При проектировании сотовой сети мобильной связи должны быть выполнены следующие основные операции : оценка стоимости проектируемой сети; оценка емкости сети; оценка радиопокрытия и расположения элементов сотовой сети; оценка максимально допустимой плотности (степени услуг); оценка количества вызовов; оценка будущего развития сотовой сети. По мнению специалистов фирмы NOKIA, главными этапами процесса планирования сети являются следующие:

1.Сбор информации по следующим разделам:

Правила и законы;

Ключевая информация относительно демографии, уровня доходов, прогноз расширения территории обслуживания, поддержка услуг, маркетинговые исследования и т.д.;

Наличие арендованных линий связи, наличие СВЧ-частот, требования соединений с другими системами;

Номерные, адресные принципы и принципы маршрутизации;

Топографические карты;

Существующая инфраструктура, например, передающие сети и передающая среда.

2.Определение требуемых базовых параметров сети по радиопокрытию и емкости.

Главной проблемой этого этапа планирования является оптимизация сети по критерию стоимость-эффективность. Чтобы реализовать на практике эту задачу, необходимы детальная информация о сотовой сети (рост стоимости этапа плана, защита, имеющаяся в наличии, необходимая информационная инфраструктура), а также формулировка задач сети и требований к ее качеству. Результатом второго этапа является проект топологии интегрированной сети, в котором должны быть показаны различные услуги и требуемая для ее реализации аппаратура. Кроме того, должен быть представлен первоначальный развернутый план реализации сети. Главная цель данного этапа — проиллюстрировать комплексный процесс планирования сотовой сети. Следует отметить также другие виды планирования:

FTP (Fixed Transmission Planning) — планирование фиксированной передачи;

NAP (Network Access Planning) — планирование сетевого доступа;

DCN (Data Communication Network Planning) — планирование сети передачи данных;

INP (Intelligent Network Planning) — планирование интеллектуальной сети;

3G и IP Network Planning — планирование развития сотовой системы третьего поколения (3G), использования сетевых протоколов IP и т.д., что должно быть включено в полный процесс проектирования сотовой сети.

3.Выбор MSC, BSC и мест расположения базовых станций.

4.Съемка местоположения для заданных MSC, BSC и базовых станций, другими словами, оценка мест расположения MSC, BSC и BTS с учетом среды, окружающей эти системы.

5.Детальное планирование сотовой сети. В этот этап входят следующие операции:

Компьютерное проектирование сети и инструменты для создания необходимого радиопокрытия территории;

Анализ помех (соканальных, внешних, шумов);

Частотное планирование;

Планирование СВЧ-каналов;

Документирование и пр.

Фирмой NOKIA подготовлен комплект ТОТЕМ, включающий необходимые инструменты для планирования сотовой сети. Ниже рассматриваются три области в планировании сотовой сети:

SNP (Switching Network Planning) — планирование коммутации сети;

CTNP (Cellular Transmission Network Planning) — планирование сотовой передающей сети;

RNP (Radio Network Planning) — планирование радиосети.

Особенности планирования системы коммутации сети.

В процессе данного этапа планирования должны быть решены следующие задачи:

Путем измерений и учета необходимой емкости сети (среднего времени разговоров, числа handovers, передач коротких сообщений и др.) оценивается объем переключений;

Устанавливается уровень сетевого исполнения в соответствии с заданной коммутационной емкостью сети;

Рассматривается реализация систем коммутации и сигнализации сети;

Отрабатываются правила для маршрутизации, защиты, синхронизации и управления коммутацией;

Определяются матрицы речевого и сигнального трафика;

Оценивается необходимая аппаратура для реализации вышеприведенных задач.

После того, как сотовая сеть размечена (рис. 7.9, 7.10), выполняется детальный план с

Выбранным числом входов (например, схема сети, план маршрутизации, цифровой анализ, детали управления, план нумерации, план загрузки и др.). Кроме того, специалист, планирующий систему коммутации сети, должен, помимо выполнения вышеперечисленных задач, рассмотреть возможный будущий расширенный план сети.

Планирование сети передачи.

При планировании сотовой сети передачи главной проблемой является проработка использования линий связи СВЧ (или волоконно-оптических линий связи) в сети GSM, обеспечивающих, например, взаимодействие между BTS и BSC. Возможны несколько путей планирования:

Установка собственных ретрансляционных линий связи СВЧ (радиорелейных линий связи СВЧ);

Аренда уже существующих радиорелейных линий, вписывающихся по местоположению и условиям устойчивой радиосвязи в разрабатываемую сотовую сеть;

Прокладка волоконно-оптических линий связи.

При выполнении данного пункта планирования сети необходимо учесть проблему соединения и координации больших потоков различной информации. На данном этапе необходимо разработать схему главной передающей сети для доступа BTS и сетевые узлы, что позволит получить четкое изображение сетевых соединений. Это также необходимо для определения требуемой емкости сети.

Как принципы синхронизации, так и шлюзовые и коммутирующие соединения должны быть идентифицированы. При планировании СВЧ-каналов необходимо выбрать высоконадежные широкополосные каналы, позволяющие обеспечить надежную связь между BTS и BSC. Кроме того, в сотовой сети вместо радиорелейных могут быть использованы волоконно-оптические каналы.

Планирование радиосети.

Тип и местоположение BTS зависят от характеристик окружающей среды. В условиях города соты обычно меньше по размерам, чем в сельской местности. Кроме того, объем трафика также влияет на число радиоканалов в обычной соте. Так как в стандарте GSM максимальное теоретическое расстояние от BTS до края макросоты составляет 35 км, то к нему обычно адаптируется способность MS отправлять пакеты, которые должны прибывать в BTS в правильном слоте.

Факторы, ограничивающие размеры сот:

1)с ростом рабочей частоты, то есть с уменьшением рабочей длины волны, размер соты уменьшается (размер соты GSM 900 больше, чем размеры сот для GSM 1800 и 1900);

2)внешние условия: для открытых водных пространств затухание радиосигналов меньше, чем в лесных массивах или в городских условиях.

Таким образом, при планировании радиосети в сотовой системе связи необходимо:

Реализовать выбор радиоканалов путем создания собственных радиорелейных линий СВЧ, либо путем аренды уже существующих, либо прокладывая волоконно-оптические линии связи;

Оформить детальный план сети, включающий результаты по предыдущему пункту, а также результаты измерений и тестирования радиопокрытия территории.

Определение трафика и числа каналов в сотах

Сота является базовым «конструктивным блоком» сети GSM. Одна сота по сути есть географическая область, окружающая одну BTS, при этом размеры соты зависят от следующих факторов:

От окружающей среды;

От числа пользователей;

От диапазона рабочих частот;

От мощностей передатчиков BTS и т.д.

Соты группируются вокруг контроллера базовой станции BSC. Средние размеры соты находятся из ответа на два фундаментальных вопроса: Как велик трафик каналов (ТСН — Traffic CHannel), который должен управлять в пределах соты? Какое множество трафиков каналов необходимо соте? Чтобы ответить на эти вопросы, необходимо определить объем трафика в соте.

где (к) (вызов/час) — среднее число вызовов в час; (т) — среднее время разговора (час). Количественно трафик не зависит от продолжительности наблюдения. Например, если исследование проводится в течение 15 минут, тогда в формуле для трафика А знаменатель вместо 3600 с, будет равен 900 с.

Рассмотрим численный пример. Пусть в соте реализуется 540 вызовов в час, а средняя продолжительность разговоров составляет 100 с (100/60 = 1,66 мин), тогда объем трафика состоит:

Если воспользоваться табл. 7.1 (модель Эрланга В) максимальной плотности трафика, то получим: число каналов Nk_c = 20, при вероятности отказа Рв = 5%. Таким образом, в данном случае величина GOS = 5% (Grade Of Service —качество обслуживания), определяемая вероятностью отказа, свидетельствует, что при времени наблюдения, равного 1 часу, 5-ти из 100 вызовов отказано в связи из-за недостатка ресурсов соты, при этом число каналов составит 20. Так как в стандарте GSM каждый радиоканал поддерживает 8 (речевых) каналов, то можно сделать грубую оценку комплектации оборудованием BTS: если использовать в BTS три приемопередатчика (transceivers), то будет обеспечено Nk-c = 3x8 = 24 речевых канала, что больше расчетной величины, равной 20 каналам. Это обеспечивает некоторый запас по объему трафика, так как при Nk_r = 24 и Рь = 5% величина трафика составит Л = 19 Эрл (из табл. 7.1).

Повторное использование частоты.

Каждая подсистема базовых станций BSS имеет ограниченное число выделенных частот. Эти частоты должны быть распределены между каждой сотой, чтобы требуемая емкость сети удовлетворяла различным частям BSS.

Рассмотрим следующий пример. На рис. 7.11 показана сотовая сеть.

Рис. 7.11. Схема сотовой сети.

Рис. 7.12. Пример равномерного радиопокрытия территории при выбранном частотном плане.

Пусть проектировщик сети выбрал кластер порядка 9, то есть число выделенных частот составляет 9 (для BSS). На рис. 7.12 показано кластерное распределение частот с использованием принципа частотного повторения. Следующим этапом является оценка LA (Local Area) — локальной области сети, которую выполняют в соответствии с характеристиками трафика каждой области. Окончательная фаза при планировании фиксированной сети состоит в оценке требуемого трафика и радиосети.

Оптимизация и развитие сети.

Планирование сети, описанное выше, является лишь первой частью длительного процесса улучшения создаваемой сотовой сети. При дальнейшем совершенствовании спроектированной сотовой сети необходимо учитывать следующие факторы.

1.Увеличение числа абонентов требует расширения сети в данном месте и в данный период времени.

2.Учет стоимости сети для любого оператора является конкурентно-образующим параметром на рынке услуг мобильной связи.

3.Емкость сети, с одной стороны, необходимо минимизировать (обеспечивать необходимый трафик), а с другой, она не должна быть малой величиной, так как это ухудшит качество обслуживания (grade of service) абонентов.

То есть существуют противоречивые требования:

Сеть должна обладать высоким качеством и иметь широкое радиопокрытие;

EDGE (Enhanced Date Rates for Global Evolution) — улучшенная передача данных для глобальной эволюции систем связи (384 кбит/с);

SDH (Synchronous Digital Hierarchy) — синхронная цифровая иерархия (использующая волоконно-оптические линии связи между узлами в сотовой сети) и т.д.

Главной причиной внедрения высокоскоростных систем передачи данных является рост числа пользователей и связанный с ним рост трафика и объема разнообразных услуг в системах сотовой мобильной связи.

Поэтому для оптимизации и развития сотовой сети следует:

1)проводить полевые испытания созданной сети (достаточно дорогостоящие), которые позволили бы уточнить не только качество передачи информации, но и аппаратурные проблемы, а также возможности сжатия (gathering) информации, увеличения числа пользователей при неизменной структуре и аппаратном обеспечении сети и т.п.

2)использовать информацию, которая получена в NMS (рис. 7.13), по оценке условий географического радиопокрытия (station тар), по уровню мощности BTS (serving BTS), по уровням излучений соседних станций (neighbor stations) для трех сетевых сообщений.

Данная информация позволяет реализовать управление эксплуатационными характеристиками сети из NMS (управления сетью), получить важную информацию о работоспособности различных частей сотовой сети, что в конечном счете определяет возможные альтернативные решения для оператора сети.

Рис. 7.13. Пример оценки условий географического радиопокрытия, уровня мощности BTS и уровня излучений соседних станций.

1.3 БЛОКИ ОПТИМИЗАЦИИ

Как уже отмечалось в гл. 2, алгоритмическая сложность задачи синтеза сетей связи такова, что точные методы ее решения с использованием аппарата математического программирования практически неприменимы. Основные трудности проектирования распределенных сетей связи вызваны следующими причинами:

значительной размерностью проектируемых сетей (например проблема оптимизации телефонной сети связи по критерию стоимости может быть сведена к дискретной задаче нелинейного программирования, однако размерности реальных проектируемых сетей таковы, что прямое использование методов решения нелинейных задач в общем случае становится невозможным);

сложностью полного математического описания сети, вызывающей необходимость в ряде существенных ограничений задачи синтеза.

К основным ограничениям задачи синтеза относятся: предположение о стационарности технической базы сети и ее параметров, предположение о стационарности процедур управления и статистическом равновесии процессов сети, предположение о пуассоновском характере потока заявок, экспоненциальном характере распределения длин дискретных сообщений и времени занятия канала телефонным сообщением, предположение об отсутствии возможности прерывания передачи и затрат времени на поиски пути передачи сообщения. Для телефонных сетей с коммутацией каналов предполагается пуассоновский характер пропущенной и избыточной нагрузки, отсутствие внутренних блокировок в узлах коммутации и отсутствие повторных заявок на обслуживание, для сетей с коммутацией сообщений и пакетов - отсутствие взаимозависимостей времен задержки данного сообщения (пакета) в различных очередях, отсутствие зависимости времени задержки сообщения (пакета) в узле и времени последующей передачи по каналу; предполагается, что сообщение (пакет) не имеет фиксированной длины и в каждом транзитном узле ему присваивается новая длина и т. д. Естественно, что принятие ограничений обусловливает приближенность проводимого расчета;

необходимостью целочисленного решения, вызванной дискретностью ряда технических средств;

нелинейностью функций стоимости элементов сети, вызывающей необходимость их аппроксимаций, решения задачи на уровне аппроксимирующих функций и выбора решения задачи путем дискретизации непрерывных функций,

В связи с вышеизложенным методологически оправданным в настоящее время правилом решения задачи синтеза сетей связи представляется сочетание набора эвристических процедур оптимизации решения частных задач синтеза с привлечением элементов статистического моделирования. Заметим, что, несмотря на приближенный характер эвристических алгоритмов построения сетей связи, применение процедур эвристической оптимизации позволяет примерно на 30% снизить затраты на проектируемую сеть связи .

Поскольку решение общей задачи синтеза сети связи должно состоять из набора процедур решения частных задач, представляется целесообразным исследовать совокупность частных задач проектирования с целью определения возможности их автономного рассмотрения и определения наилучшей последовательности их применения.

Рассмотрим задачу синтеза коммутируемой сети связи. Будем считать, что известны следующие данные:

структура G(V, U) первичной сети, где V - множество коммутационных узлов сети; U - множество линий связи сети;

матрица Y=|| || нагрузки, характеристики потоков заявок, структура приоритетов;

матрица S=|| || арендной платы за использование единицы пропускной способности (канала) между узлами i , , причем Sij - ступенчатая функция расстояния, не зависящая от i, j;

вероятности {q(i),q (u)} отказов узла и линии связи. ;

вероятности {P()} аварийного или преднамеренного одновременного повреждения n1, узлов и m1 линий связи.

Будем предполагать известными требования, которым должна удовлетворять синтезируемая сеть;

матрицы допустимых потерь (задержек);

матрицы допустимых потерь (задержек) при одновременном отказе n1 узлов и m1 линий связи;

ограничение l на максимальное число транзитов (переприемов) при передаче информации между каждой парой узлов сети;

ограничения ω(λ) на число независимых по вершинам (ребрам) путей между каждой парой узлов синтезируемой сети (ограничения l,ω,λ, могут возникнуть, естественно, и при стремлении обеспечить требуемое качество обслуживания).

При синтезе сети связи следует определить: структуру сети (граф сети), канальные емкости линий связи сети, коммутационные и кроссовые требования к узлам сети, требуемые емкости ЗУ на узлах сети (для сетей с пакетной коммутацией и коммутацией сообщений);

граф управления сетью связи с определением частных алгоритмов контроля и управления (и их взаимозависимостью) структурой (ресурсами) и нагрузкой сети, распределением и передачей информации по сети, включая алгоритмы выбора пути и дисциплины обслуживания заявок.

В качестве критерия оптимальности синтеза сети связи при­мем арендную плату за суммарную канальную емкость линий связи сети при отсутствии ограничений на емкость линий.

Будем рассматривать задачу синтеза при следующих допущениях: в предположении стационарности потока требований на обслуживание; в предположении отсутствия приоритетов по нагрузке; в предположении постоянной (не по расписанию и не по требованию) аренды каналов первичной сети; в предположении, что канальные емкости линий связи, коммутационные и кроссировочные способности узлов первичной сети достаточны для обслуживания предъявляемой нагрузки с требуемым качеством обслуживания.

Анализ задачи синтеза распределенных сетей связи позволяет выделить следующие основные частные задачи проектирования:

ГС - генерация начальных структур сети для последующего этапа локальной оптимизации. Исходными данными ГС являются число п узлов синтезируемой сети и требования на иерархичность сети, результатом - некоторый граф сети на п вершинах, удовлетворяющий требованиям на иерархичность. Как правило, без учета требований на иерархичность в качестве исходной структуры принимаются минимальное (по расстояниям, по стоимости, при учете нагрузки Y ) связывающее дерево, звездный граф, полный граф, пустой граф, граф, ребра которого соответствуют ненулевым значениям матрицы Y , и т.д.;

AW--анализ сети на связность по параметру ω или λ (выбор ω или λ определен условиями задачи синтеза). В общем случае необходим анализ на любой требуемый показатель надежности;

Ad - анализ сети на метрическое свойство (максимальное число переприемов);

CW - синтез сети по параметру ω или λ. Анализ и синтез графов со степенью связности больше трех не представляет практического интереса, что объясняется возможностями систем управления по выбору путей передачи информации;

Cd - синтез сети по параметру d;

РП - распределение потока по сети связи. Для уменьшения времени реализации этапа РП целесообразно использовать эвристические процедуры распределения. Следует учитывать и тот факт , что пропускная способность сети зависит в основном от общего объема потока в сети и в меньшей степени зависит от характера распределения потока по сети;

PC - расчёт канальных емкостей сети для обеспечения заданного качества обслуживания абонентов сети.

В случае использования методов замены (удаления, добавления) ветвей необходимы следующие этапы:

ВК - выбор ветви-кандидата на замену в соответствии с определенным критерием замены;

ЗВ - собственно замена (удаление, добавление) ветви.

Одним из важнейших этапов синтеза коммутируемой сети связи является СУ - статистическое моделирование процесса функционирования сети при различных законах управления сетью связи. В настоящее время не существует методов расчета сети связи, адаптивных к законам управления ее ресурсами и нагрузкой. Более того, не существует и общих методов расчета канальных емкостей сети для произвольных процедур выбора путей передачи информации. В связи с этим представляют существенный интерес программы имитационного моделирования, позволяющие определить показатели качества обслуживания абонентов сети связи при различных законах управления и процедурах выбора путей передачи информации. К ним относятся, например, программы имитации метода рельефов , имитации игрового способа выбора соединительного пути , имитации изоритмического управления сетями , имитации статической и динамической стратегии выбора путей (программы моделируют сеть пакетной коммутации) и т. д. Программы статистической оценки качества обслуживания, как правило, определяют только интегральный показатель качества, так как для вычисления с одинаковой точностью всех дифференцированных критериев качества время моделирования, определяемое необходимой статистикой для потока минимальной интенсивности, слишком велико. В связи с этим получили распространение уже упоминавшиеся программы АС -анализа сети связи, позволяющие вычислять дифференцированные показатели качества обслуживания.

В общем случае процедуры PC, СУ и АС объективно направлены на решение одной и той же задачи - установление соответствия между требуемыми показателями качества обслуживания абонентов сети связи и параметрами сети (структурными и канальными), причем первое выполнение процедуры PC предшествует первому выполнению процедур СУ, АС (в процессе итерационного проектирования процедуры могут повторяться). С учетом затрат на проектирование представляется целесообразным исполнение последовательности PC, АС или PC, СУ как заключительного этапа каждого шага итерационного проектирования и последовательности PC (АС и СУ) как заключительного этапа последнего шага проектирования.

Отмеченные процедуры являются, по-видимому, основными процедурами синтеза сетей связи (вопрос "функциональной полноты" представленного набора процедур представляет самостоятельный интерес и здесь не рассматривается). К числу вспомогательных процедур синтеза относятся такие процедуры, как аппроксимация стоимостных функций, расчет стоимости сети, проверка числа шагов итерации и т. д.

Естественно, что возможны различные последовательности процедур проектирования, но, учитывая, что ГС - инициальная процедура, СУ «альтернативна» АС, ЗВ непосредственно следует за. ВК. процедуре CW(Cd) предшествует процедура AW(Ad), процедуре PC - процедуры РП, Ad, Cd, процедуре СУ (АС) - AW, CW, PC, число возможных последовательностей процедур существенно уменьшается.

Полагая, что:

процесс синтеза сети связи является пошаговой итерационной процедурой, причем число шагов проектирования равно числу исходных структур сети, а число итераций в каждом шаге или определено заранее, или зависит от результата сравнения стоимостей вариантов сети [итерации прекращаются, если стоимость варианта сети на i-м шаге итерации больше стоимости варианта; сети на (i -1)-м шаге];

последовательность Ad, Cd, связанная с распределением потоков по индивидуальным и общим пучкам каналов сети связи должна выполняться после процедуры РП;

процедура замены ветвей производится в конце каждой итерации (с учетом того, что процедуры CW, Cd являются по сути процедурами замены - в данных случаях добавления);

процедура СУ или АС выполняется при каждой итерации; процедуры СУ и АС совместно выполняются в конце каждого шага проектирования;

наиболее целесообразной представляется последовательность процедур синтеза, представленная на рис. 3.1, где С - процедура представления структуры

сети связи, «стоимость» - процедура расчета суммарной стоимости канальных емкостей сети связи, 1 - счетчик числа итераций, 2 - счетчик числа начальных структур сети. Место последовательности A W, CW непосредственно перед РП или непосредственно после PC определяется типом предъявляемого варианта структуры. Предельные случаи: если С - дерево, то AW, CW следует за С, если С -полный граф, то A W, CW следует за PC. В соответствии с предлагаемой методикой синтеза основными процедурами проектирования являются процедуры ГС, AW, CW, РП, Ad, Cd, PC, АС, СУ и ЗВ.

Как показывает практика проектирования распределенных неиерархических сетей связи большой размерности, выбор в качестве исходной структуры этапа локальной оптимизации - структуры минимального связывающего дерева или звездного графа - приводит к весьма неоптимальной итоговой структуре сети. Это объясняется тем, что подобный выбор начальной структуры сети накладывает весьма существенные ограничения на последующие этапы оптимизации, причем в общем случае эти ограничения не являются оправданными. С другой стороны, выбор второго предельного варианта начальной структуры сети - полного графа - для сетей большой размерности является неприемлемым из-за огромного объема необходимых вычислений. Кроме того, два отмеченных предельных варианта начальной структуры сети почти не учитывают характера предъявляемого к реализации графа нагрузки G(Y): полный граф предоставляет прямые пучки каналов всем требованиям на передачу информации, вариант минимального дерева не допускает возможности распределения потоков передаваемой информации по различным путям передачи.

В связи с вышеизложенным наиболее целесообразным вариантом начальной структуры сети при синтезе распределенной сети связи большой размерности представляется структура графа нагрузки (минимальное дерево, звездный граф и полный граф могут рассматриваться как начальные структуры централизованных сетей или как начальные структуры распределенных сетей небольшой размерности). Поскольку в качестве критерия оптимальности синтеза сети принимается арендная плата за канало - километры сети, применение всех процедур этапа локальной оптимизации непосредственно к графу G(Y) или к структурам, производным от G(Y), является корректным. В ряде случаев граф G(Y) целесообразно заменить графом G(Y\ε), получаемым из G(Y) удалением ребер, связывающих вершины с взаимной нагрузкой, меньшей ε *.

При рассмотрении графа G(Y)(G(Y\ε)) в качестве исходной структуры процесса проектирования распределенной сети связи

*) Поскольку граф G(Y) для сетей связи общего назначения является, как правило, полносвязным, то его преобразование в граф G(У\ε) необходимо .

последовательность процедур синтеза сети представляется схемой рис. 3.2 [здесь: G(Y) - начальная структура].

В предположении наличия программ АС (анализа сети) и СУ (имитационного моделирования распределения потока) и осуществления выбора ветвей-кандидатов на замену по результатам выполнения процедур АС, СУ

определение процесса локальной оптимизации заключается в выборе алгоритмов процедур AW, CW, Ad, Cd и PC. Рассмотрим некоторые варианты решения этой задачи.

ЗОНИРОВАНИЕ СЕТИ

В общем случае решение проблемы синтеза распределенных сетей

связи методами замены ветвей (процедуры CW, Cd, РП, ЗВ) требует проведения 0(n 3)-О(n 6) вычислений, где n - число узлов сети, и для сетей, число узлов в которых превышает несколько сотен, не представляется возможным . Одним из возможных путей уменьшения сложности проектирования являются представление синтезируемой большой сети как совокупности более мелких сетей (зон) и сведение решения задачи синтеза большой сети к решению задач синтеза сетей, ее составляющих (зоновых и межзоновых сетей). Второй причиной целесообразности разбиения (зонирования) сети связи является необходимость выделения зон управления сетью связи с локализацией внутри каждой зоны информации контроля и управления.

Если желание уменьшения объема проектирования требует выполнения процедуры зонирования сети по структуре как предварительной процедуры этапа ее локальной оптимизации, то процедура зонирования сети по управлению выполняется, как правило, после синтеза структуры сети.

Этап зонирования сети включает в себя решение двух основных вопросов - определения числа зон (блоков разбиения) сети и выбора принципов группировки узлов по зонам, причем решение этих вопросов наиболее затруднительно для сетей неиерархической структуры. В случае зонирования сети по управлению число блоков разбиения зависит в общем случае от структуры сети и объема передаваемого потока сообщений, принятых принципов управления, характеристик производительности технических и программныхсредств управления и т. д. В настоящее время общей методики разбиения сети на зоны управления не существует вопрос оптимального выбора числа зон по управлению остается открытым. При этом не следует исключать и вариант перебора по числу возможных зон (в силу одноразового характера решения задачи зонирования и малой величины перебора).

Число Nc блоков разбиения сети по структуре выбирается исходя из минимального объема проектирования и определяется как , где n - общее число узлов синтезируемой сети;

Число центральных узлов в каждой зоне. Сеть строится как совокупность N c зоновых сетей и межзоновой сети на , узлах (в случае предположения одинакового числа центральных узлов в каждой зоне). Если считать, что в каждой зоновой сети имеется только один центральный узел, а это, как правило, справедливо для малонагруженных сетей, то N c = .

Определение принципов группировки узлов сети по зонам в общем случае связано с вопросами оценки стоимости и пропускной способности линий связи, с задачами распределения потока по сети и обеспечения структурной надежности. Отсутствие теоретических результатов по проблеме группировки вызывает необходимость поиска эвристических принципов группировки. Естественным принципом группировки является требование к минимальной информационной связности как между зонами по управлению, так и между зонами по структуре, поскольку подобная группировка достаточно корректно локализует задачи управления и структурного синтеза и позволяет минимизировать стоимость межзоновой сети и межзонового управления.

Выше уже отмечалась целесообразность использования графа G(Y)(G(Y\ε)) как исходной структуры процесса локальной оптимизации сети связи. Поскольку веса ребер графа G(Y)(G(Y\ε)) равны информационным тяготениям между соответствующими узлами сети, вполне очевидна целесообразность его использования (при выбранном принципе группировки) и как графа структуры сети, предъявляемой к зонированию (разрезанию).

Задача разрезания графа относится к классу экстремальных комбинаторных задач, т. е. задач, в которых требуется определить минимум (максимум) некоторой функции F, определенной на совокупности

23.05.2016

Цель любого оператора – предоставить своим клиентам покрытие и сервисы более высокого, чем у конкурентов, качества. Стабильный сигнал в любой точке города, высокая скорость передачи данных и большой пакет сервисов – один из основных способов привлечения новых клиентов и повышения прибыли.

Если провести более глубокий анализ ситуации, можно обнаружить и другие факторы, влияющие на увеличение рентабельности оператора. В их числе – существенное снижение затрат на обслуживание сети, минимизация рисков и обеспечение бесперебойной работы всей системы.

Но любому, даже незначительному повышению эффективности работы оператора предшествует длительная подготовка. Оптимизация сетей связи начинается с аудита и анализа их текущего состояния, а для этого операторы привлекают аутсорсинговые компании.

Что включает в себя аудит услуг связи?

Точный перечень работ определяется конечными целями, которых необходимо достичь оператору: модернизировать сеть, улучшить качество покрытия на конкретном участке и т.д. Как правило, компании, предоставляющие подобные услуги операторам, способны выполнить исследование любой сложности.

Мы обратились в компанию «Современные технологии связи», имеющую опыт работы с федеральными операторами. По словам руководства, компания располагает инновационным оборудованием и большим комплексом программного обеспечения для анализа данных. Благодаря этому оптимизация систем связи выполняется максимально эффективно, так как оператор получает объективную информацию по огромному количеству параметров.

Во время исследования сети может выполняться:

бенчмаркинг, или сравнительная оценка нескольких операторов;

анализ статистики заказчика;

анализ конфигурации (проводится аудит объектов в секторах, измеряются высоты, азимуты, углы наклона и т.д.);

проверка частотно-территориальных планов;

Последний пункт подразумевает целый комплекс полевых исследований. На основании полученных результатов в дальнейшем разрабатываются мероприятия по улучшению качества передачи голоса и данных. В числе основных измеряемых параметров:

• параметры доступности, удержания голосовых сервисов;
• праметры радиоканалов;
• Location Update;
• MeanOptionScore;
• скорость передачи данных;
• качество радиопокрытия в стандартах UMTS, LTE, GSM.

Оптимизация сотовой связи

После получения большого объема результатов измерений выполняется их обработка с использованием специализированного программного обеспечения. Компания «Современные технологии связи» использует продукты Anite Nemo Analyzer, Actix, Ascom Tems Discovery. Все программы позволяют максимально визуализировать информацию в отчете, благодаря чему оператор получает наглядную картину состояния сети.

Техническая оптимизация сетей связи позволяет компании-оператору более эффективно использовать имеющиеся ресурсы, снизить затраты на поддержку системы, решить множество внутренних проблем. Кроме этого, заметно повышается качество предоставляемых сервисов, а это позволяет привлечь новых абонентов и удержать имеющихся.

Оптимизация любого объекта подразумевает поиск и устранение его «узких мест» с целью повышения эффективности функционирования. Если говорить об оптимизации сетей связи, то сегодня, в условиях серьезной конкуренции на телекоммуникационном рынке, она является необходимым условием успешной работы оператора и получения им конкурентных преимуществ.

Что включает в себя услуга и почему она так важна для каждого оператора? Ответы на эти вопросы мы получили у ведущего системного интегратора Москвы, компании «Современные технологии связи». Рассмотрим их ниже.

Как проводится оптимизация связи

Весь спектр работ можно условно разделить на два крупных этапа: аудит и непосредственно оптимизацию.

На первом этапе проводятся следующие работы (комплексно или выборочно):

• Анализируется качество передачи данных.
• Проверяется частотно-территориальный план.
• Проводятся сравнительные тесты выбранных операторов (бенчмаркинг сетей).
• Анализируется статистика оператора.
• Проводится аудит конфигурации: анализ конструкции, высот, углов наклона, азимутов.

Оптимизация систем связи требует получения большого объема объективной информации о фактическом состоянии сети оператора. Во время полевых исследований используются специально оборудованные автомобили, а также портативные технические средства.

Полученная информация подлежит тщательному анализу с применением высокоточного программного обеспечения.

После составления отчета о состоянии сети системный интегратор формирует перечень рекомендаций по устранению слабых мест. Оператор-заказчик получает полную выкладку имеющихся проблем и способов их решения.

Что дает оператору оптимизация сотовой связи?

Вышеперечисленные работы имеют отношение к технической составляющей сетей. Мы не рассматриваем в статье финансовую оптимизацию, которая нацелена на улучшение финансово-экономических показателей компании и сокращение ее материальных расходов.

Аудит и устранение технических «узких мест» не имеет явной связи с повышением прибыли. В краткосрочной перспективе это, в первую очередь, затраты оператора на оплату услуг подрядчика. Но техническая оптимизация услуг связи позволяет решить более серьезные, часто скрытые, проблемы оператора. Она направлена на:

• Повышение эффективности эксплуатации имеющихся технических ресурсов компании-заказчика.
• Повышение качества предоставляемых услуг конечным потребителям.

Таким образом, планирование модернизации сети и рационализация использования ресурсов приводит к снижению затрат на обслуживание системы. А улучшение качества услуг оператора способствует отстройке от конкурентов и привлечению новых клиентов. В конечном итоге, эти два фактора в совокупности позволяют компании-оператору не только получить дополнительную прибыль, но и достаточно быстро окупить затраты на услуги системного интегратора.