Обзор ПО для автоматического планирования сотовой
сети
С
целью обеспечить качественные услуги мобильной связи, ведущие операторы
применяют методы математического и компьютерного моделирования. Наиболее
эффективным инструментом автоматизации процесса оптимизации (ССС) являются
геоинформационные технологии, прошедшие в своем развитии путь от
узкоспециализированных способов и методов обработки цифровой картографической
информации до высокоразвитых программных средств, называемых геоинформационными
системами (ГИС). Геоинформационные технологии (ГИС-технологии)представляют
собой совокупность средств и методов обработки данных, имеющих пространственный
аспект и обеспечивающих получение информации в требуемом виде. Примером
реализации ГИС-технологий для решения прикладных задач в области
телекоммуникаций являются программные комплексы (ПК) планирования и оптимизации
(ССС). Операторы связи используют ПК
как импортного, так и отечественного производства. К наиболее известным
зарубежным ПК относятся программные продукты следующих фирм:
-
AIRCOM Int. (Великобритания). Предлагает программное обеспечение ASSET
Enterprise, состоящее из основных модулей: ASSET3G - радиопланирования, ILSA -
автоматизированного распределения частот, CONNECT - планирования радиорелейных
интервалов, DIRECT -планирования транспортной сети, ADVANTEG -
автоматизированного планирования сот.
-
ERICSSON (Швеция). Предлагает программные продукты: TEMS CellPlanner
Universal - радиочастотного планирования, TEMS Link-Planner - планирования радиорелейных
интервалов, Planet EV - планирования и оптимизации радиорелейных сетей.
-
Forsk (Франция). Предлагает многофункциональный программный продукт
радиочастотного планирования и расчета радиорелейных интервалов Atoll Core.
-
Agilent Technologies (США). Предлагает программные продукты: WIZARD -
радиопланирования, CellOpt AFP радиочастотного планирования, Cell-Opt АСР -
планирования сот и OPAS32 - сетевой анализатор.
-
Nokia (Финляндия). Предлагает программный продукт Nokia NetAct Planner,
позволяющий решать задачи расчета покрытия, радиочастотного планирования и
интервалов радиорелейной связи.
Среди
отечественных программных продуктов следует отметить разработки следующих
организаций:
-
ЛОНИИР (Санкт-Петербург). Предлагает САПР «Балтика», включающую подсистему
радиочастотного планирования сетей сотовой связи «Балтика-СПС» с дополнительным
модулем «Балтика-ЭМС» и подсистему расчета радиорелейных линий связи
«Балтика-РРЛ».
-
Центр компьютерных технологий «Силикон-Телеком Софт» (г. Зеленоград).
Предлагает систему RPS-2, позволяющую выполнять расчеты покрытия сети
сотовой связи и радиорелейных интервалов.
-
ИнфоТел (Санкт-Петербург). Предоставляет версии программного комплекса
планирования сетей сотовой связи: ONEPLAN RPLS (рабочее наименование ONEGA), обеспечивающего
расчет покрытия, автоматическую калибровку моделей расчета по данным измерений,
автоматизированное формирование частотного плана и расчет радиорелейных
интервалов; ONEPLAN RPLS-CDMA для планирования сетей связи с кодовым
разделением каналов; ONEPLAN RPLSDB Link для планирования радиорелейных интервалов,
линий и сетей связи.
Основным
назначением программного комплекса является автоматизация разработки с
использованием ГИС технологии технически и экономически обоснованных планов
развития сетей мобильной связи 2G/3G, сетей транкинговой , сетей ТВ и
радиовещания диапазона УКВ, расчета радиорелейных интервалов и линий, оценки
электромагнитной совместимости группировки интервалов и линий радиорелейной
связи.
Функциональные
возможности наиболее полно реализуются при планировании сетей мобильной связи.
Программный комплекс позволяет повысить оперативность и обоснованность решений,
принимаемых при проектировании, развитии и эксплуатации региональных сетей, а
также сформировать рациональные структурно-топологические и технические характеристики
сетей. Пользователь программного комплекса получает рациональный проект, в
котором топологическая структура и технические параметры сети сотовой связи
обеспечивают минимальные затраты аппаратного и частотного ресурсов при удовлетворении
потребностей абонентов в услугах связи заданного качества. Процесс формирования
рационального проекта сети сотовой связи базируется на методе последовательного
анализа различных вариантов построения структуры сети, каждый с соответствующими
наборами параметров качества функционирования сети.
Автоматизация
сети планирования сетей мобильной связи в программном комплексе реализована на основе
анализа последовательности задач, которые разделены на три уровня, совместно
влияющих на итоговое время расчетов и различающихся алгоритмами принятия
решения.
Верхний
уровень: определение состава и численных значений управляемых параметров (мест
размещения и режимов работы базовых станций), внешних факторов (мешающих
радиоэлектронных средств и условий распространения радиоволн), а также целей и критериев
расчетов.
Средний
уровень: выбор и реализация правила (последовательности) перебора управляемых
параметров и учитываемых внешних факторов.
Нижний
уровень: вычисление параметров качества функционирования сети сотовой связи.
В
зависимости от поставленной задачи, временных и стоимостных ограничений
пользователь программного комплекса может оценить эффективность принимаемых решений
по трем взаимозависимым глобальным показателям планирования - оперативности,
адекватности и стоимости. Если требуется в сжатые сроки не только принять
решение, например по модернизации сети, но и реализовать его, то можно использовать
упрощенные процедуры: расчета, и тем самым повысить оперативность принимаемых
решений. Однако в данном случае придется пожертвовать точностью расчетов, т.е.
ухудшится адекватность принимаемых решений. И наоборот, если требуется детально
проработать вопросы совершенствования сети сотовой связи, т.е. получить
достоверное и адекватное решение, придется использовать более точные методы расчета
параметров качества функционирования сети. В этом случае затрачивается
значительный временной ресурс, а значит, ухудшается оперативность. Стоимость
каждого решения должна оцениваться индивидуально.
Для
нормального функционирования ПК при планировании сетей мобильной связи
требуется большой набор исходных данных, достоверность которых может существенно
повлиять на адекватность принимаемого решения. Исходные данные можно
сгруппировать следующим образом:
-
электронные карты местности региона планирования (геоданные);
-
параметры подсистемы базовых станций и радиорелейных линий, установленные
стандартами ETSI и ITU, а также технические характеристики оборудования;
-
количество планируемых сайтов;
-
радиоклиматические параметры региона планирования.
В
ПК в качестве внутренних используются векторные карты. Для планирования в
регионах рекомендуются электронные карты масштабов 1:100 000 или 1:200 000, для
планирования в крупных населенных пунктах - планы местности с указанием высоты застройки.
Обязательным требованием к картам является наличие данных о рельефе местности.
Входящий в состав программного комплекса геоинформационный модуль позволяет
настроить отображение карты и сформировать матрицу высот рельефа местности, которая
импортируется в программу и используется при расчетах. Параметры подсистемы
базовых станций и радиорелейных линий, установленные стандартами, и технические
характеристики оборудования. Ввиду важности этой группы исходных данных в
процессе планирования сети сотовой связи в ПК предусмотрен встроенный справочник.
Основные разделы справочника сгруппированы по папкам: стандарты, приемопередатчики
базовых станций, комбайнеры, абонентские терминалы, модели расчета распространения
сигналов, шаблоны базовых станций, ЧТП, радиорелейных интервалов (РРИ), передачи
данных и речи. Имеется также антенный редактор, который в текстово-графическом
виде отображает электрические параметры антенн в формате msi.
Данные
о сайтах с координатной и адресной привязкой формируются пользователем ПК или
импортируются из внешних файлов или баз данных. Радиоклиматические параметры
регионов планирования. При расчете покрытия учитываются коэффициент рефракции
района планирования, а также электрические параметры почвы - диэлектрическая проницаемость
и проводимость. При расчетах радиорелейных интервалов дополнительно учитываются
среднее значение и стандартное отклонение градиента диэлектрической
проницаемости, тип подстилающей поверхности, абсолютная влажность водяного
пара, Q-фактор земной поверхности и климатический фактор, интенсивность осадков.
Программный
комплекс автоматизирует процесс планирования и оптимизации сети сотовой связи
для следующих постановок задачи:
-
при заданном аппаратном и частотном ресурсах сформировать сеть (фрагмент сети)
мобильной связи, обеспечивающую максимальную зону покрытия, с требуемым
качеством;
-
для заданного района планирования определить
минимальные затраты аппаратного и частотного ресурсов, обеспечивающих покрытие,
качество которого было бы не ниже требуемого. Основные функциональные модули
программного комплекса представлены на рисунке - 1.
Рисунок 1 -
Структура программного комплекса
В
модуле базы данных (БД) хранятся пространственно-технические характеристики исходного
множества вариантов построения сети, из которого по результатам расчета
параметров качества функционирования сети выбирается предпочтительный, с точки
зрения пользователя ПК, вариант. Геоинформационный модуль обеспечивает
взаимодействие расчетных модулей с матрицами рельефа, отображение векторных
карт местности и результатов расчета, а также вспомогательных растровых
изображений.
Список литературы:
1. А.В. Бакке - Курс лекций по дисциплине "ОССПО".
2.
В.М. Безрук - "Особенности планирования сетей сотовой связи 3-го поколения".
3.
Д. Широких - "УИР на тему: Обзор ПО для радиопланирования".