Κυψέλη-Σταθµός Βάσης-Εµβέλεια

Transcript

1 Κυψέλη-Σταθµός Βάσης-Εµβέλεια P T downlink Uplink ή downlink P T uplink P P Προσεγγιστ ικό µοντέλο απωλειών () : P P T k h r m 4 h f b c P min max P T / P min και f(r γ ) άρα r max f( max max ) Οκτ-07 Γ.Ι.Στεφάνου

2 Πραγµατική κάλυψη - ιαστασιοποίηση Πραγµατική κάλυψη Ιδεατό όριο κυψέλης r max A cell Εµβαδόν Κυψέλης,6*r max # κυψελώνα περιοχής / A cell Οκτ-07 Γ.Ι.Στεφάνου

3 Είδη Μεγέθη Κυψελών -30 km -0 W - km 0,-W - 0,5 km Ακτίνα Ισχύς εκποµπής ΣΒ COST 3 final eport Οκτ-07 Γ.Ι.Στεφάνου 3

4 Κυψελοποιηµένη περιοχή Οκτ-07 Γ.Ι.Στεφάνου 4

5 Κεραίες Σταθµών Βάσης Οκτ-07 Γ.Ι.Στεφάνου 5

6 ΠΑΡΕΜΒΟΛΕΣ c + a?db PT P c f P C/(P N +c+ιa) P min P N + c + a Οκτ-07 Γ.Ι.Στεφάνου 6

7 ΠΑΡΕΜΒΟΛΕΣ Co-Channel Channel and Adjacent ch.. nterference P T f f P T f P ΕΝ ΟΚΑΝΑΛΙΚΗ ΠΑΡΕΜΒΟΛΗ f,f ΠΑΡΕΜΒΟΛΗ ΓΕΙΤΟΝ. ΚΑΝΑΛΙΟΥ f,f C c C a C/(P N +c+ιa) P min P N + c + a Οκτ-07 Γ.Ι.Στεφάνου 7

8 Οκτ-07 Γ.Ι.Στεφάνου 8 ( ) γ γ P Bw N P N C T T C P TBS ), / ( γ f C N C n i i + ), / ( γ f C N C n i i + ΕΝ ΟΚΑΝΑΛΙΚΗ ΠΑΡΕΜΒΟΛΗ ΕΝ ΟΚΑΝΑΛΙΚΗ ΠΑΡΕΜΒΟΛΗ ΕΝ ΟΚΑΝΑΛΙΚΗ ΠΑΡΕΜΒΟΛΗ ( ) γ γ P Bw N P N C T T C P TB P TMS P TMS S

9 Οκτ-07 Γ.Ι.Στεφάνου 9 ΕΠΑΝΑΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ ΕΠΑΝΑΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ ΕΠΑΝΑΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΣΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ Frequency re-use ratio (/), Frequency re-use factor N ( ) j ij i µε N N N j j i i j j i i j j i i j 0º j i j i 3 3 Οµοκαναλικές κυψέλες

10 Οκτ-07 Γ.Ι.Στεφάνου 0 Επαναχρησιµοποίηση Συχνοτήτων Οµάδες Κυψελών Επαναχρησιµοποίηση Συχνοτήτων Οµάδες Κυψελών Επαναχρησιµοποίηση Συχνοτήτων Οµάδες Κυψελών 6 οµοκαναλικές κυψέλες στην η ζώνη γ k γ γ c C N 4,58 7 3

11 Ενδοκαναλική Παρεµβολή C 6 k γ γ αλλά 3N 6 γ C γ ( 3N ) 6 C -γ και γ (free space) -5,5 (πυκνό αστικό περιβάλλον Αν π.χ. γ4 τότε C/9dB για Ν7 C/4dB για Ν4 C/dB για Ν3 Οκτ-07 Γ.Ι.Στεφάνου

12 90% 50% 0% % 3 4,6 Οκτ-07 Γ.Ι.Στεφάνου

13 Εκχώρηση Καναλιών Frequency Planning 3 7 4,58 C Π.χ. Οµάδα 7 κυψελών Carriers 9dB f 5 f 6 f f 4 Κυψέλες f 7 f f f f 3 f 4 f 5 f 6 f f3 f f 3 Carriers f C db Οµάδα 3 κυψελών Κυψέλες f f f Οκτ-07 Γ.Ι.Στεφάνου 3

14 Τοµεοποίηση Οκτ-07 Γ.Ι.Στεφάνου 4

15 Τοµεοποίηση 3 C k γ γ γ C γ ( 3N ) Αν π.χ. γ4 τότε: για Ν7, C/9dB και για Ν7/, C/3dB για Ν4, C/4dB και για Ν4/, C/8dB για Ν3, C/dB και για Ν3/9, C/6dB Οκτ-07 Γ.Ι.Στεφάνου 5

16 Κυψελοποιηµένη περιοχή f f C f db f 8 f C f 6dB f 3 f f 5 7 f 4 f 9 f 6 Οκτ-07 Γ.Ι.Στεφάνου 6

17 Χωρητικότητα Συστήµατος Αν χρησιµοποιηθούν Μ οµάδες κυψελών (clusters)( σε δοσµένη περιοχή, η χωρητικότητα Χ του συστήµατος που θα αναπτυχθεί θα είναι: Χ Μclusters Sκανάλια/cluster M kκανάλια/κυψέλη Nκυψέλες Με σταθερή έκταση κυψελών (ακτίνα) όσο αυξάνει το Ν (αυξάνει το εµβαδόν της οµάδας) θα µικραίνει το πλήθος των οµάδων Μ της περιοχής ενώ το S θα είναι σταθερό, άρα µικραίνει το Χ αλλά βελτιώνεται η ποιότητα γιατί αυξάνει η απόσταση των οµοκαναλικών κυψελών. Οκτ-07 Γ.Ι.Στεφάνου 7

18 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Αν η ακτίνα της κυψέλης και το φάσµα ανά οµάδα κυψελών είναι σταθερά: Περισσότερες κυψέλες/οµάδα σηµαίνει: Λιγότερα κανάλια ανά κυψέλη Μικρότερη χωρητικότητα συστήµατος Λιγότερη ενδοκαναλική παρεµβολή Λιγότερες κυψέλες/οµάδα σηµαίνει: Περισσότερα κανάλια ανά κυψέλη Μεγαλύτερη χωρητικότητα συστήµατος Μεγαλύτερη ενδοκαναλική παρεµβολή Επιλέγουµε τον παράγοντα επαναχρησιµοποίησης Ν για να επιτύχουµε µέγιστη χωρητικότητα βασιζόµενοι στους περιορισµούς του λόγου C/. Οκτ-07 Γ.Ι.Στεφάνου 8

19 Οκτ-07 Γ.Ι.Στεφάνου 9

20 ΕΝΤΑΣΗ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ A µ user ave ave Η ave A user user : φορτίο συνδροµητή (Erl( Erl) µ ave : µέσος αριθµός κλήσεων/h Η ave ave : µέση διάρκεια κλήσης (h)( Aoffered U A user A carried carried k A carried A offered offered : προσφερόµενο φορτίο από U το πλήθος συνδροµητές carried : µέγιστο φορτίο που διεκπεραιώνεται µε k κανάλια Αν A offered > A carried Οκτ-07 Γ.Ι.Στεφάνου 0

21 Τύπος Erlang B Πίνακας Erlang B GOS% GOS k A k offered k! A i offered i! i 0 k A(Erl) k A(Erl) k A(Erl) k A(Erl) k A(Erl) 0,0 4,04 4 3,9 6 50, ,65 0, 4,90 4 3,84 6 5, ,6 3 0,60 3 5, , , ,57 4,09 4 6, , , ,53 5,66 5 7, , , ,49 6,8 6 8, , , ,45 7,94 7 9, , , ,4 8 3,63 8 0, , , ,38 9 4,34 9, , , ,34 0 5,08 30, , , ,3 5,84 3,83 5 4,9 7 60, ,7 6,6 3 3,7 5 4, 7 6, ,4 3 7, , , , ,0 4 8,0 34 5, , , ,7 5 9,0 35 6, , , ,3 6 9, , , , ,0 7 0, , , , ,07 8, , , , ,04 9, , , , ,00 0 3,8 40 3, , , ,96 A offered offered U A user U µ ave Η ave Οκτ-07 Γ.Ι.Στεφάνου

22 ιαστασιολόγηση ικτύου Πυκνότητα συνδροµητών κυψέλης Εµβαδόν κυψέλης (max, rmax) Πυκνότητα συνδροµητών (#/km ) Πυκνότητα χρηστών (#/km ) Πυκνότητα κατοίκων (#/km ) Βαθµός ιείσδυσης Υπηρεσίας (#/000) Μερίδιο Παρόχου (%) Προφίλ συνδροµητή (π.χ. A user,µ,η ) Πλήθος καναλιών k Οκτ-07 Γ.Ι.Στεφάνου

23 Greece's population density: a digital elevation model (EM) with overlay of stable night lights This map is a combination of two maps: () a Global and One-km Base Elevation (GOBE) map with topographic color and shaded elevation relief with bathymetry from Smith and Sandwell; And () a map of stable lights (cities, villages, gas flares, etc.) from the efense Meteorological Satellite Program This map illustrates the fact that the population in Greece is highly h concentrated in the metropolitan area of Athens. Οκτ-07 Γ.Ι.Στεφάνου 3

24 Οκτ-07 Γ.Ι.Στεφάνου 4

25 Παράδειγµα Να υπολογισθούν οι διαστάσεις του δικτύου κινητών επικοινωνιών GSM900 (GOS%) που θα καλύψει έκταση 50Χ50ΚΜ µε τις ακόλουθες παραδοχές:. Ισχύς ΣΒW, Ευαισθησία δέκτη ΚΣ-04 04dBm, µοντ. Απωλειών logr km. Πυκνότητα κατοίκων 000/km km,, Βαθµός ιείσδυσης Υπηρεσίας 50% 3. Επιδιωκόµενο µερίδιο παρόχου στην αγορά 60% 4. Ένας στους δύο συνδροµητές κάνει κλήση,5 min την ώρα αιχµής Υπολογισµός πλήθους ΣΒ P t W 30dBm, P th -04 dbm άρα max P t -P th 30-(-04) 34 dbm max -0+40logr max άρα: max Και Αcell Α,6*r max 4,9 km άρα #cell500/4,9 6 cells Υπολογισµός πλήθους καναλιών/σβ Από τα και 3 έχουµε για τον πάροχο: 300 συνδροµητές/ km Από το 4 έχουµε προφίλ συνδροµητή: A user (0,5*,5)/60,5 merl /km,5merl*300 συνδροµητές/ km 3,75 Erl / km 3,75 Erl / km * 4,9 km 55 Erl/ / cell A offered/km A cell 3,75 r max 0 max Οκτ-07 Γ.Ι.Στεφάνου 5 3,6 3,98km Με GOS% απαιτούνται αιτούνται 68 κανάλια/cell α/

26 ΜΕΘΟ ΟΙ ΒΕΛΤΙΩΣΗΣ ΧΩΡΗΤΙΚΟΤΗΤΑΣ Αύξηση του πλήθους των καναλιών Έλεγχος Ισχύων υναµική Εκχώρηση καναλιών ιαίρεση κυψελών Τοµεοποίηση Οκτ-07 Γ.Ι.Στεφάνου 6

27 υναµική Εκχώρηση καναλιών Τεχνικές εκχώρησης καναλιών: Σταθερή εκχώρηση (κάθε κυψέλη διαθέτει ένα προκαθορισµένο σύνολο καναλιών) υναµική εκχώρηση (όλα τα κανάλια είναι διαθέσιµα σε όλους τους ΣΒ, δηλ. δεν υπάρχει µόνιµο προκαθορισµένο πλήθος καναλιών) Οκτ-07 Γ.Ι.Στεφάνου 7

28 A A P P new new P P new Tnew T ( new ) γ Άρα αν new / A new A/4 P Tnew P T /6 Οκτ-07 Γ.Ι.Στεφάνου 8