін R1 және R3 аймақ абонененттерін анықтау. Базалық станция (БС) ұялы станциядан (ҰС) сигналды тұрақты қабылдап отыруы керек. Ұялы станцияның тез қозғалысы кезінде сигналдарды өңдеп, жаңарту жылдамдығы жиі болуы керек.

Базалық станцияның зоналарын белгілі бір тұтынушыға қамтамасыз ету үшін бірнеше параметрлерге негізделу керек. Бұл параметрлер МС-дан БС-ға дейінгі сигналдар арасынан анықталу керек. Бұл айтылғаннан ескеретініміз FFR принципі елеулі, ол жүздік шетінде орналасқан тұтынушылардың каналдас бөгеуілдеріне қатысты мәселелерді шешу үшін арналған. Сондықтан, зона тағайындау параметрлері БС-дан МС-ға дейін қарастырылған.

БС бір уақытта еки зонамен де жұмыс істейді, ол R1 де R3 болуы мүмкін, зонадан зонаға өту шегін реттейді.

Бірақта зона тағайындау принціпінің басты кешілігі, сигналдың сапасы Бс-дан дейінгі ара қашықтықты міндетті түрде реттемейді, себебі тез қату және тез көлеңкелеу деген сияқты аталмыш эффекттер үшін.

WiMAX стандартын бағалау процесінде ең маңызда параметрлерінің бірі жеткілікті жақсы сапа сигналымен қамту, ол қызмет көрсете алатын тұтынушалар процентін сипаттайды.

3,2, БС-ны толық желісін радиолау үшін қажетті есептеулер.

Дипломдық жұмыстың екінші бөлімінде анықталғандай базалық станцияның антеннасының максималды радиотолқын тарату қашықтығы r=0.65 км.

Бір жүздіктің ауданы мына формуламен анықталады:

S₀ = π∙r² , (3.1)

S₀ = 3,14∙0,652 = 1,32 кв. км.

WiMAX желісін жобалау іске асатын территорияның ауданы мынаған тең: S=18.2 км,

Онда БС саны жүздік санына теңеседі:

(3.2)

N = 18,2/1,32 =13,71 ≈14 сот.

SkyMAN қондырғысының техникалық мүмкіндіктері базалық станцияның бір секторына 150 абоненттік станция қосуға мүмкіндік береді.

Онда бір базалық станцияға қосылатын максималды абоненттер саны: N_аб = 900.

Сонымен барлық желі өзіне N_п.аб = 900∙14 =12600 потенциалды абоненттерді қоса алады.Ол Атбасар станциясының 6,3% халық санын құрайды.

3,2-сурет. БС-ны жобалау және орналастыру жоспары

Енді жобаланатын желінің жүктемесін есептейік.

Жобаланатын желінің R_N орташа өткізгіш қабілетін БС саны мен БС-ның өткізгіш қабілетінің орташа шамасына көбейту арқылы табамыз. Формула мына үлгіде:

R_N=R_БС*N.

R_N= 406,08*14=5685,12 Мбит/с

Әрі қарай жобаланатын желі сыйымдылына баға беріп есептелген шамасымен салыстырайық. ЧНН-дегі бір абоненттің орталама трафигін анықтайық:

Мұндағы Т_Т – бір абоненттің айлық орташа трафигі, Т_Т = 30 Гбайт/ай; q=қалалы жер үшін коэффициент; q= 3; N_ЧНН – бір күндік ЧНН саны; N_ЧНН = 7; N_Д = бір айдағы күн саны; N_Д = 30.

R_T*ЧНН= (30 * 3)/(7*30) = 0,42 Мбит/с

ЧНН-да R_{общ./ЧНН} формуласы бойынша жобаланатын желінің жалпы трафигін анықтайық:

R_{общ./ЧНН} = R_т.ЧНН ∙ N_п.аб (3.5)

Мұндағы N_п.аб -желінің потенциалды абоненттер саны.

R_{общ./ЧНН} = 0,42 · 12600= 5292 Мбит/с.

Осылайша

ҚОРЫТЫНДЫ

Аталған желінің жобалануы барысында абоненттерді сапалы қызметпен қамтамасыз етуге арналған барлық факторлар қарастырылып, талданды.

WiMAX желісі радиосигналдарын таратуды бағалау тәсілдемесі кезінде өте ойлы-қырлы жер (рельеф) мен қала құрылысының тығыз орналасқан жағдайларда радиосигналдардың таралу факторлары ескерілді. БС таратушы-қабылдау антенналар жұмысының максималды радиусы есептелді. Желі сыйымдылығын бағалау кезінде мультимедиа мен жоғары жылдамдықпен деректерді тарату, сондай ақ Атбасар ст. ауданының территориясы аумағын түгелімен қамту сынды қызметтерде абоненттердің қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін қанша базалық станция тұрғызылу керектігі анықталды.

Дипломдық жұмыс мақсаты – Атбасар ст. территориясында кеңжолақты Интернет байланыс желісінің ұйымдастырылуы, қол жеткізілді.

Жұмыстың міндеті болған каналдардың Максималды мүмкін өткізгіштік қабілеті кезіндегі радиотолқындарды тарату қашықтығы есебі, сонымен қатар Атбасар ст. территориясын толық радиоқамту орындалды.

Жұмыстың мақсатын оңтайлы жүзеге асыру үшін WiMAX стандарты базасының негізіндегі технология таңдалды. Аталған технология бүгінгі күні перспективаға толы. WiMAX желісі жобалануы кезінде Атбасар ст. фрагменті мысалында келесі міндеттер орындалды.

- WiMAX технологиясына шолу орындалды, оның басқа кеңжолақты байланыс технологияларынан өзгешелендіретін белгілері айқындалды;

- WiMAX базасы негізінде тұрғызылатын желілердің қолданылған басты принциптері қарастырылды;

- Атбасар ст.-да WiMAX желілерін тұрғызу кезінде қолданылған құрылғы сипатталды.

Жүргізілген зерттеулер бойынша, БС құрылысы белгіленген сымсыз байланыс жүйесінің жұмыс шарттарына тәуелді екені анықталды: БС-дан АС ағыны (төмендемелі) өрлемелі ағынды едәуір асып түседі; БС секторлы антеннасының бағыттама диаграммасының ені АС антенна бағыттама диаграммасы енінен шамамен 10 есе үлкен; БС биік құрылыстар немесе антенна тіреуіштерінде тұрғызылады, оларға жалпы кедергі деңгейінің арттыруына әкеліп соқтыратын басқа да радиожүйелерді орнатады.

Онымен қоса, БС антеннасының биікте орналасуы кедергілер саны мен деңгейінің артуына алып келеді. Тиісінше, БС-дағы сигнал/шу қатынасы АС-дағыдан әлдеқайда төмен.

Тарату жылдамдығының артуы көрші жүйелердің жұмыс шарттарын мүлдем төмендетпейді. Қабылдау жылдамдығының артуы кедергіге қарсы тұрудың төмендеуіне алып келеді. Көпсекторлы БС-да БС-АС бағыты бойынша жылдамдық 48 Мбит/с аспауы керек, кері бағытта – 24 Мбит/с. АС тарату жылдамдығын ретке келтіру диапазонын төменнен шектеу керек, немесе әрбір клиенттің жылдамдық диапазонын бақылап, жылдамдықты автоматты таңдау механизмін қолдану керек.

WiMAX стандартын бағалау кезінде қызмет көрсетіле алатын қолданушылардың пайызын анықтайтын сигналдың жақсы сапасы мен онымен қамту маңызды параметрлердің бірі болып табылды.

Техникалық есеп жүргізу үшін БС қамту аймағы анықталды. Дегенмен есеп қорытындылары жуықталып алынғандығын ескеру қажет, оның әсерінен ситуацияның идеализациясы үшін нақты жағдайды суреттей алмайды. Себебі есептемелерде келесі факторлар қарастырылмады:

- Трассадан бірнеше сына тектес бөгеттердің табылуы мен құрылыс салу қиындығы;

- Басқа станциялардың әсері;

- Метеорологиялық жағдайлар мен атмосфералық ауа жағдайы және т.б.

ЧНН-дегі жобаланған желінің жалпы трафигін анықтау кезінде 5292 Мбит/с өлшемі алынды; яғни R_N >R_{общ/ЧНН}. Бұл жағдай жобаланатын желінің ЧНН-дегі артық салмақ түсулерге ұшырамайтынын көрсетеді.

Есептеулер нәтижесі бойынша, БС зонадан зонаға ауысу ретін бағыттап, барлық зоналармен қатар жұмыс істейді.

Алайда, шапшаң тоқтап, көлеңкелеу ретінде белгілі эффектілер әсерінен сигнал сапасы БС-мен міндетті арақатынас орнатпайды. Бұл зоналардың тағайындалу принципінің басты кемшілігі болып табылады.