Мобільна станція радіоконтролю

Мобільна спеціалізована станція радіоконтролю РЕЗ

Мобільна спеціалізована станція радіоконтролю РЕЗ цифрового стільникового зв’язку та широкосмугового радіодоступу на базі цифрових приймачів діапазону частот 20-6000 МГц типу MMSRS.

  1. Мотивація 

      Із перспективою впровадження в Україні новітніх технологій цифрового стільникового зв’язку LTE-FDD, LTE-M, LTE-TDD, NB-IoT/CatNB1, 5GNR у нових діапазонах радіочастот питання здійснення заходів ефективного радіочастотного моніторингу мобільними засобами стає як ніколи актуальним.

         Цілком реальною стає ситуація, коли в  умовах технологічної нейтральності, разом із вже працюючими в Україні радіотехнологій GSM, WCDMA (діапазон 2100 МГц), CDMA-800 (CDMA IS95, CDMA2000 lxRTT CDMA), LTE (1800 та 2600МГц) запрацюють нові, зазначені вище радіотехнологіїна наявних у оператора частотних ресурсах та нових, виділених відповідно до плану використання РЧР. 

         Із збільшенням радіочастотного ресурсу та кількості радіотехнологій  ГОЛОВНИМ стане питання забезпечення ЕМС та здійснення якісного радіочастотного моніторингу.

         Що компанія «ТРИА-НЕТ»  має на увазі під словом ЯКІСНОГО?

Задекларовані державою якісні послуги доступу до мережі високошвидкісного інтернету на 90% території для 99% споживачів із параметрами та показниками якості, що визначає НКРЗІ, потребують нових підходів до технічних рішень із моніторингу, для визначення проблемних ділянок на мережах ЦСЗ та підготовки ефективних рекомендацій для операторів з цих питань, а також оцінки параметрів та показників якості послуг на мережах ЦСЗ та оцінки ефективності цих мереж, з точки зору користувачів.

Тобто нова мобільна станція моніторингу крім оцінки ефірних параметрів випромінювань повинна оцінювати покриття мереж та їх доступність для користувачів. І такі можливості вже закладають провідні світові виробники.

  

Поставлено нові задачі, для виконання яких потрібні нові погляди та підходи до виконання технічних процедур, що вимагає створення принципово нових програмно-апаратних комплексів (ПАК) – як основи мобільних станцій моніторингу.

При цьому, головне, про що слід пам’ятати, інфраструктура радіочастотного моніторингу та контролю якості послуг на сьогодні вже існує. Впровадження нових підходів не повинно суттєво вплинути на її роботу, а лише розширити функціональність без залучення (із мінімальним залученням) додаткових сил та засобів.

Тоді очевидно, що такий ПАК повинен бути на 100% інтегрованим, у наявні у Замовника засоби, бути автоматичним та автономним під час проведення тестів та вимірювань. Звідси компактність і мала вага, широка функціональність, робота за європейськими алгоритмами вимірювань під час тетсдрайвів, висока надійність програмних та апаратних засобів, захист від збоїв по живленню, вібраціям та кліматичним умовам.

Призначення

  1. Призначення, опис конструкції та функціональні мобільної станції MMSRS

2.1. Призначення та загальні можливості

МСРК MMSRS створена з метою оснащення підрозділів Замовника  автоматичним комплексом обладнання радіоконтролю РЕЗ цифрового стільникового зв’язку, РЕЗ широкосмугового радіодоступу мереж ШСД та РЕЗ класичних радіотехнологій всіх стандартів що застосовуються на території України, які працюють у виділених згідно Плану використання радіочастотного ресурсу України смугах радіочастот від 20МГц до 6000МГц.

   МСРК MMSRS представляє собою комплекс сучасних цифрових програмно-апаратних засобів виробництва Роде і Шварц, які працюють із  спеціалізованим програмним забезпеченням FMeas або Сontrol-U (далі СПЗ), сумісним із ICS Control компанії ATDI, та забезпечує керування цими приладами для здійснення автоматичного радіочастотного моніторингу та первинної обробки його результатів. Зазначене обладнання встановлюється на транспортну базу, яку надає Замовник та управляється СПЗ.    

   Мобільна станція MMSRS призначена для використання у мобільному варіанті — на стоянці автотранспортного засобу та під час його руху, а також, може використовуватися у якості портативного комплекту обладнання для роботи поза межами мобільної станції.

На рівні СПЗ мобільна станція MMSRS інтегрована до регіональної підсистеми АСРМ ЗАМОВНИКА що забезпечує імпорт та експорт даних, планів ТРК, звітів про результати ТРК, а також порівняння бази даних отриманої в ході тестдрайвів із базою даних частотних присвоєнь.

Мобільна станція MMSRS у автоматичному (основний), або автоматизованому режимах може виконувати такі завдання:

  • виявлення та інструментальне оцінювання параметрів радіовипромінювання РЕЗ ЦСЗ, ШСД, інших радіотехнологій (УКХ радіозв’язок, транкінговий радіозв’язок), що працюють у діапазоні робочих частот МСРК від 20 МГц до 6000 МГц (згідно рек. МСЕ-R SM.378, Довідника МСЕ, 2011 р.);
  • ідентифікацію джерел радіовипромінювання (ДРВ) вищезазначених радіотехнологій (згідно рек. МСЕ-R SM.1392, Довідника МСЕ, 2011 р.);
  • визначення зайнятості смуг частот та каналів (згідно рек. МСЕ-R SM.1392, SM.1880, SM.1050);
  • візуалізацію картографічних даних;
  • експорт/імпорт даних радіочастотного моніторингу у автоматизовану систему Замовника сумісну із продуктами ATDI, для виконання планових завдань з технічного радіоконтролю усіх радіотехнологій;
  • відображення у табличному вигляді результатів РЧМ, ідентифікацію ДРВ та інструментальне оцінювання їх параметрів, в тому числі у вигляді спектрограм;
  • документування результатів: ведення архіву даних виявлених радіочастот, спектрів, формування звітних документів;
  • локальне збереження та експорт/імпорт результатів радіочастотного моніторингу для їх узагальнення в автоматизованій системі Замовника.

Опис конструкції

2.2 Опис конструкції мобільної станції MMSRS

2.2.1 Всі складові, згідно основні засоби базового обладнання (одно або двоканальний аналізатор мереж ЦСЗ серії TSMx (TSME6 TSMA6 TSMW), із вбудованими демодуляторами радіотехнологій мереж ЦСЗ що працюють у країні, вимірювального приймача із функціями аналізатора сректру реального часу ВВ60С, автоматизований комплекс ТРК РЕЗ ШСД типу WR61 із вбудованим комутатором Ethernet (LAN 1 ГГбіт/с), система живлення із захистом від перевантаження 12В, антени портативного комплекту, антенна панель комутації), встановлені на рамі у кейсі-рюкзаку, який надійно закріплено на кронштейні у багажному відсіку автомобіля, АРМ керування типу ноутбук (і/або планшетний ПК) із встановленим СПЗ, , антенної системи мобільної станції, системи електроживлення та системи освітлення.

2.2.2 За рахунок розміщення обновного обладнання на каркасі у кейсі-рюкзаку забезпечується легкий монтаж/демонтаж обладнання для його застосування поза межами мобільної станції.

2.2.3 Антенна система мобільної станції встановлена у автопеналі, або на даху автомобіля складається із вимірювальної активної антени типу CВА600 діапазону 20-6200 МГц, а також GPS антени.

2.2.4 Дві автономні системи електроживлення у мобільної станції MMSRS та кейсі-рюкзаку забезпечують надійне живлення 12В при роботі як у мобільній станції, так і за її межами в залежності від обраного оператором режиму роботи.

2.2.5 АРМ типу ноутбук (або планшетний ПК) із проінстальованим СПЗ забезпеченням забезпечує основні режими роботи виробу, та обмін даними із АСРМ.

Для зручного керування обладнанням станції MMSRS при роботі поза її межами крім ноутбука може застосовуватися планшетний ПК якщо це визначено умовами Замовника.

Функціональні можливості

2.3 Функціональні можливості

2.3.1 Функціональність частотних сканерів мереж ЦСЗ та ШСД

2.3.1.1 Для виявлення та ідентифікації приналежності радіовипромінювань мереж ЦСЗ, у якості частотного сканера може застосовуватися перший тракт RF1 аналізатора мереж зв’язку TSMW, або один із компактних швидкісних радіочастотних сканерів TSME6 або TSMA6. Все обладнання працює у комплекті із опціями демодуляторів мереж стільникового зв’язку стандартів GSM, WCDMA,  CDMA IS95, CDMA2000 lxRTT CDMA LTE-FDD, LTE-M, LTE-TDD, NB-IoT/CatNB1, 5GNR та WiMax IEEE802.16/E в автоматичному режимі, із визначенням та відображенням, коду оператора; повного означення стільника базової станції (global ID), номерів усіх працюючих каналів (BCCH та TCH) та номіналів їх частот та рівня сигналу всіх робочих каналів БС. При цьому ідентифікація РЕЗ здійснюється незалежно від частотного діапазону та типу каналу для всіх перелічених радіотехнологій.

2.3.1.2 Для виявлення та ідентифікації приналежності радіовипромінювань мереж ШСД у якості частотного сканера застосовується автоматичний комплекс WR61, який здійснює виявлення радіовипромінювань та ідентифікація БС ШСД стандарту IEEE 802.11A/B/G/N/AC (що працюють у діапазоні частот від 2192 МГц до 2732 МГц та від 4800 МГц до 6000 МГц) та окремих РЕЗ ШСД, що працюють за протоколом PreWiMax у діапазоні 5 ГГц, у автоматичному режимі, а також ідентифікація їх абонентського радіообладнання, з визначенням та відображенням МАС-адрес БС та абонентських терміналів, номіналів частот робочих каналів та смуги частот сканування, рівня сигналу РЕЗ на вході сканера.

Функціональність цифрового приймача

2.3.2 Функціональність цифрового приймача.

2.3.2.1 Для інструментального оцінювання параметрів радіовипромінювань РЕЗ ЦСЗ, РЕЗ ШСД, які ідентифікуються сканерами, а також РЕЗ інших радіотехнологій, що працюють у зоні ЕМД  МСРК MMSRS у якості вимірювального приймача із функціями аналізатора спектру  застосовується другий тракт RF2 аналізатора мереж зв’язку TSMW, другий радіочастотний сканер TSME6 або TSMA6 скануючий приймач із функціями аналізатора спектру реального часу ВВ60С .

2.3.2.2 Інструментальне оцінювання ідентифікованих РЕЗ ЦСЗ та РЕЗ ШСД здійснюється у автоматичному режимі із документуванням результатів у локальній базі даних.

2.3.2.3 Інструментальне оцінювання РЕЗ інших радіотехнологій здійснюється у автоматичному режимі (основний), або у автоматизованому режимі, коли оператору мобільної станції необхідно прийняти рішення у локальному місці на маршруті руху. 

2.3.2.4 Оцінювання зайнятості смуг частот та каналів в діапазоні робочих частот МСРК здійснюється у автоматизованому режимі

2.3.2.5 Методи та математичні алгоритми точності інструментального оцінювання параметрів випромінювання відповідають вимогам документів МСЕ-R

Технічні характеристики

2.4 Технічні характеристики

Основні технічні характеристики радіочастотного тракту виявлення на базі аналізатора мереж зв’язку типу TSMW, радіочастотних сканерів TSME6 або TSMA6  та скануючого приймача із функціями аналізатора спектру реального часу ВВ60С можна переглянути на сайті виробників

Базові технічні характеристики сканера ЦСЗ на базі першого РЧ тракту TSMW

Характеристики РЧ    
Діапазон частот   від 30 MГц до 6 ГГц
Опорний генератор Внутрішній відхилення через старіння 1×10-6 на рік
Похибка вимірювання рівня С/Ш > 16 дБ, від 30 MГц до 3 ГГц

С/Ш > 16 дБ, від 3 ГГц до 6 ГГц

< 1 дБ

< 1,5 дБ

Максимально допустимий вхідний рівень На кожний канал 5 дБмВт/0 В пост.
Коефіцієнт шуму попереднє посилення ВКЛ. тип. зн. 7 дБ на 3,5 ГГц
попереднє посилення ВИМК. тип. зн. 19 дБ на 3,5 ГГц
Динамічний діапазон без Інтер модуляційних перетворень попереднє посилення ВКЛ:

рівень 2 x -45 дБмВт

тип. зн. 65 дБ (-12,5 дБмВт TOI) на 3,5 ГГц
попереднє посилення ВИМК:

рівень 2 x -35 дБмВт

тип. зн. 80 дБ (0 дБмВт TOI) на 3,5 ГГц
Приймальні тракти РЧ Незалежні 2 канали
КСХН від 30 МГц  до 2,5 ГГц тип. зн. 1,5
від 2,5 ГГц до 6,0 ГГц тип. зн. 1,7
Канали попередньої селекції   5 на тракт РЧ,

3 використовуються як слідкуючі фільтри

Характеристики LTE    
Підтримувані діапазони частот   без обмежень
Режими вимірювань   LTE-FDD та TD-LTE
Швидкість вимірювань автоматичне визначення всіх 504 ідентифікаторів фізичних сот макс. 200 вимірювань/с
Фізична точність декодування    
Чутливість під час первинного декодування ідентифікаторів фізичних стільників   -123 дБмВт

 

Чутливість після успішного декодування ідентифікаторів фізичних стільників   -127 дБмВт

 

Динамічний діапазон відношення сигналу до шуму і завади   макс. 42 дБ

 

Характеристики WiMAX™    
Підтримувані діапазони частот   без обмежень
Швидкість вимірювань автоматичне детектування всіх 114 індексів преамбули 5 вимірювань/с

 

Точність декодування преамбули тривалість кадру 5 мс; розмір FFT 1024; ширина смуги 10 МГц; 2,5 ГГц ±1 дБ (від -30 дБмВт до -109 дБмВт)

 

Чутливість під час первинного декодування преамбули   < -97 дБмВт (RSSI)

 

Чутливість після успішного декодування преамбули   < -112 дБмВт (RSSI)

 

Динамічний діапазон відношення сигналу до шуму до завади   від -20 дБ до +40 дБ

 

Характеристики GSM

 

   
Підтримувані діапазони частот   без обмежень
Режими вимірювань   Кодова потужність DB/TCH/SCH, загальна потужність в смузі TCH, потужність в часовому сегменті, демодуляція

BCH для всіх видів системної інформації

Швидкість вимірювань з демодуляцією SI 500 каналів/с
Чутливість   -118 дБмВт
Точність вимірювань   тип. зн. ±1 дБ
Точність декодування BSIC   98% для Н/Ш > +2 дБ
Динамічний діапазон декодування BSIC    
Чутливість під час первинного детектування BSIC   С/І > -18 дБ

 

Чутливість після успішного детектування BSIC   С/І > -29 дБ

 

Динамічний діапазон декодування BCCH   С/І > 0 дБ
Характеристики WCDMA    
Підтримувані діапазони частот   без обмежень
Кількість несучих частот РЧ   макс. 32
Швидкість вимірювань висока швидкість / широкий динамічний діапазон, автоматичне детектування всіх 512 кодів скремблювання 200 Гц/80 Гц, с демодуляцією BCH

 

Чутливість детектування кодів скремблювання    
Чутливість під час первинного детектування кодів скремблювання висока швидкість / широкий динамічний

діапазон

-112 дБмВт/-121 дБмВт

 

Чутливість після успішного детектування кодів скремблювання висока швидкість / широкий динамічний

діапазон

-118 дБмВт/-123 дБмВт

 

Точність детектування кодів скремблювання (RSCP) Ec/I> -12 дБ тип. зн. < 1 дБ
Ec/I< -12 дБ тип. зн. < 1,5 дБ
Помилкове  детектування коду скремблювання (паразитний код)   < 10-9

 

Динамічний діапазон Ec/I0 висока швидкість / широкий динамічний

діапазон

-22 дБ/-30 дБ
Мин. поріг Ec/Iдемодулірованія   BCH > -17 дБ
Характеристики CDMA2000®    
Підтримувані діапазони частот   без обмежень
Кількість несучих частот РЧ   макс. 32
Швидкість вимірювань автоматичне детектування всіх 512 PN 80 Гц, с демодуляцією BCH
Чутливість PN детектування   — 119 дБмВт
Динамічний діапазон Ec/I0 — 29 дБ
Характеристики 1xEVDO    
Підтримувані діапазони частот   без обмежень
Кількість несучих частот РЧ   макс. 32
Швидкість вимірювань   30 Гц, с демодуляцією BCH
Чутливість PN детектування   -120 дБмВт
Динамічний діапазон Ec/I0 — 15 дБ
Характеристики I/Q    
Ширина смуги цифрового фільтра, пакетний режим На каждый канал от 800 кГц до 20 МГц

 

Ширина смуги цифрового фільтра, режим потокової передачі апаратні вимоги: канал Gbit LAN, «джамбо» пакети, швидкість обміну даними з жорстким диском 80 Мбайт / с макс. 22 мільйона відліків/с
Швидкість повторної вибірки   від 1 мільйона відліків/с до 21,94 мільйона відліків/с
Ширина смуги демодуляції На кожний канал 20 MГц
формат даних 14 біт Роздільна здатність ADC 8 біт, 12 біт, 16 біт або 20 біт
Обсяг буфера I / Q   200 Мбайт

 

 

Базові технічні характеристики сканера ШСД та базі першого та другого РЧ трактів виробу WR61.

Таблиця 2

№ з/п Найменування характеристики Номінальне значення
1. Діапазон частот виявлення/ідентифікації, МГц 2192-2734       

4800-6100

2. Ширина смуги каналів виявлення/ідентифікації, МГц 5-30МГц (крок 1МГц)

30-60 МГц (крок 2МГц)

80МГц

160МГц

3. Стандарти широкосмугового радіодоступу 802.11 A/B/G/N/AC,

N-stream, nv2, AirMAX

4. Типи модуляції:                                                                                                  OFDM: BPSK

QPSK

16QAM

64QAM

256QAM 

                                                                                                                              DSSS: DBPSK

DQPSK

CCK

5.  Чутливість РЧ блоку, дБм:                                                                       802.11a

                                                                                                               802.11b

                                                                                                               802.11g

                                                                                                               802.11n

                                                                                                               802.11ac

-97

-93

-94

-92

-90

6. Коефіцієнт підсилення антени, дБ:

                                     ненаправлена

направлена пасивна

направлена активна

 

4

6

45

7. Діапазон робочих температур, °С від мінус 20ºC

до плюс 50ºC

8. Відносна вологість, % <=85%
9. Атмосферний тиск, кПа 86–106
10. Ємність АКБ, А/г 6,5
11. Час роботи від власної акумуляторної батареї, годин 4,5
12. Напруга живлення від джерела постійного струму, В 11-14
13. Кількість портів комутації ПОЕМ, аналізаторів спектра тощо, шт

Ethernet (10/100/1000 Mbit/s)

sfp (1/10 Gbit/s)

WiFi (802.11n MIMO2)

 

 

6

4

1

14. Вага (разом з АКБ), кг 2

 

Характеристики цифрового приймача

Характеристики цифрового приймача із функціями аналізатора спектру побудованого на базі другого РЧ тракту TSMW                                           

Найменування характеристик Значення характеристик
Діапазон частот від 30 МГц до 6 ГГц
Кількість РЧ трактів 2
Тип частотних трактів Незалежні 
Режим роботи трактів Незалежний, синхронний (зв’язаний), паралельний
Часта внутрішнього опорного генератора 10 MГц
Допустима відносна погрішність відхилення частоти опорного генератора , αОП ± 1×10-6  за один  рік
Діапазони перестройки фільтрів преселекції,

у діапазоні частот за рівнем мінус 6 дБ

 

30 МГц — 600 МГц фіксований НЧ
600 МГц – 1,2 ГГц

1,2 ГГц – 1,7 ГГц

1,7 ГГц – 2,5 ГГц

Перестроюваний

смуговий 40 МГц

 

2,5 ГГц — 6 ГГц фіксований ВЧ
Діапазон вимірюваних рівнів Від середнього рівня шумів до +5 дБмВт
Середній рівень власних шумів, не більше:

 

З вимкненим попереднім підсилювачем

мінус 153 дБмВт/Гц

З увімкненим попе-реднім підсилювачем

мінус 163 дБмВт/Гц

Межі абсолютної похибки вимірювання рівня сигналу в кожному з РЧ трактів

 

в діапазоне частот

30 МГц – 2,5 ГГц

в діапазоне частот

2,5 ГГц – 6 ГГц

±1,0 дБ ±1,5 дБ
Відносний рівень інтермодуляційних

спотворень 3 порядку LИМ3, не більше

Попередній підсилювач вимкнено, рівень

сигналу на змішувачі

2х (-35 дБмВт)

мінус 65 дБн
Попередній підсилювач включено, рівень

сигналу на змішувачі

2х (-45 дБмВт)

мінус 60 дБн

 

Смуга аналізу (на кожний РЧ тракт) від 0,2 МГц до 20 МГц
Параметри АЦП Роздільна здатність 14 біт, пам’ять 200 мільйонів

відліків

Демодуляція системної інформації стандартів бездротового зв’язку LTE (FDD, TDD), GSM, TETRA, WCDMA, WiMAX, TD-SCDMA, CDMA2000, 1xEV-DO
Рівень сигналу, необхідний для декодування системної інформації вперше, не більше LTE (опція K29) мінус 123 дБмВт
WiMAX (опція K28) мінус 97 дБмВт
GSM (опція K21) мінус 118 дБмВт
WCDMA(опція K21) мінус 112 дБмВт
Рівень сигналу, необхідний для декодування системної інформації в подальшому, не більше LTE (опція K29) мінус 127 дБмВт
WiMAX (опція K28) мінус 112 дБмВт
GSM (опція K21) мінус 118 дБмВт
WCDMA(опція K21) мінус 118 дБмВт
Вхідний опір ВЧ входів 50 Ом
КСХН входу в діапазоні частот, не більше до 2,5 ГГц

від 2,5 ГГц до 6 ГГц

1,5

1,7

Роз’єм СВЧ входу: N-тип «розетка»
   
Умови експлуатації і маса-габаритні характеристики
Робочі умови експлуатації Температура від + 5 ºС до + 40 ºС

Відносна вологість повітря до 95 %

Умови зберігання та транспортування Температура від — 25 ºС до + 85 ºС
Відносна вологість повітря не більше 95%
Маса не більше 5,1 кг
Габаритні розміри (Ширина × Висота × Глибина) 180 мм × 130 мм × 270 мм
Живлення від постійного струму від 9 до18 В
Споживана потужність 65 Вт

Структурна схема МСРК MMSRS

  1. Структурна схема МСРК MMSRS

Комплект обладнання побудовано із декількох завершених технічних рішень об’єднаних у локальну обчислювальну мережу.

Кількість з’єднань РЧ трактів та LAN мінімізовано, що забезпечує підвищення надійності у роботі та зменшує кількість виходів із ладу обладнання/

Кількість антенних систем, що застосовуються під час роботи МСРК у вибраному режимі не перевищує кількості входів вимірювального та ідентифікаційного обладнання, що унеможливлює наявність часових затримок під час переключення антенних комутаторів.

      Лінійка антенних підсилювачів, що підключаються автоматично у залежності від рівня вхідних сигналів забезпечує коректну експлуатацію МСРК в будь-яких умовах ЕМС.