Proiect Final de an
description
Transcript of Proiect Final de an
2
Mod. Coala N.Document Semnat Data
Efectuat
VerificatBahna V. Lit. Coala Coli
16Avram I.Consultant
Proiectarea unei reţele inteligente de comunicaţii mobile celulare în sistemul GSM
UTM FIMET IMTC-091Aprobat
Contr.norm.
CUPRINSDate inițiale 21NOŢIUNI GENERALE 3
2 PROIECTAREA UNEI REŢELE CELULARE DE COMUNICAŢII
MOBILE 8
2.1 Calculăm numărul de canale într-o celulă 8
2.2 Calculăm numărul de celule într-un claster 8
2.3 Calculăm distanţa de reutilizare a frecvenţei, după 2 metode şi
repartizăm celule în cluster şi în afara lui 9
2.4 Repartizarea canalelor in seturi pe celule după algoritmul de
distribuire fixă a canalelor 11
2.5 Planul de frecventă,canalul duplex 12
2.6 Calcularea capacităţii sistemului 13
CONCLUZII
BIBLIOGRAFIE
IMTC 525.8.091.003 PA
Coala
3Mod Coala N. Document Semnat Data
NOŢIUNI
Apariţia sistemului NMT (Nordic Mobile Telephone)
Iniţial sistemul NMT a fost implimentat şi inventat în 1978, însă din cauza creşterii
mari a numărului de abonaţi acest sistem s-a „săturat” foarte repede şi de aceea în
1986 a fost implimentat sistemul NMT 900, care în afară de numărul mărit de canale
permitea de a realiza şi o parte de funcţii noi.
NMT este bazat pe tehnologia analogică (prima generaţie sau 1G) si care se clasifică
în două sisteme: NMT-450 şi NMT-900.A fost proiectat iniţial pentru a opera în
banda de 450 MHz, dar din cauza capacităţii limitate a fost creat de funcţionare
versiunea modernizată în banda de 900 MHz.
Reţeaua NMT a fost deschisă în Suedia şi Norvegia în 1981, şi în Danemarca şi
Finlanda în 1982. Islanda a aderat în 1986. Cu toate acestea, primul serviciu
comercial a fost introdus în Arabia Saudită, la 1 septembrie 1981 la 1,200 utilizatori,
cu o lună înainte de Suedia. Prin 1985, reţeaua a crescut la 110.000 de abonaţi în
Scandinavia şi Finlanda, Norvegia numai în 63300 de abonaţi, ceea ce a făcut să fie
cea mai mare reţea de telefonie mobilă la momentul respectiv.
Initial utilizat numai în ţările nordice, Letonia, Elveţia, Olanda, Ungaria, Polonia,
Bulgaria, România, Republica Cehă, Slovacia, Slovenia, Serbia, Turcia, Croaţia,
Bosnia, Ţările Baltice şi Rusia şi în Asia .
Construirea sistemului:
Sistemul NMT se compune din trei elemente de bază:
-MTX - centrale de radio-sistem, responsabil pentru controlul de reţea şi comunicaţii
cu reţeaua de telefonie publică;
-BS - staţia de bază, care este responsabil pentru comunicarea cu staţii mobile prin
intermediul unei interfeţe radio;
-MS - statia mobile;
IMTC 525.8.091.003 PA
Coala
4Mod Coala N. Document Semnat Data
MTX - Sediul central
MTX (Mobile Telephone eXchange) exercită funcţiile de control şi de
comutare. Centrale MTX pot fi legate de schimburile la nivelul unei reţele fixe de
centre internaţionale, de tranzit sau locale. MTX panoul de control se conecteaza la
staţiile de bază, folosind linii fixe. Staţie de bază BS comunică cu staţiile de telefonie
mobilă MS situate într-o zonă deservită de aceasta prin intermediul interfeţei
radio. Sarcina de staţia de bază BS este supravegherea, de asemenea, calitatea
conexiunii cu statia mobila. Sistemul NMT, legături permanente, se aplică sistemul
de semnalizare CCITT No. 7 În timp ce în contact cu R2 mai puţin avansate reţele
fixe de semnalizare.
BS - staţia de bază
Staţia de bază se compune din:
Sistemul de cuplare este compus de transmitere a semnalelor utilizând aceeaşi
antenă în direcţia de radiodifuziune;
dotari pentru toate radio canal de frecvenţă;
modulator de frecvenţă înaltă pretratare semnal în direcţia de primire;
Staţie de bază BS conţine, de asemenea, un sistem de alimentare cu energie şi a
sistemului de antenă. Frecvenţa canal este operat de sistemul de receptor, emiţător şi
de control. Sistemul de control îndeplineşte următoarele atribuţii:
oprirea transmiţătorul;
transfer de informaţii către şi de la MTX de control;
alocare de canale;
Looping pentru testarea de link-uri primite la MTX de control;
trimite alarme la MTX de control;
IMTC 525.8.091.003 PA
Coala
5Mod Coala N. Document Semnat Data
Zona Centralowym acoperit o zona numita îndemâna tuturor staţiilor de bază într-un
BS în MTX de control. Domeniile de capete capului sunt împărţite în fragmente mai
mici, numite regiuni de trimiteri. Datele privind amplasarea staţiilor mobile de statele
membre sunt stocate în sistem, cu o precizie de trimiteri la zona.
MS - statii mobile
Sistemele NMT sunt utilizate în staţiile portabile, portabile si transportabile
mobile. Camera poate, de asemenea, slot pentru statia mobila. NMT sistem permite
mobil de control centrala. Emiţătorul se face pentru a consolida semnalul analogic şi
modulaţie de frecvenţă FM. Receptorul include un generator local, amplificator,
grade şi dublă schimbare de frecvenţă demodulator. Transmite semnale într-un mod
digital, asa ca pentru acest scop a fost instalat în modulator terminal şi frecvenţa
semnalului de la demodulator FSK cheilor. Funcţionare a terminalului este făcută
posibilă de către microprocesor. Acesta controlează legatura cu MTX de control,
controlează şi monitorizează comunicaţii radio cu interfaţă cu utilizatorul
pentru: difuzor şi microfon, ecran, tastatura alfa numerica.
Sistemul NMT constă şi din linii de legătură:
a.între MSC şi PSTN, care sunt realizate prin cablu;
b.între MSC şi BS în care se utilizează semnalul de frecvenţă înaltă, care se
realizează prin cablu alectric sau fibră optică.
Caracteristicile de bază ale sistemului NMT
Există 2 variante de realizare a sistemului NMT: NMT 450 şi NMT 900.
Sistemul NMT este primul sistem complet automatizat în care a fost efectuată
decentralizarea parţială a funcţiilor de bază.
NMT – este un sistem analogic cu utilizarea tehnologiei de acces FDMA.
Caracteristicile tehnice de bază a NMT 450 sunt:
IMTC 525.8.091.003 PA
Coala
6Mod Coala N. Document Semnat Data
ΔF1 = 453÷457,5 MHzΔF2 = 463÷467,5 MHzΔF = 4,5MHzΔFd = 10MHzΔfc = 25(20)kHzN1 = ΔF1 / Δfc = 180 canaleN2 = ΔF2 / Δfc = 225 canale
Caracteristicile tehnice de bază a NMT 900 sunt:ΔF1 = 890÷915 MHz = 25MHzΔF2 = 935÷960 MHz = 25MHzΔFd = 45MHzΔfc = 25(12,5)kHzN1 = ΔF1 / Δfc = 1000 canaleN2 = ΔF2 / Δfc = 2000 canale
Sistemele de transmisie, NMT 450 şi NMT 900, folosit analog FM modulare deviaţia
frecvenţe f = 3 kHz. Fiecarei direcţii de transmisie îi sunt alocate o bandă de
frecvenţă cu conexiune duplex. Lăţimea de canale de frecvenţă este de 25 kHz.
Sistemul NMT este proiectat să funcţioneze în benzile de frecvențe: 450 MHz şi 900
MHz. În banda de 450 MHz alocate la două benzi de frecvenţe la 4,5 MHz. Acest
lucru ţine de 180 bi-direcţional canale. Ecartul duplex între liniile de transport este de
10 MHz. Cu toate acestea, în 900 MHz două compartimente au fost separate de 25
MHz fiecare. Fiecare conţine 999 de canale de frecvenţă. La capetele de
compartimente separate de protecţie lăţimea de bandă este de 12.5 kHz, iar intervalul
dintre liniile de transport a fost extins la 45 MHz. DTM 900 permite utilizarea de
canale, cu o lăţime de 12.5kHz. Aveţi posibilitatea să obţineţi apoi aproximativ 2000
de canale. Schema bloc simplificată a sistemului NMT este:
Schema 1.Schema bloc simplificată a sistemului NMT
IMTC 525.8.091.003 PA
CT
MSC 1
BS1BS2 BS3
ME
AT1
CL CT MSC 2 BS4 BS5 BS6ME
AT3
AT2
AT4 AT5
PSTN PLMN
I
Coala
7Mod Coala N. Document Semnat Data
Elementele componente ale schemei sunt:CT – centrala de tranzitCL – centrala localăI – interfaţa MSC – centrul de comutaţie a abonaţilor mobiliAT – arie de trafic
Funcţionarea sistemului NMT
Tipuri de canale radio utilizate.
Legătura abonaţilor mobili cu BS se efectuează pe canalele radio alocate. În
dependenţă de funcţiile realizate aceste canale se clasifică în:
1. Canale de trafic – sunt canalele ce se utilizează pentru transmiterea informaţiei
utile după realizarea legăturii. Întotdeauna într-o celulă trebuie să existe un
canal de trafic ce este marcat ca un canal liber.
2. Canale de căutare – sunt acelea pe care BS transmite un semnal de apel către
abonatul mobil. Pentru urmărirea poziţiei abonatului mobil în reţea în starea lui
de aşteptare şi pentru comunicaţii de trafic în cazurile unui trafic intens, sunt
markate cu un semnal special de canale de căutare.
3. Canale de acces – (numai la NMT 900) sunt canalecare au rolul de a transmite
un apel de la ME spre BS pentru obţinerea unui canal de trafic după recepţia
semnalului MSC. Selectează canalul de trafic îl transmite la BS care-l ordonă
pe ce canal să se acordeze.
4. Canale combinate de trafic şi căutare – se utilizează pentru transmiterea
apelului de la BS la ME la regim de trafic intens se utilizează ca canale de
trafic.
Transmitere
Sisteme de transmisie de vorbire, NMT 450 şi NMT la 900, folosit analog FM
modulare deviaţia frecvenţe f = 3 kHz. Fiecare direcţie de transmisie sunt alocate o
bandă de frecvenţă utilizate separat conexiune duplex. Lăţimea de canale de frecvenţă
este de 25 kHz. NMT sistemul este proiectat să funcţioneze în benzile de frecvenţă
IMTC 525.8.091.003 PA
Coala
8Mod Coala N. Document Semnat Data
două: 450 MHz şi 900 MHz. În banda de 450 MHz alocate la două benzi de frecvenţe
la 4,5 MHz. Acest lucru ţine de 180 bi-direcţional canale. Ecartul duplex între liniile
de transport este de 10 MHz. Cu toate acestea, în 900 MHz două compartimente au
fost separate de 25 MHz fiecare. Fiecare conţine 999 de canale de frecvenţă. La
capetele de compartimente separate de protecţie lăţime de bandă de 12.5 kHz, iar
intervalul dintre liniile de transport a fost extins la 45 MHz. DTM 900 permite
utilizarea de canale, cu o lăţime de 12.5kHz. Aveţi posibilitatea să obţineţi apoi
aproximativ 2000 de canale.
Traficul în reţelele NMT
Numerele telefoanelor mobile NMT: Pentru a putea fi apelat fiecare abonat mobil
trebuie să aibă un număr unic şi acest număr este format la apelarea lui şi serveşte ca
identificator pentru calculul timpului utilizat în reţea.
În sistemul NMT numărul abonaţilor are următoare structură:
PNM1M2X1X2X3X4X5X6
unde: PN – este aria MSC-H; M1,M2 – sunt numerile ariei de trafic; X1...X6 – sunt
numerile al abonatului.
Pentru apelarea unui abonat mobil de la alt abonat din reţea PSTN trebuie formate
următoarele numere:
Schema 2.Apelarea unui abonat mobil de la alt abonat mobil
IMTC 525.8.091.003 PA
PNM1M2X1X2X3X4X5X6 PNM1M2X1X2X3X4X5X6 X1X2X3X4X5X6 ZX1X2X3X4X5X6 Z X1X2X3X4X5X6
MSC BS
CL CT PLMN MEPSTN
Coala
9Mod Coala N. Document Semnat Data
2 PROIECTAREA UNEI REŢELE CELULARE DE
COMUNICAŢII MOBILE
2.1 Calculăm numărul de canale într-o celulă Facem verificarea pentru a vedea dacă în ambele benzi de frecvenţă pot fi
formate acelaşi număr de canale simplex
Aceste benzi sunt egale ceea ce inseamnă că in ambele benzi pot fi formate 2
canale simplex ce formează un canal duplex
Calculăm numărul total de canale în sistem
(1)
2.2 Calculăm numărul de celule într-un claster
(2)
IMTC 525.8.091.003 PA
Coala
10Mod Coala N. Document Semnat Data
2.3 Calculăm distanţa de reutilazare a frecvenţei
Pentru repartizarea celulelor se alege o oarecare celulă de pe suprafaţa ce
trebuie acoperită şi acestei celule i se atribuie un oarecare set de canale.
Cele mai apropiate 6 celule a celor 6 clustere din jurul clusterului cu celula
iniţială ce vor utiliza acelaşi set de canale se determină prin deplasarea din centru
celulei iniţiale perpendicular pe fiecare din laturile celulei iniţiale cu i unităţi (o
unitate este distanţa dintre centrele a 2 celule vecine), apoi cu un unghi pozitiv
(contra acelor de ceasornic) de 60° se deplasează cu j celule. Astfel celulei obţinute i
se atribuie acelaşi set iniţial de canale.
Apoi se alege o altă oarecare celulă ce se află între celulele ce au primit deja un
set de canale şi se repetă principiul de repartizare a celulelor în cluster şi în afara lui.
Acest proces continuă pînă cînd toate celulele vor conţine cîte un set de canale şi nu
vor exista spaţii libere între celule.
Pentru a evita interferenţa canalelor, oricare două celule vecine, nu trebuie să
aibă seturi de canale vecine.
(3)
(4)
IMTC 525.8.091.003 PA
Coala
11Mod Coala N. Document Semnat Data
Figura 1 Harta amplasării celulelor şi repartizarea celulelor în cluster şi în afara lui în
zona de acoperire
IMTC 525.8.091.003 PA
Coala
12Mod Coala N. Document Semnat Data
2.4 Repartizarea canalelor in seturi pe celule după algoritmul de distribuire fixă a canalelor
Există mai multe algoritme de repartizare a canalelor în celule, dintre care cel
mai des se utilizează - algoritmul de alocare fixă a canalelor între BS, ce constă în
aceea că toate canalele de trafic pe teritoriul unei celule într-un moment de timp pot fi
ocupate, în acest caz la apariţia unui apel el primeşte refuz chiar dacă în celulele
vecine pot fi canale libere. Avantajul metodei tabelare este că alocarea canalului la
cerere este cea mai rapidă faţă de alte algoritme.
(5)
Numărul de canale ce revine fiecărei BS este canale.
Deci numărul de canale dintr-o celulă nu este întreg, atunci în unele celule se vor
utiliza 7 canale, iar cele ramase vor utiliza cîte 6 canale.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21122
106127
223
107128
324456687108129
425
109130
526
110
627
111
728
112
829
113
930
114
1031
115
1132
116
1233
117
1334
118
1435
119
1536
120
1637
121
1738
122
1839
123
1940
124
2041
125
2142
126
Tabelul 1 Repartizarea canalelor în seturi pe celule
IMTC 525.8.091.003 PA
Coala
13Mod Coala N. Document Semnat Data
2.5 Planul de frecventă,canalul duplex
Figura 2. Planul de frecvenţe, canalul duplex şi setul de canale 3
Unde:
distanţa în frecvenţă între purtătoarele canalelor simplex în canalul duplex;
sunt frecvenţele purtătoare pentru fiecare canal.
IMTC 525.8.091.003 PA
Coala
14Mod Coala N. Document Semnat Data
2.6 Calcularea capacităţii sistemului
Calculăm aria unei celule conform aplicînd formula (5):
(5)
unde R- raza unei celule
n- numărul de laturi a celulei
Suprafaţa unui cluster respectiv va fi:
(6)
Suprafaţa Republicii Moldova este de 33847
Ca urmare calculăm numărul de clustere necesare pentru acoperirea Republicii
Moldova:
Ca urmare capacitatea reţelei va fi calculată după formula (7):
(7)
abonaţi
IMTC 525.8.091.003 PA
Coala
15Mod Coala N. Document Semnat Data
Deci, numărul total de abonaţi deserviţi de acest sistem cu datele iniţiale
primite va fi de 3250 de abonaţi.
CONCLUZIE
Un dezavantaj al reţelei proiectate este numărul mic de canale, o modalitate de a mări numărul de
canale este micşorarea pasului de frecvenţă între canale sau mărirea spetrului de frecvenţă.
La începutul anilor 2000 ţările în care a fost implimentat sistemul NMT sau dezis de serviciile
acestuia deoarece este o reţea analogică ce utilizează FDMA şi sa trecut la sistemele digitale
cu utilizarea TDMA, ceea ce a dus la sporirea capacităţii reţelelor, prelucrarea mai rapidă a
informaţiei, introducerea noilor servicii şi sporirea calităţii lor.
BIBLIOGRAFIE
http://www.comm.pub.ro/_curs/cmt/cursuri/CMT%2008%20nmt.pdf
http://www.msqe.ase.ro/Documente/retelemobile(2).pdf
http://en.wikipedia.org/wiki/Nordic_Mobile_Telephone
http://www.ericssonhistory.com/templates/Ericsson/EricssonBook/Article.aspx?
id=3986&epslanguage=EN
IMTC 525.8.091.003 PA