В настоящее время составляющие различных беспроводных сетей имеют довольно большую популярность. Большое число исследователей полагают, что для мобильных систем, которые относятся к стандартам GSM, нельзя говорить о том, что произошла выработка их ресурса, и в ближайшем будущем возникнут новые устройства, которые базируются на других перспективных эффектах. Непрерывным образом идет рост абонентских баз операторов, происходит формирование новых дорожных покрытий, наблюдаются изменения в городских ландшафтах и климате. Отмеченные обстоятельства существенным образом оказывают влияние на характеристики того, как идет распространение радиоволн. Основываясь на этом, мы можем считать, что актуальными вопросами являются разработки по специализированным программным средствам, которые в будущем можно применять в САПР [2], с их использованием возникают возможности с привлечением электронных карт местности осуществлять оценки по характеру распространения радиоволны, а также давать оценки зонам покрытия того множества базовых станций, которое интересно для нас, но не для всех используемых программ [3] можно говорить о низких погрешностях в вычислениях [6], или о достаточно низком потреблении машинных ресурсов [7].
Как результат, мы понимаем, что решение задач, направленных на определение уровней сигналов для зон покрытия базовых станций, весьма непростое, и дополнительные сложности появляются потому, что непрерывным образом меняется застройка внутри городов и рельеф, поскольку происходит расширение зон обслуживания соответствующих сотовых операторов.
Корпоративные сотрудники, которые вследствие служебных необходимостей проводят регулярные деловые поездки, рассматривают различные беспроводные технологии в виде необходимой составляющей бизнеса. Происходит постоянное развертывание беспроводных компьютерных сетей в местах, где наблюдаются большие потоки людей – в отелях, транспортных терминалах, ресторанах, поэтому посетители нуждаются в доступе к Интернету.
На рис. 1 дана структура программного продукта, на основе которого могут проводиться расчеты по дифракционным характеристикам объектов, которые включаются в системы соответствующих беспроводных связей.
Рис. 1. Структура программного продукта
Рис. 2. Взаимодействие САПР беспроводных систем связи и графических пакетов
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 [1].
В качестве основных эффектов, которые наблюдаются в подобных средах можно отметить:
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 двигают различные предметы.
Предлагается создать специализированный «Модуль помещения», для того, чтобы осуществлять преобразование графических карт помещений, во внутренний формат систем автоматизированного проектирования (САПР) [4] беспроводных 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 формирования слоя распространения сигналов.
Под техническим заданием на проектирование мы будем рассматривать определенные виды помещений, требующих проведения расчётов характеристик распространения радиоволн [5], частоты сигналов, погрешности расчетов, данные абонентов и применяемого оборудования, координаты передатчиков и приемников и др.
На рис. 1 представлена схема взаимодействия САПР беспроводных систем связи и геоинформационных систем (ГИС).
Для того, чтобы осуществлять взаимодействие с внешними графическими пакетами можно применять два подхода:
– обращение к базе данных (БД) помещения;
– использование форматов графической информации.
Когда применяется электронное графическое описание помещений одной из ключевых характеристик является требование к тому, каковы входные данные в рассматриваемых моделях расчёта характеристик распространения радиоволн. Помимо этого соответствующие требования должны быть предъявлены к 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 применяемой модели можно выделить возможности проведения расчетов при весьма небольшом наборе параметров, которые необходимы.
Во входных данных, размещаемых в БД предлагается использовать следующие: «графическое представление» – содержит координаты той области, внутри которой располагается система связи; «описание объектов» – их координаты, размеры, свойства материалов, из которых они изготовлены; «точки доступа» – содержится информация об их координатах, диаграммах направленности, мощности и др., «приемники» – характеристики приемников.