Компьютерные инструменты для автоматизированного проектирования беспроводных сетей
 

А. Гуреев, А. Соколов

Компьютерные инструменты для автоматизированного проектирования беспроводных сетей

Проблема планирования беспроводных сетей представляет собой трудоёмкую задачу, решить которую без использования компьютерных средств в современных условиях невозможно. Вызвано это сложностью решаемых на данном этапе вопросов, в число которых входят:

  • выбор мест размещения и режимов работы радиоаппаратуры;
  • частотное планирование;
  • минимизация внутрисистемных помех;
  • максимальный охват территории с требуемым качеством передачи информации;
  • обеспечение электромагнитной совместимости (ЭМС) планируемой и существующих сетей.

Качество получаемого результата зависит от того, насколько точно в процессе планирования учтены особенности местности, параметры аппаратуры, источники возможных помех и множество других факторов, учесть которые без использования автоматизированных компьютерных инструментов в современных условиях невозможно. Основными требованиями к таким системам являются:

  • максимально полное использование исходных данных, в том числе:
  • карты местности;
  • карты распределения нагрузки (трафика) на местности;
  • технических характеристик применяемого оборудования;
  • координат и технических характеристик радиосредств, функционирующих в рассматриваемом регионе;
  • использование строгих математических моделей расчёта параметров распространения сигнала;
  • максимально полный набор рассчитываемых характеристик сети, позволяющий всесторонне оценить качество её работы.

Этим требованиям в полной мере удовлетворяет российский пакет RPS-2 [1-4], предназначенный для автоматизированного проектирования беспроводных сетей различной архитектуры (радиорелейных, транкинговых, сотовых), применяющих различные стандарты передачи данных. Использование системы позволяет в сжатые сроки разработать проект новой сети или расширить уже развёрнутую сеть, оценить её достоинства и недостатки, проанализировать показатели электромагнитной совместимости проектируемой сети с другими сетями, работающими в той же местности, и оптимизировать характеристики с учётом конкретных географических условий местности при заданном распределении трафика и источников помех.

Программа работает на основе электронных карт местности, представленных в одном из стандартных форматов ("MapInfo", "ArcInfo" и так далее), которые с помощью прилагаемого конвертора преобразуются во внутренний формат программы, более экономный с точки зрения скорости проведения расчётов (рис. 1). При необходимости, не выходя из программы, картографические данные можно отредактировать, добавив новые объекты (неучтенные высотные здания, мачты, трубы и другие препятствия).

Интерфейс программы RPS-2 с картой анализируемого региона
Рисунок 1. Интерфейс программы RPS-2 с картой анализируемого региона

В пакет встроена пополняемая и редактируемая пользователем база данных параметров аппаратуры (рис. 2) (частотного диапазона, диаграмм направленности и усиления антенн, частотных и энергетических характеристик приёмопередатчиков, потерь в фидерах и так далее), с помощью которой можно ввести или отредактировать характеристики нужного устройства и использовать их в дальнейших расчётах. Имеется возможность автоматизированного ввода параметров аппаратуры из электронных каталогов наиболее известных производителей оборудования беспроводных сетей (например, диаграмм направленности антенн фирмы Katthrein).

Программа позволяет:

  • размещать радиостанции в заданном месте рассматриваемой территории, работающие в любом из применяемых в России и за рубежом стандарте (NMT-450, AMPS, D-AMPS, GSM, IS-95, IEEE 802.11, SmarTrunk, TETRA, MPT 1327, EDACS и т.д.). Кроме того, пользователь имеет возможность определить свой стандарт проектируемой сети, введя его основные параметры: частотный диапазон, ширину канала и так далее;
  • определять для радиостанций оптимальный состав оборудования из базы данных, которая может пополняться и редактироваться пользователем;
  • задавать и редактировать распределение плотности трафика в рассматриваемом регионе, что позволяет анализировать характеристики сотовых и транкинговых систем в условиях различной загрузки;
  • рассчитывать, отображать на экране и выдавать на печать основные характеристики планируемой сети:
    • область прямой видимости радиостанций;
    • уровень сигнала радиостанций в заданной окрестности (покрытие) с учётом диаграмм направленности антенн;
    • требуемую мощность излучения абонента;
    • помехи от близлежащих и удалённых радиостанций;
    • отношение сигнал/шум в прямой и обратной линиях с учётом всех видов внутрисистемных и внешних помех;
    • зоны, обслуживаемые секторами базовых станций, реальную нагрузку на них и требуемое число частотных каналов для обслуживания абонентов с заданным качеством; зоны, в которых происходит переключение абонентов с одной станции на другую, или с одного их сектора на другой (зоны hand-off);
    • сбалансированность прямой и обратной линий базовых станций;
    • рассчитывать показатели электромагнитной совместимости (уровень взаимных помех) планируемой сети с другими сетями; оптимизировать параметры планируемой сети путём изменения местоположения радиостанций, а также варьируя состав и технические характеристики размещаемого на них оборудования (программа снабжена удобным пользовательским интерфейсом, обеспечивающим возможность интерактивно проводить указанные изменения);
    • отображать результаты измерений уровня принимаемого сигнала и сравнивать их с результатами расчёта с последующей оптимизацией параметров применяемых математических моделей расчёта.

Ввод и редактирование параметров антенн в базе данных программы RPS-2
Рисунок 2. Ввод и редактирование параметров антенн в базе данных программы RPS-2

При расчёте характеристик сети пользователь имеет возможность выбрать одну из рекомендованных МККР моделей распространения радиоволн (статистические модели Хата и Уолфиш-Икегами и т.п.) или модель, основанную на строгом анализе профиля радиолинии с выделением препятствий и учётом дифракционных потерь на них, поиском точек отражения и учётом соответствующих потерь. Имеется также возможность учесть дополнительные потери в листве деревьев, эффекты дифракции на крышах и экранировки в городской местности.

Покрытие, рассчитанное с помощью программы RPS-2
Рисунок 3. Покрытие, рассчитанное с помощью программы RPS-2

Пакет RPS-2 можно использовать для планирования как макро-, так и микроячеек сотовых сетей, включая микросотовые системы, работающие внутри зданий. Имеется возможность импортировать результаты измерений характеристик сети и сравнивать их с расчётом.

RPS-2 состоит из следующих программных модулей:

  • модуль расчёта радиорелейных сетей;
  • модуль расчёта транкинговых и сотовых сетей всех стандартов;
  • модуль расчёта сетей в стандарте CDMA;
  • модуль расчёта сетей, работающих внутри зданий;
  • модуль импорта результатов эксперимента, их отображения, сравнения с расчётом и корректировки параметров используемых моделей по результатам этого сравнения;
  • модуль расчётов, связанных с разработкой санитарного паспорта места;
  • автоматический конвертор цифровой карты из стандартного формата во внутренний формат представления картографических данных.

Сравнение пакета RPS-2 с наиболее известными зарубежными аналогами [5-14] позволяет сделать вывод о том, что по своим функциональным возможностям, точности и полноте расчёта характеристик сети, по удобству пользовательского интерфейса, программа RPS-2 этим аналогам не уступает, но выгодно отличается от них ценой, русским интерфейсом, доступностью технической поддержки и сопровождения.

Дополнительную информацию по данному продукту можно получить в компании "ЭлекТрейд-М" по адресу info@eltm.ru или телефону (095) 974-1480. Имеется демо-версия программы.

Литература

  1. RPS-2: программный пакет для планирования радиорелейных, транкинговых и сотовых сетей // Россия и мир. Наука и технология, 2002. № 1. С. 28–31.
  2. RPS-2: программный пакет для планирования радиорелейных, транкинговых и сотовых сетей // Эколинк, 2002. № 1.
  3. Гуреев А.В., Кустов В.А. Компьютерное моделирование беспроводных сетей и проблемы их электромагнитной совместимости // Электронный журнал «Исследовано в России». 134. 2002. С. 1505–1518. http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2002/134.pdf.
  4. Баутин О.О., Гуреев А.В., Корнилов А.Р., Петров В.М., Соколов А.Г. Компьютерные инструменты для планирования радиосетей // Мобильные системы. 1998. № 4. С. 40–43.
  5. www.awe-communications.com.
  6. www.atdi.co.uk.
  7. www.forsk.com.
  8. www.edx.com.
  9. www.LStelcom.com.
  10. www.msi-world.com..
  11. www.comm-data.com.
  12. www.vt.edu/mprg.
  13. www.mlj.com.
  14. www.softwright.com.
 
Автор документа: Сергей Гаврилюк , http://www.gaw.ru"
Дата публикации: 08.08.2007
Дата редактирования: 08.08.2007
Кол-во просмотров 3500
 
 Все новости одной лентой


подписка на новости

Подпишись на новости!

Продажа силового и бронированного кабеля и провода в Москве



Мероприятия:

17-я международная выставка ChipEXPO - 2019