Применение оптимизации при проектировании систем связи

В настоящее время идет активный поиск возможных способов решения проблем распространения радиоволн внутри зданий и сооружений [1]. Это определяется тем, что происходит проектирование и внедрение беспроводных сетей связи, которые позволяют передавать большие объемы данных, а также дать возможности для того, чтобы было оперативное управление и обеспечивалась безопасность [2-4].

То, что внутри зданий и сооружений существуют стены, перегородки, мебель, радиоэлектронная аппаратура и другие объекты ведет к тому, что создается сложная среда для распространения радиоволн.

В качестве основных эффектов, которые наблюдаются в подобных средах можно отметить [5-7]:

• 1)    Наличие многолучевости, вследствие того, что происходят многократные переотражения от объектов, находящихся внутри помещений и от стен;

• 2)    Дифракционные эффекты, существующие на острых кромках объектов, которые существуют внутри помещений;

• 3)    Эффекты рассеяния электромагнитных волн.

Как следствие таких эффектов, возникает сложная интерференционная структура электромагнитного поля, причем она сильным образом меняется когда люди перемещаются внутри помещений, а также происходит движение разных предметов.

Предлагается создать специализированный «Модуль помещения», для того, чтобы осуществлять преобразование графических карт помещений, во внутренний формат САПР беспроводных систем связи и оптимизацию систем связи.

Перечислим основные задачи, которые могут решаться «Модулем помещения»:

• -    проведение преобразований внешних данных во внутренние форматы;

• -    проведение вывода результатов во внешние графические пакеты;

• -    проведение подготовки данных для подсистемы расчета, исходя из того, каковы требования технического задания на проектирование;

• -    проведение формирования слоя позиционирования точек доступа;

• -    проведение оптимизации распространения сигналов.

Под техническим заданием на проектирование мы будем рассматривать определенные виды помещений, требующих проведения расчётов характеристик распространения радиоволн, частоты сигналов, погрешности расчетов, данные абонентов и применяемого оборудования, координаты передатчиков и приемников и др.

Для того, чтобы осуществлять взаимодействие с внешними графическими пакетами можно применять два подхода:

• -    обращение БД ГИС;

• -    использование форматов графической информации.

  

Когда используют электронное графическое описание помещений одной из ключевых характеристик является требование к тому, каковы входные данные в рассматриваемых моделях расчёта характеристик распространения радиоволн [8]. Кроме этого, соответствующие требования должны быть определены по тому, какая структура БД, применяемой для того, чтобы хранить информацию об областях, подлежащих анализу и расчёту, входные и выходные данные и др.

В качестве входных данных, в рассматриваемом подходе предлагается использовать:

• -    координаты точки доступа;

• -    координаты приемника;

• -    размеры помещений;

• -    толщина перекрытий и стен, а также характеристики материалов, из которых они состоят;

• -    параметры применяемого оборудования;

• -    приемлемые погрешности расчетов.

В результате, среди преимуществ используемой модели можно выделить возможности проведения оптимизации при весьма небольшом наборе параметров, которые необходимы.

Во входных данных, размещаемых в БД предлагается использовать следующие: «графическое описание» - содержит координаты той области, внутри которой располагается система связи; «представление объектов» - их координаты, размеры, свойства материалов, из которых они изготовлены; «точки доступа» - содержится информация об их координатах, диаграммах направленности, мощности и др., «приемные устройства» - характеристики приемных устройств.