Директор по научно-методическому обеспечению д.т.н. профессор Одоевский Сергей Михайлович

1. Радиочастотное планирование и оптимизация 2G-4G сетей подвижной связи с использованием программного комплекса ONEPLAN RPLS-DB RFP&NEO Директор по научно-методическому обеспечению д.т.н. профессор Одоевский Сергей Михайлович

2. Вопросы доклада 1. Место расчетных задач в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP при решении задач планирования и оптимизации зоновых сетей 2G, 3Gи 4G. 2. Эволюция методов решения расчетных задач анализа в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP при планировании зоновых сетей 2G→3G → 4G 3. Эволюция методов решения расчетных задач синтеза в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP & NEOпри оптимизации зоновых сетей 2G→ 3G → 4G 2

3. Радиочастотное планирование и оптимизация 2G-4G сетей использованием ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP 1. Место расчетных задач в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP при решении задач планирования и оптимизации зоновых сетей 2G, 3G и 4G 3

4. Взаимосвязь учитываемых факторов при планировании и оптимизации сетей связи технологии 6

5. Показатели качества планирования и оптимизации сетей связи в среде ONEPLAN RPLS оперативность + обоснование решений в минимальное время + резерв времени на монтаж + опережение конкурентов + снижение капитальных и операционных затрат + полное соответствие проектных решений условиям работы сети + минимальные расходы на проект + наиболее полное удовлетворение потребностей абонентов адекватность стоимость 7

6. Экономическая эффективность от решения задач планирования и оптимизации Оптимизация соотношения затрат на планирование (оптимизацию)$*п и на развертывание (эксплуатацию) сети $*с 8

7. Функциональная архитектура ПК ONEPLAN RPLS XML XML DB MS SQL Взаимосвязь программных средств и баз данных ПК ONEPLAN RPLS при решении различных задач планирования и оптимизации радио и транспортной подсистем 2G/3G/4G сетей подвижной связи и широкополосного радиодоступа RPLS-DB Link Матричные карты ГИС MapInfo RPLS-ТЕ RPLS-DB RFP ГИС Neva RPLS-XML RPLS-NEO 7

8. Базовый процесс решения задач планирования и оптимизации зоновых сетей радиодоступа Обобщенный состав исходных данных и их взаимосвязь с результатами расчетов Зоны обслуживания БС БС→АС (DL) АС→БС (UL) Анализ (планирование) ТТХ БС и АС ТТХ РРС Условия РРВ Зоновая сеть радио-доступа var const «земля» var const «воздух» Промежуточные и итоговые результаты Пригодность покрытия зон радиодоступа ( годится / не годится ) Параметры модели Требования к результатам Модель сети Синтез (оптимизация) 8

9. Радиочастотное планирование и оптимизация 2G-4G сетей использованием ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP 2. Эволюция методов решения расчетных задач анализа в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP при планировании зоновых сетей 2G→ 3G → 4G 9

10. Эволюция методов решения расчетных задач анализа (планирования) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP Задание параметров БС Типовая последовательность расчета сетей 2G Подготовительная часть расчетов (общая для сетей 2G, 3G и 4G) Подготовка электронных карт Суммарные потери между всеми БС и клетками ЭК с АТ Задание района расчетов Задание параметров АТ Уровень сигнала Основная часть расчетов, специфическая для сетей 2G Покрытие DL(UL) Задание параметров трафика Секторная нагрузка Границы секторов Задание параметров ЧТП Интерференция Качество услуг Итоговая часть расчетов (общая для сетей 2G, 3G и 4G) Карты с показателями качества для отдельных клеток Таблицы с показателями качества для отдельных секторов Обобщенные показатели качества для всей сети 10

11. Эволюция методов решения расчетных задач анализа (планирования) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP Задание параметров БС Типовая последовательность расчета сетей 3G Подготовительная часть расчетов (общая для сетей 2G, 3G и 4G) Подготовка электронных карт Суммарные потери между всеми БС и клетками ЭК с АТ Задание района расчетов Задание параметров АТ Уровень ПС Основная часть расчетов, специфическая для сетей 3G Покрытие ПС Интерференция Задание параметров трафика Секторная нагрузка Границы секторов Задание конфигурации 3G Качество услуг DL Качество услуг UL Итоговая часть расчетов (общая для сетей 2G, 3G и 4G) Карты с показателями качества для отдельных клеток Таблицы с показателями качества для отдельных секторов Обобщенные показатели качества для всей сети 11

12. Эволюция методов решения расчетных задач анализа (планирования) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP Задание параметров БС Типовая последовательность расчета сетей 4G Подготовительная часть расчетов (общая для сетей 2G, 3G и 4G) Подготовка электронных карт Суммарные потери между всеми БС и клетками ЭК с АТ Задание района расчетов Задание параметров АТ Уровень ПС Основная часть расчетов, специфическая для сетей 4G Покрытие ПС Интерференция Задание параметров трафика Секторная нагрузка Границы секторов Задание конфигурации 4G (с элементами ЧТП) Качество услуг DL Качество услуг UL Итоговая часть расчетов (общая для сетей 2G, 3G и 4G) Карты с показателями качества для отдельных клеток Таблицы с показателями качества для отдельных секторов Обобщенные показатели качества для всей сети 12

13. Эволюция методов решения расчетных задач анализа (планирования) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP Варианты учитываемых параметров трафика 2G 3G 4G 1. Отдельный тип трафика: - ТФ (речь) / данные / видео 1. Мультимедийный трафик: - ТФ (речь) + данные + видео 2. Показатели качества для каждого типа трафика i (DL и UL) c учетом влияния суммарной нагрузки: - отношение сигнал / помеха E/N.i; - вероятность отказа Po.i; - средняяскорость передачиVcp.i 2. Показатели качества для заданного типа трафика (DL) с граничными оценками влияния суммарной нагрузки : - отношение сигнал / помеха E/N; - вероятность отказа Po; - средняя скорость передачи Vcp 3. Параметры нагрузки - интенсивность, длительность и скорость передачи от 1-го аб-та для каждого типа трафика UL и DL; - количество абонентов; - размещение абонентов; - доли абонентов с различной скоростью движения 3. Параметры нагрузки - нагрузка от одного абонента; - количество абонентов; - размещение абонентов 13

14. Эволюция методов решения расчетных задач анализа (планирования) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP Варианты расчетов в зависимости от учитываемых параметров нестационарности условий РРВ и нагрузки 2G 3G 4G 1. Учет случайных колебаний уровней сигналов и помех - задание требований к отношению сигнал / помеха (E/N) с различным запасом - для различных типов трафика UL / DL - для различных скоростей передачи - для различных скоростей движения МС - введение поправок DE/N для учета - разнесенного приема - автоматической регулировки мощности (АРМ) - мягкой эстафетной передачи (SHO) 1. Учет случайных колебаний уровней сигналов и помех - задание требований к отношению сигнал / помеха с запасом на Po.тр; - пересчет интерференции в скорость передачи по графикам, учитывающим замирания 2. Учет случайных колебаний количества активных абонентов - задание требований к количеству каналов с запасом на Po.тр 2. Учет случайных колебаний количества активных абонентов и требуемой скорости передачи - задание требований к количеству каналов, скорости и мощности передачи с запасом; - расчет вероятности отказа из-за недостатка мощности, каналов или превышения доп. уровня помех 14

15. Эволюция методов решения расчетных задач анализа (планирования) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP Типовойнабор результатов расчета сетей 2G/3G/4Gв направлении DL в виде карт уровня поля, покрытия и границ (без учета помех и нагрузки) в) карта границ а) карта уровня поля б) карта покрытия Для сетей 3G / 4Gимеет смысл покрытия при заданной чувствительности приемника АТ, соответствующей требуемой скорости передачи 15

16. Эволюция методов решения расчетных задач анализа (планирования) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP Vmax(Мбит/с) DF=20 МГц Обобщенные показатели качества услуг real time (4) (1) qтр = f1-1(Pош.тр) (5) 802.11g,n (MCS 0-15) Обобщенные показатели качества услуг not real time (2) (6) LTE DL 802.16e qтр = f2-1(Vтр) (7) UL Vтр (3) q дБ=Pс.дБм – Pп+ш.дБм qтр -5 Pс.дБм | Pш= -97 дБм Pc.тр Зависимости максимальной скорости передачи (TP) от отношения сигнал/помеха (C/I) 16

17. Эволюция методов решения расчетных задач анализа (планирования) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP Подготовка дополнительных исходных данных для расчета максимальной доступной скорости передачи (пропускной способности – TP) с учетом взаимных помех Вариант задания фиксированной зависимости TP(C/I) для конкретных условий В графике зависимости TP от C/I учитывается усредненная статистика замираний 17

18. Эволюция методов решения расчетных задач анализа (планирования) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP Подготовка дополнительных исходных данных для расчета максимальной доступной скорости передачи (пропускной способности – TP) с учетом взаимных помех Вариант задания исходной зависимости TP(C/I), уточняемой для конкретных условий при расчете В графике зависимости TP от C/I можно учесть различную глубину замираний, а в ходе расчетов – влияние отбора мощности и скорости из-за нагрузки 18

19. Эволюция методов решения расчетных задач анализа (планирования) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP Обработка результатов расчета карты уровня поля путем ее преобразования в карту максимальной доступной скорости передачи (без учета помех) путем соответствующей замены цветовой палитры а) карта уровня поля б) карта скорости передачи 19

20. Эволюция методов решения расчетных задач анализа (планирования) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP Результаты расчета карт максимальной доступной скорости передачи и покрытия в направлении UL c заданной чувствительностью приемника БС, соответствующей требуемой скорости передачи а) карта скорости передачи б) карта покрытия 20

21. Эволюция методов решения расчетных задач анализа (планирования) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP Обобщенные результаты расчета показателей покрытия сети в направлениях DL и UL c заданной чувствительностью приемников АТ и БС, соответствующей требуемой скорости передачи 21

22. Эволюция методов решения расчетных задач анализа (планирования) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP Расчет карт максимальной доступной скорости передачис учетом взаимных помех при назначении одной полосы частот всем БС 22

23. Эволюция методов решения расчетных задач анализа (планирования) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP Результаты расчета карт максимальной доступной скорости передачи с учетом взаимных помех при оптимальном распределении трех полос частот и трех участков одной полосы частот между секторами БС а) три полосы частот б) три участка одной полосы частот 23

24. Эволюция методов решения расчетных задач анализа (планирования) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP Сравнение рассчитанных карт максимальной доступной скорости передачи при полном (FUSC) и частичном (PUSC) использовании одной полосы частот а) FUSC (Fully Used Subcanalization) б) PUSC (Partly Used Subcanalization) 24

25. Эволюция методов решения расчетных задач анализа (планирования) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP Варианты реализации мягкого (SFR), частичного (PFR) и дробного (FFR) повторного использования частот б) отличие участков кадра с полным и частичным повторением частот по частоте (PFR) в) отличие участков кадра с полным и частичным повторением частот по мощности (SFR) а) отличие участков кадра с полным и частичным повторением частот по времени (FFR) 25

26. Эволюция методов решения расчетных задач анализа (планирования) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP Обобщенная модель распределения частотно-временных и энергетических ресурсов при реализации мягкого, частичного и дробного повторного использования частот 26

27. Эволюция методов решения расчетных задач анализа (планирования) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP Задание параметров мягкого повторного использования частот N t1 t2 r 27

28. Эволюция методов решения расчетных задач анализа (планирования) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP Результаты расчета карт максимальной доступной скорости при задании различных параметров мягкого повторного использования частот а) N=3, t1=100%,t2=0, r=0% (FUSC) в) N=3, t1=0%,t2=100%, r=100% (PUSC) в) N=3, t1=80%,t2=20%, r=100% (FFR) 28

29. Эволюция методов решения расчетных задач анализа (планирования) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP Учет неравномерности распределения нагрузки Модель трафика Карта распределения нагрузки 29

30. 2. Подготовка исходных данных и обработка основных результатов расчета СШРД Обобщенные табличные результаты расчета показателей покрытия с заданной требуемой скоростью передачи (TP – throughput) 30

31. Эволюция методов решения расчетных задач анализа (планирования) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP Дополнительные табличные результаты расчета показателей обслуживания неоднородной нагрузки с различной доступной скоростью 31

32. Эволюция методов решения расчетных задач анализа (планирования) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP Обобщенные графические результаты расчета показателей покрытия по площади и по нагрузке c различной требуемой скоростью передачи при различных вариантах повторного использования частот Идеальное покрытие всего района на максимальной скорости передачи 32

33. Радиочастотное планирование и оптимизация 2G-4G сетей использованием ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP 3. Эволюция методов решения расчетных задач синтеза в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP& NEOпри оптимизации зоновых сетей 2G→ 3G → 4G 33

34. Эволюция методов решения расчетных задач синтеза (оптимизации) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP&NEO Методы решения задач синтеза (поиска «наилучших» или «подходящих» значений управляемых параметров) оптимизируемой части сети 1. «Синтез через анализ» – пошаговый перебор управляемых параметров (m = APvar) с контролем результатов прямого расчета показателей качества (Q = KPIvar) на каждом шаге до момента получения приемлемого (оптимального или требуемого) результата (APopt KPIopt) Прогнозируемые значения KPI Исходные, перебираемые и итоговые оптимальные значения управляемых параметров KPIvar APvar Прямой расчет APopt KPIopt Универсальный и точный способ для любых AP и KPI, но требует много времени 2. «Непосредственный синтез» – обратный расчет оптимальных (требуемых) значений управляемых параметров (m = APopt) на основании заданных оптимальных (требуемых) значений показателей качества (max Q | Qтр = KPIopt) Диагностируемые проблеммные и прогнозируемые оптимальные значения управляемых параметров KPI по данным статистики KPIvar APvar Обратный расчет APopt KPIopt Быстрый способ, но реализуем только для некоторых AP и KPI и без гарантий точности 34

35. Эволюция методов решения расчетных задач синтеза (оптимизации) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP&NEO Модель сети Модели сети, используемые при решении задач оптимизации Действующая сеть сотовой связи Простые однородные математические модели Сложные неоднородные математические модели Статистические модели (результаты измерений) Доступные характеристики состояния оборудования, внешней среды, ресурсов и качества обслуживания 9

36. Контроль достоверности исходных данных перед решением задач оптимизации сети 1) в моделях оборудования - с учетом данных аудита 2) в моделях РРВ - c учетом данных измерений 3) в моделях трафика – с учетом данных статистики 36

37. Эволюция методов решения расчетных задач синтеза (оптимизации) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP&NEO Пример частных задач автоматизированной оптимизации распределения частот между БС 2G, БС PMP и РРС Управление качеством распределения частот Потери качества Управление временем распределения частот Неназн. каналы  Nk  min  Nk = 0 Расход частот Nf  min Nf  Nf.разр Кол-во итераций K  min K  K.доп Потери покрытия Sci  min Sci  Sci.доп Потери нагрузки Zci  min Zci  Zci.доп Время расчета Компромисс Длит. итераций T  min T  T.доп Отношение сигнал / помеха CI CI.доп Деградация чувствительности DРрч  DРрч.доп Однократный перебор Полный перебор Задание точн. Sci (Zci) Сокращенный перебор Адаптивный перебор Случайный перебор Задание длит. T.доп 37

38. Эволюция методов решения расчетных задач синтеза (оптимизации) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP&NEO Безусловный запрет повторов BCCH и BSIC у разных соседей (по Handover) одного сектора BCCH1  BCCH3 BSIC1  BSIC3 1 3 1 3 2 2 Распределение BCCH с учетом BSIC BCCH1 = /  BCCH3,если BSIC1  BSIC3 BCCH1  BCCH3,если BSIC1 = BSIC3 1 3 1 3 1 3 1 3 2 2 2 2 Распределение BSIC с учетом BCCH BSIC1 = /  BSIC3,если BCCH1  BCCH3 BSIC1  BSIC3,если BCCH1 = BCCH3 1 3 1 3 1 3 1 3 2 2 2 2 Пример частных задач автоматизированной оптимизации согласованного распределения BCCH и BSIC 38

39. Эволюция методов решения расчетных задач синтеза (оптимизации) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP&NEO Задача распределения кодов ПС (идентификацииБС) для сетей 3G 39

40. Эволюция методов решения расчетных задач синтеза (оптимизации) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP&NEO Задача распределения кодов ПС (идентификацииБС) для сетей 4G 40

41. Эволюция методов решения расчетных задач синтеза (оптимизации) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP&NEO Инструмент распределения кодовидентификации PCI 41

42. Эволюция методов решения расчетных задач синтеза (оптимизации) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP&NEO Учет доступных ресурсов кодовидентификации PCI и индексов RSI корневой последовательностиЗадова-Чу 42

43. Эволюция методов решения расчетных задач синтеза (оптимизации) в ПК ONEPLAN RPLS-DB RFP&NEO 43

44. Особенности использования и возможности функционального модуля ONEPLAN RPLS NEO Снижение сложности решения задач оптимизации Экспоненциальная сложность ---> Полиномиальная сложность Типовая декомпозиция общей сложной задачи оптимизации на более простые частные задачи оптимизации зон покрытия (I), обслуживания (II) и помех (III) 44

45. Особенности использования и возможности функционального модуля ONEPLAN RPLS NEO Ранжировка перебираемых параметров и рассчитываемых показателей В порядке убывания приоритетов (возрастания сложности и/или стоимости): Параметры: var {P, U, A, T, H, F, B} (P-мощность, U-наклон, A-поворот, T-тип, H-высота, F-частота, B-активность) Секторы: var {1,…,N} Показатели: сетевые – аддитивные (интегральные), сетевые – мультипликативные (выборочные), секторные. 45

46. Использования модуля ONEPLAN RPLSNEO для решения специальных задач оптимизации для UMTS Окно запуска NEO 46

47. Использования модуля ONEPLAN RPLSNEO для решения специальных задач оптимизации для UMTS Уточнение задач оптимизации при запуска NEO 47

48. Использования модуля ONEPLAN RPLSNEO для решения специальных задач оптимизации для UMTS Исходные задачи Интерпретация задач в NEO 1. Минимизировать зоны Overlapping Zones (Pilot Pollution) с заданными допустимыми пределами по уровню DPпси количеству Nпс. 2. Выровнять распределение нагрузки по секторам БС с учетом заданной модели трафика. 3. Обеспечить максимальное покрытие с заданным качеством (Ec/No) с учетом нагрузки. 4. Обеспечить размер зоны SHOв заданных пределах. 1. Минимизировать зоны допустимой псевдо интерференции в виде CIдоп=1/Nпс. 2. Минимизировать коэффициент нагрузки в худшем секторе с максимальной нагрузкой 3. Обеспечить максимальное покрытие с заданным уровнем интерференции 4. Обеспечить заданные пределы зон допустимой псевдо интерференции в виде CIдоп=DPпс (SHO) 48

49. Особенности использования и возможности функционального модуля ONEPLAN RPLS NEO Варианты задания, вычисления или перебора управляемых параметров 49

50. Особенности использования и возможности функционального модуля ONEPLAN RPLS NEO Задание множества перебираемых значений основных управляемых параметров по умолчанию 50