МДК 01.02 Теоретические основы технической эксплуатации оборудования систем мобильной связи

МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЙ КУРС

МДК 01.02 Теоретические основы технической эксплуатации оборудования систем мобильной связи

ПМ.01 Монтаж и техническая эксплуатация оборудования систем мобильной связи

для специальности 11.02.08 Средства связи с подвижными объектами

Задание 1

Коды проверяемых профессиональных компетенций

ПК 1.1 - Выполнять монтаж и первичную инсталляцию оборудования мобильной связи;

ПК 1.2 - Проводить мониторинг и диагностику сетей мобильной связи;

Инструкция:

Внимательно прочитайте задание.

Вы можете воспользоваться сетевым и испытательным оборудованием лаборатории систем мобильной связи.

Время выполнения задания – 10 минут.

Текст задания:

Установить базовую станцию диспетчерской связи в здании лабораторного корпуса колледжа.

Зона связи при приёме на автомобильную радиостанцию должна составить 30 км. Высота установки антенны на автомобиле – 2,5м.

Определите высоту установки антенны базовой станции на крыше здания из условия «прямой видимости». Составьте схему сети и назовите используемое оборудование.

Задание 2

Коды проверяемых профессиональных компетенций

ПК 1.2 - Проводить мониторинг и диагностику сетей мобильной связи;

ОПОР6 - использование управляемых методов мониторинга и диагностики, выполняемых путём систематического применения методов анализа состояния объектов, направленного на минимизацию работ по профилактическому и корректирующему ТО.

ОПОР7- повышение показателей качества обслуживаемого и необслуживаемого оборудования на основании рекомендаций по оптимизации сети беспроводного доступа.

ПК 1.4 - Проводить диагностику и ремонт оборудования средств

мобильной связи;

ОПОР14- проводить работы по ТО с целью доведения параметров системы до норм на показатели качества услуг связи в соответствии с РД 45.254-2002.

Инструкция:

Внимательно прочитайте задание.

Вы можете воспользоваться списком приведенных сокращений.

 

Текст задания:

 

Проанализировать статистику работы заданного сегмента сети и дать предложения по улучшению работы сети GSM. Обосновать свои выводы (отдельно сформулировав предложения по дополнительному улучшению конфигурации)

Исходные данные: - сегмент сети GSM

Рисунок 1. Заданный сегмент сети GSM

 

- текущая конфигурация сети (CID+ЧТП +BSIC, емкость TCH, SDCCH);

- предлагаемая конфигурация сети группой оптимизации сети (CID+ЧТП +BSIC, емкость);

- еженедельная статистика работы заданного сегмента сети по каждой соте.

 

Таблица 1 – Еженедельная статистика работы заданного сегмента сети по каждой соте

 

Имя сектора	BCCH	Кол-во TCH	TCH_Traffic ЧНН(эрл)	SDCCH_Traffic ЧНН(эрл)	Успешность установления соединения, %	TCH_block, %	SDCCH_block, %	Обрывы_ BCCH, %
			2,8	0,87			—	—
			4,14	1,26
			3,5	0,7			—	—
			8,8	0,3			—	—
			7,35	0,87			—
			10,48	4,0				—
			7,35	3,13				—
			7,2	0,4		—	—	—
				0,25		—	—

Таблица 2 – Нормы на показатели качества услуг связи (РД 45.254-2002)

 

Показатели качества услуги Quality of Services-QoS	Нормальный уровень
1 Доля неуспешных вызовов от общего числа вызовов	5%
2 Доля вызовов, не удовлетворяющих нормативам по качеству передачи речи	5%
3 Доля вызовов, окончившихся разъединением установленного соединения не по инициативе абонента	5%
4 Доля вызовов, не удовлетворяющих нормативам по величине времени задержки сигнала ответа	5%
Показатели качества работы сети Network Performance – NP
Доля блокированных вызовов по причине перегрузок (BCR), %	не более 2,0
Процент обрывов соединений на радиоподсистеме (DCR), %	не более 1,5
Успешность соединений, (CSSR)%	не менее 95

 

Критерии оценки ответа:

Таблица 3 - Определение сот, в которых качественные показатели не соответствуют установленным нормам

 

Этап выполнения задания	Содержание этапа	Условия выполнения этапа	Кол-во баллов
	Превышение доли неуспешных вызовов от общего числа вызовов более 5%	выполнено не выполнено	1 балл 0 баллов
	Превышение допустимого уровня блокировок по трафику, не более 2%	выполнено не выполнено	1 балл 0 баллов
	Превышение допустимого уровня блокировок по сигнализации, не более 2%	выполнено не выполнено	1 балл 0 баллов
	Предложение по расширению емкости БС	выполнено не выполнено	1 балл 0 баллов
	Предложение по корректировке частотных каналов	выполнено не выполнено	1 балл 0 баллов

Решение задачи 2

BSIC (Base Station Identity Code — Код идентификации базовой станции) — код, используемый в GSM для уникального идентифицирования базовой станции. Каждая базовая станция имеет свой уникальный код BSIC, который передаётся в широковещательном канале, что позволяет мобильным устройствам различать базовые станции. Уникальная идентификация базовой станции особенно важна в пограничных районах, где по обе стороны границы разные операторы могут использовать одинаковый широковещательный канал на одинаковых частотах.

TCH канал трафика

SDCCH (Stand Alone Dedicated Control Channel) — сигнальный канал. Информация передается в двух направлениях (Uplink и Downlink). При Downlink-передаче базовая станция применяет канал SDCCH для сигнализации во время установления соединения, а контроллер BSC при помощи этого канала назначает для MS каналы трафика TCH. При Uplink-передаче мобильная станция использует канал SDCCH для сигнализации, по этому каналу она принимает информацию о назначении ей конкретного канала TCH (номер таймслота и частоту).

BCCH (Broadcast Control Chanel) — широковещательный канал управления. Базовая станция осуществляет передачу BCCH непрерывно на специальной частоте, которую называют BCCH несущей. Примерно раз в 30 секунд мобильная станция, находящаяся в свободном состоянии (включена и не в процессе разговора), просматривает информацию, передаваемую по каналу BCCH.

 

Допустимые нормы на показатели качества услуг связи, в соответствии с РД 45.254-2002

Успешность установления соединений, (CSSR) % - не менее 95

Доля блокированных вызовов по причине перегрузок (BCR), % - не более 2,0

Процент обрывов соединений на радиоподсистеме (DCR), % - не более 1,5

Предложения:

1. Необходимо расширить сектора 12,13, 21, 23 на 1 приемопередатчик.

2. Требуется добавление каналов SDCCH в секторе 12, 23

3. Необходимо провести корректировку частотного канала BCCH 15 в секторе 22 (либо 33).

Задание 3

Коды проверяемых профессиональных компетенций

ПК 1.1 - Выполнять монтаж и первичную инсталляцию оборудования мобильной связи;

ПК 1.2 - Проводить мониторинг и диагностику сетей мобильной связи;

ПК 1.3 - Устранять аварии и повреждения оборудования средств мобильной связи;

ПК 1.4 - Проводить диагностику и ремонт оборудования средств мобильной связи.

Инструкция:

Внимательно прочитайте задание.

Вы можете воспользоваться оборудованием рабочего места для проверки параметров радиостанции GM-300 Motorola.

Время выполнения задания – 10 минут, задание выполняется в лаборатории систем мобильной связи.

Текст задания:

Проведите проверку коэффициента стоячей волны КСВН (SWR) радиостанции GM-300 при работе на автомобильную антенну. Испытания проведите на нескольких образцах антенн. Поясните физический смысл проводимой проверки, назовите возможные значения КСВН и его допустимые значения при монтаже и эксплуатации радиостанции.

 

Задание 4

Коды проверяемых профессиональных компетенций

ПК 1.1 - Выполнять монтаж и первичную инсталляцию оборудования мобильной связи;

ПК 1.3 - Устранять аварии и повреждения оборудования средств мобильной связи;

ПК 1.4 - Проводить диагностику и ремонт оборудования средств мобильной связи.

 

Инструкция:

Внимательно прочитайте задание.

Вы можете воспользоваться оборудованием рабочего места для проверки параметров базовой станции BD-34.

Время выполнения задания – 10 минут, задание выполняется в лаборатории систем мобильной связи.

Текст задания:

Задание 5

Коды проверяемых профессиональных компетенций

ПК 1.1 - Выполнять монтаж и первичную инсталляцию оборудования мобильной связи;

ПК 1.2 - Проводить мониторинг и диагностику сетей мобильной связи;

ПК 1.3 - Устранять аварии и повреждения оборудования средств мобильной связи.

Инструкция:

Внимательно прочитайте задание.

Время выполнения задания –5 минут.

Текст задания:

Технические характеристики приёмопередающей базовой станции сотовой связи Nokia Ultra Site GSM\DGE. Назначение функциональных блоков (демонстрация на оборудовании). Телекоммуникационные функции БС, влияющие на результаты эксплуатации.

Задание 6

Коды проверяемых профессиональных компетенций

ПК 1.1 - Выполнять монтаж и первичную инсталляцию оборудования мобильной связи;

ПК 1.5 - Решать технические задачи в области эксплуатации радиоэлектронных систем.

Инструкция:

Внимательно прочитайте задание.

Вы можете воспользоваться структурными схемами сетей GSM, 3G UMTS, SAE/LTE.

Время выполнения задания – 10 минут.

Текст задания:

Задание 7

Коды проверяемых профессиональных компетенций

ПК 1.1 - Выполнять монтаж и первичную инсталляцию оборудования мобильной связи;

ПК 1.5 - Решать технические задачи в области эксплуатации радиоэлектронных систем.

Инструкция:

Внимательно прочитайте задание.

Вы можете воспользоваться приведенной схемой.

Время выполнения задания – 10 минут.

Текст задания:

Задание 8

Коды проверяемых профессиональных компетенций:

ПК 1.1 - Выполнять монтаж и первичную инсталляцию оборудования мобильной связи;

ПК 1.2 - Проводить мониторинг и диагностику сетей мобильной связи;

ПК 1.4 - Проводить диагностику и ремонт оборудования средств мобильной связи;

 

 

Задание 8

Коды проверяемых профессиональных компетенций:

ПК 1.5 - Решать технические задачи в области эксплуатации радиоэлектронных систем.

Инструкция:

Внимательно прочитайте задание.

Время выполнения задания – 15 минут.

Текст задания:

Выполнить монтаж и настройку оборудования «Система диспетчерской связи» в составе: источник питания DM-34OMV 12В 35А ALINCO, радиостанция Alan 78 plus, антенна Optim CB-27, носимая радиостанция Alan 95 plus. Провести сеанс связи с учётом правил проведения радиообмена. Оценить качество передачи.

Задание 9

Коды проверяемых профессиональных компетенций:

ПК 1.1 - Выполнять монтаж и первичную инсталляцию оборудования мобильной связи;

ПК 1.5 - Решать технические задачи в области эксплуатации радиоэлектронных систем.

Инструкция:

Внимательно прочитайте задание.

Время выполнения задания – 5 минут.

Текст задания:

Методы разделения каналов (частотное FDMA, временное TDMA, кодовое CDMA, пространственное SDMA). Провести анализ совмещённых методов разделения каналов в стандарте GSM, их влияние на спектральную эффективность и качество приёма.

Задание 10

Коды проверяемых профессиональных компетенций:

ПК 1.5 - Решать технические задачи в области эксплуатации радиоэлектронных систем.

Инструкция:

Внимательно прочитайте задание.

Вы можете воспользоваться таблицей Эрлангов.

Время выполнения задания – 10минут.

Текст задания:

Определить следующие параметры системы связи: количество каналов и выделенную полосу частот в радиосистеме с отказами при условии:

число абонентов 250, вид связи – дуплексная; число вызовов в ЧНН 1,5; продолжительность соединения 40 с; блокировка вызова 3%; полоса частотного канала по 25 кГц на приём и 25 кГц на передачу.

Пояснить ход решения.

Задание 11

Коды проверяемых профессиональных компетенций:

ПК 1.5 - Решать технические задачи в области эксплуатации радиоэлектронных систем.

Инструкция:

Коды проверяемых профессиональных компетенций:

ПК 1.5 - Решать технические задачи в области эксплуатации радиоэлектронных систем.

Инструкция:

Внимательно прочитайте задание.

Вы можете воспользоваться методическими указаниями к практическим работам « Местное управление БС», «Дистанционное управление БС».

Время выполнения задания – 10минут.

Текст задания:

Задание 12

Коды проверяемых профессиональных компетенций:

ПК 1.5 - Решать технические задачи в области эксплуатации радиоэлектронных систем.

Инструкция:

Внимательно прочитайте задание.

Вы можете воспользоваться Таблицей Относительные уровни в децибелах при импедансе, равном 50 Ом

Выразить мощность излучаемого сигнала в дБВт и дБм для заданной излучаемой мощности Р, Вт, указанной в таблице.

 

Р, Вт							0,5
Р, дБВт							-3

 

Р, Вт		0,5	0,1	0,01	0,001
Р, дБм

Задание 13

Коды проверяемых профессиональных компетенций:

ПК 1.2 - Проводить мониторинг и диагностику сетей мобильной связи;

ПК 1.3 - Устранять аварии и повреждения оборудования средств мобильной связи.

ПК 1.5 - Решать технические задачи в области эксплуатации радиоэлектронных систем.

Инструкция: За счет температурных изменений окружающего кварц пространства, стандартный кварцевый резонатор имеет относительный уход частоты 10 ^-6 на 1 градус Цельсия.

Внимательно прочитайте задание.

Спутниковый радиотелефон работает в интервале температур от -50 °С до +50 °С. В аппаратуре используется кварцевый генератор без термостата. Какова относительная стабильность частоты генератора для этих условий внешней среды?

Задачи, расчёты

Задача 1

При заданной зоне обслуживания S=20096 км² определить количество

базовых станций, покрывающих зону обслуживания по следующим исходным данным: радиус рабочей зоны базовой станции R=3,5 км, количество BTS в кластере C=7. Определить количество кластеров в зоне обслуживания. В решении задачи использовать формулу: S=0,65∙R²

Решение: S=0,65∙R² = 7,96 км²

Количество БС 20096 км²: 7,96 км² = 2524

Количество кластеров 2524: 7 = 360

 

Задача 2

Определить число радиочастотных каналов и полосу частот транкинговой однобазовой системы связи.

№	N - Число радиоабонентов	Вид связи	Счнн – число вызовов	Тс – продолжительность соединения, с	Рбл %.–блокировка вызова	Количество каналов, n	Полоса частот, кГц
		Симплексная
		Дуплексная	2,5

 

Задача 3

Провести расчёт сети мобильной связи по следующим параметрам:

- число сот (базовых станций) в кластере Nсот=7;

- радиус соты R=4 км;

- полоса одного частотного канала Fk=25 кГц;

- количество частотных каналов в каждой базовой станции (приёмопередатчиков) m= 6;

- количество интерфирирующих сот j=6;

- показатель потерь на трассе между MS и BTS = 4 (городские условия).

В расчётах применять соотношения:

Защитный интервал D= *R.

Полоса частот, используемая в кластере (системе) Fc=Fk*m*q,

где коэффициент соконального повторения q=D/R.

Защитное отношение C/I=10 log().

Решение: Определить защитный интервал D=√3N*R= √21*4=18,33км

Определить необходимую полосу частот, используемую в кластере (системе)

Fc=Fk*m*q, где коэффициент соконального повторения q=D/R=18,33: 4= 4,58 выражает расстояние между одноимёнными частотами, оцененное в радиусах сот.

Fc=25*6*4,58=5496 кГц= 5, 5 МГ (симплекс).

Fс= 5,5*2=11МГц (дуплекс).

Определить защитное отношение C/I=10 lg( 1/j*q )=10 lg(1/6*4,58⁴)=

= 10 lg74,6=10*1,87=18,7

Задача 4

Определить число каналов трафика на сектор системы сотовой связи, если:

- нагрузка на систему равна Есист=189 Эрл,

- число кластеров в системе – 3,

- модель повторения частот 3х9,

- вероятность блокировки вызова Рбл.= 2%.

 

Решение: Нагрузка на соту: Есоты = Есист./N=189:9=21 Эрл.

Нагрузка на сектор Есект.=Есоты/3=7,00 Эрл.

По таблице при Рбл.= 2% находим количество физических каналов на сектор

=14 ф.к.

Задача 5

По следующим исходным данным для системы сотовой связи стандарта GSM-900:

-модель повторения частот: Кn= ncот х mсекторов= 4х12;

- число сот, (N сот) =12;

- вероятность блокировки вызова, P бл≤0,02;

- число активных абонентов, N акт. = 36000;

- модель трафика, Е₁ Эрл/аб. =0,025;

- определить количество кластеров и рассчитать минимальный

частотный ресурс.

Примечание: при расчёте учитывать:

1ЧК – 7 физических каналов 2 ЧК – 15 физических каналов 3 ЧК - 23 физических канала 4 ЧК – 30 физических каналов.

Решение: Нагрузка на всю систему: Есист_.=Nакт.Е₁=36000*0,025=900 Эрл.

Нагрузка на соту: Есоту=Eсист./ Nсот = 900: 12= 75,0 Эрл.

Нагрузка на сектор: Есект.=Есот/Nсект.=75,0: 3= 25Эрл.

По таблице Эрлангов при P бл≤0,05 и нагрузке 25 Эрл. находим количество каналов – 31 канал (физических или речевых) на 1 сектор.

Согласно Примечанию для организации 31 физического канала необходимо иметь 4 частотных канала в секторе.

В соте: 4 ч.к. * 3=12 ч.к.

В кластере согласно модели Кn= ncот х mсекторов, следовательно в кластере (на всю систему): 12*4=48 ч.к.

Для каждой полудуплексной полосы (UpLink и DownLink): 48*0,2МГц=9,6МГц

Общий частотный ресурс 9,6МГц*2=19,2МГц

 

Задача 6

Определить количество дуплексных каналов связи и назначенную полосу частот системы транкинговой связи, если:

- количество вызовов одного абонента в ЧНН Счнн=06;

- количество абонентов в системе N=320;

- средняя длительность сеанса связи абонентов Т= 25с;

- допустимая вероятность блокировки каналов связи Рбл. ≤ 3%.

 

Решение: Максимальное количество обслуживаемых абонентов зависит от интенсивности связи, (количество вызовов Счнн), продолжительности сеансов и допустимой вероятности блокировки каналов связи:

Нагрузка на систему = .

По таблице Эрл. при Рбл. ≤ 3% находим, что необходимо 5 дуплексных частотных канала.

Т.к. в системах PMR принятая полоса 1-го частотного канала = 25 кГц, требуется полоса частот 200 кГц.

 

Задача 7

Рассчитать зону приёма в диапазоне УКВ, если высота антенны передатчика 80 м, приёмника 1,5 м. Расчёт привести по формуле «прямой видимости» без учёта и с учётом рефракции.

 

Задача 8

Определить напряжённость поля на удалении 10 км от передатчика, если мощность передатчика 25 Вт, коэффициент усиления АФУ - 20, частота несущей 300 МГц, высоты антенн передатчика и приёмника соответственно 25 м и 10 м.

Напряжённость поля рассчитать по формуле Введенского для свободного пространства:

Е(мВ/м)=

 

 

Решение: Напряжённость поля рассчитывается по формуле Введенского для свободного пространства:1,33 мВ/м

Е(мВ/м)= =

Задача 9

Определить частоту 50 канала на передачу мобильной станцией «вверх»

- обратный канал для системы GSM 900. Полоса частот GSM 900 на канале «вверх» 890 – 915МГц.

Решение: Номинальная частота 50 канала находится по формуле:

F «вверх» =890,2 + 0,2∙50= МГц

Задача 10

Составьте уравнение баланса мощностей для прямого канала «канал вниз» по следующим данным:

- чувствительность приёмника абонентской станции – «минус» 104 дБм;

- коэффициент передачи АФУ базовой станции G_БС = 10 дБм;

- коэффициент передачи АФУ абонентской станции G_АС = 0 дБм;

- потери на трассе распространения L_р = 150 дБм.

Определить мощность передатчика базовой станции в дБм и Вт.

Мощность передатчика БС найдём из уравнения баланса мощностей, направление «вниз»:

P_БСвых = р_АС – G_БС - G_АС + L_Р =-104 -10+150=36дБ=4Вт

 

Задача 11

Вприемную антенну стационарной станции спутниковой связи, работающей с геостационарным КА, два раза в год шумы Солнца попадают в основной лепесток диаграммы направленности на время 30 мин в день в течении 5 дней подряд в дни как весеннего так и осеннего равноденствий. При этом прием сигналов с геостационарного КА становится невозможным.

Определить готовность (относительное время работоспособности) спутниковых линий связи, ограничиваемую воздействием шумов Солнца.

Решение:

Готовность (надежность) линий спутниковой связи за год работы Т=365 дней:

 

 

Задача 12

Нарисуйте гармоническое колебание как функцию расстояния и как функцию времени. Укажите длину волны колебания и период колебания Т. Установите связь между Т и . а также между и частотой гармонического колебания. Определите длину волны в метрах и сантиметрах для частот, указанных в таблице.

f, ГГц	150 МГц	450 МГц	900 Мгц	1800 МГц	2,4 ГГц
, м/см	2м	66см	33см	16,5см	12,5см

 

Задача 13

 

Судовая станция морской спутниковой связи должна создаваться безрезервирования аппаратуры. Время восстановления отказавшей аппаратуры по международнымтребованиям составляет не более четырех суток (время движения судна до ближайшего порта, куда могут быть доставлены ТЭЗ-ы для замены неисправных блоков). Для коэффициента готовности =0,99 определить требования к надежности (То) разрабатываемой аппаратуры станции спутниковой связи.

 

Решение: Надежность аппаратуры с возможностью ее восстановления (ремонта или замены неисправного ТЭЗ-а — типового элемента замены) характеризуется коэффициентом готовности аппаратуры

Из уравнения , где Т_В= 4 суток=96 часов. Находим Т₀=9500 часов (требуемое среднее время наработки на отказ).

Преподаватель Корман О. В.

 

 

МЕЖДИСЦИПЛИНАРНЫЙ КУРС

МДК 01.02 Теоретические основы технической эксплуатации оборудования систем мобильной связи