Planiranje mreže Elementarne postavke - želja operatera za totalnom pokrivenosti radio signalima - ograničenja koja se postavljaju ograničenim frekvencijskim spektrom koji pojedini davatelji usluga dobivaju na korištenje ugovorom o koncesiji SPACE DIVERSITY dvije vertikalno polarizirane antene, obrada signala s one antene na kojoj je razina signala trenutačno veća (razmak 10 valnih duljina) POLARIZATION DIVERSITY dipoli različite polarizacijske orijentiranosti
Početak mobilnih radio sustava što veća zona pokrivanja što manji broj odašiljača velike snage visinski istaknute pozicije odašiljača Prednost velika zona pokrivenosti Nedostatak radio-frekvencije se mogu ponoviti na dosta udaljenim lokacijama Porast prometa Složenije usluge Povećanje kapaciteta Rekonstrukcija mreže
Planiranje mobilne mreže: frekvencijsko planiranje planiranje kapaciteta planiranje pokrivenosti radio signalom Složen i odgovoran posao Zahtjevi: kvaliteta signala i zona pokrivanja za posluživanje korisnika uz dopuštenu razinu zagušenja
Planiranje kapaciteta Ulazne veličina broj i raspored korisnika (promet) Broj prometnih kanala Kapacitet upravljačkih kanala (najveće prometno opterećenje) gdje je: A = p *T 600 p broj poziva po korisniku i satu T prosječno trajanje poziva A (promet po korisniku) Vrste prometa: - ponuđeni promet (korisnici) - posluženi promet (sustav) - odbačeni promet (GoS eng. Grade of Service) 1-5%
gdje je: n A GoS( n, A) = n! 2 A A 1+ A + + 2!! GoS vjerojatnost blokiranja poziva A ponuđeni promet (Erl) n - broj prometnih kanala (TCH) +... + n A n! Broj RF kanala 1 2 4 5 Broj TCH kanala 6 14 22 0 8 Promet, GoS 1% 1,91 7,5 1,65 20, 27,25
Osim prometnih kanala (TCH) bitni su i signalizacijski kanali (SDCCH) Nedovoljan kapacitet signalizacijskih kanala onemogućuje pristup prometnim kanalima (1-GoS 1 )A' A- promet TCH A`- promet SDCCH SDCCH (1-GoS 1 )A TCH (1-GoS 2 )(1-GoS 1 )A GoS 1 (A+A') GoS 2 (1-GoS 1 )A GoS 1 (A+A')+GoS 2 (1-GoS 1 )A SDCCH - engl.stand Alone Dedicated Control CHannel)
GoS total = GoS 1 + 1 GoS1) * ( GoS 2 Gdje je: GoS1 postotak blokiranja poziva na SDCCH kanalu GoS2 postotak blokiranja na TCH kanalima Preporuka Gos1=Gos2/9 Primjer : Neka su zadana RF kanala A=0mE GoS2=2% GoS1=2/9% A`=5,9mE Potrebno je odrediti broj posluženih korisnika?
RF = 24 vremenska odsječka 1 pilot kanal BCCH eng.broadcast Control CHannel (obvezno po GSM preporuci) 1- SDCCH (8 potkanala) 22 prometni TCH kanali 22 TCH 2% GoS 14,9E 14,9E/0mE=497 korisnika 1 SDCCH 2/9% GoS 2,1E 2,1E/5,9mE=91 korisnik
RF = 24 vremenska odsječka 1 pilot kanal BCCH eng.broadcast Control CHannel (obvezno po GSM preporuci) 2- SDCCH (8 potkanala) 21 prometni TCH kanali 21 TCH 2% GoS 1,97E 1,97E/0mE=465 korisnika 2 SDCCH 2/9% GoS 7,26E 7,26E/5,9mE=120 korisnik Neučinkovitije korištenje resursa, zbog većeg broja SDCCH kanala Iskoristenost _ kanala = A(1 GoS) broj _ kanala A ukupni promet svih kanala u ćeliji
Broj RF kanala Broj kanala Iskorištenost kanala 1 6 0,7 2 4 14 22 0 0,57 0,66 0,72 5 8 0,75 6 45 0,78 (uz GoS=2%)
Primjer: Zadan je ukupni promet 0E, GoS=2% Potrebno je 9 kanala Loše rješenje 9 kanala u 1 ćeliji Potrebna je podjela po ćelijama(procjena razdiobe korisnika i prometa) Ćelija % prometa Promet (Erlang) Broj kanala 1 25 7,5 14 2 40 12 19 10 8 4 15 4,5 10 5 10 8 Σ 100 0 59
Broj TRX Konfiguracija SDCCH kanala Broj SDCCH potkanala Ukupni SDCCH kapacitet [Erl] Broj TCH kanala Ukupni TCH kapacitet [Erl] Maksimalni omjer SDCCH/TCH 1 SDCCH/4 4() 0,87(0,46) 7 2,9 0% (16%) SDCCH/8 8(7) 2,7(2,2) 6 2, 120% (94%) 2 SDCCH/4 4() 0,87(0,46) 15 9 9,7% (5,1%) SDCCH/8 SDCCH/4+SDCCH/8 2*SDCCH/8 SDCCH/4 SDCCH/8 SDCCH/4+SDCCH/8 2*SDCCH/8 8(7) 12(11) 16(15) 4() 8(7) 12(11) 16(15) 2,7(2,2) 5,(4,6) 8,1(7,4) 0,87(0,46) 2,7(2,2) 5,(4,6) 8,1(7,4) 14 14 1 2 22 22 21 8,2 8,2 7,4 15,8 14,9 14,9 14 % (27%) 65% (56%) 109% (100%) 5,5% (2,9%) 18% (15%) 6% (1%) 58% (5%) 4 SDCCH/8 8(7) 2,7(2,2) 0 21,9 12% (10%) SDCCH/4+SDCCH/8 12(11) 5,(4,6) 0 21,9 24% (21%) 2*SDCCH/8 16(15) 8,1(7,4) 29 21 9% (5%) SDCCH/4+2*SDCCH/8 20(19) 11,1(10,) 29 21 5% (49%) 5 SDCCH/4+SDCCH/8 12(11) 5,(4,6) 8 29,1 18% (16%) 2*SDCCH/8 16(15) 8,1(7,4) 7 28, 29% (26%) SDCCH/4+2*SDCCH/8 20(19) 11,1(10,) 7 28, 9% (6%) *SDCCH/8 24(2) 14,2(1,4) 6 27, 52% (49%) 6 SDCCH/4+SDCCH/8 12(11) 5,(4,6) 46 6,5 15% (1%) 2*SDCCH/8 16(15) 8,1(7,4) 45 5,6 2% (21%) SDCCH/4+2*SDCCH/8 20(19) 11,1(10,) 45 5,6 1% (29%) *SDCCH/8 24(2) 14,2(1,4) 44 4,7 41% (9%)
Frekvencijsko planiranje n RF = B c 2 B C I min B dodjeljeni frekvencijski opseg Bc širina kanala C/I razina interferencije Broj radio-kanala po ćeliji uz minimalne razine istokanalne interferencije Kvalitetna mreža sa većim C/I manji broj kanala, odnosno veći klaster u modelu frekvencijskog planiranja Povoljnije sektorizirane ćelije
Reuporaba frekvencija Osnovni princip u dizajnu sustava je uzorak re-uporabe frekvencija. Re-uporaba frekvencija je upotreba radio kanala na istoj nosećoj frekvenciji na raličitim geografskim područjima. Interferencija C/I (carrier-to-interference) f1 pozicija mobilne stanice f1 nepravilnost terena tip antene usmjerenost... Više od 9dB (frequency hopping) 12dB Frekvencijsko skakanje znači promjenu radio kanala od okvira do okvira, redoslijed skakanja u pojedinoj ćeliji određuje operater.
Preskakanje na osnovnoj frekvenciji (baseband hopping) - svaki odašiljač unutar jedne ćelije emitira jednu frekvenciju, ali se snopovi usmjeravaju prema različitim odašiljačima i tako se svaki snop emitira na različitoj frekvenciji Preskakanje na različitim frekvencijama - svi se pripadajući snopovi šalju na isti odašiljač koji sam mijenja frekvencije - prednost korištenje većeg broja frekvencija od broja odašiljača koji se nalaze unutar jedne ćelije - promjena 217 puta u sekundi f1,f2,f,f4,f1,f2, f1,f2,f2,f1,f4,f,f,f4,f1
C/A (carrier-to-adjacent) Više od 9dB
1 D 1 D R = N RF 1 1 R 2 4 6 5 7 1 N RF- broj frekvencijskih grupa 1 1 Višestruka upotreba radio spektra i geometrijski odnosi između istokanalnih ćelija Omjer radijusa šesterokuta D i radijusa ćelije R naziva se faktor višestruke upotrebe frekvencije.
Oblik mreže zbog intermodulacije ne preporuča se linearni raspored kanala y = a x 2 0 + a1x + a2 +... Ulaz f, p, fq fr Izlaz ± kf p ± mfq ± nfr Najopasniji intermodulacijski produkti trećeg reda k+m+n= Unutar frekvencijskog područja frekvencija kanala k jednaka je f k = f 0 + k f f s = f p + fq fr s-p=q-r Zaključak: ukoliko se u skupini radiokanala izračunaju sve razlike, i ukoliko se one razlikuju tada ne nastaju smetnje zbog intermodulacijskih produkata trećeg reda
Mjerenje utjecaja intermodulacije
Planiranje pokrivenosti radio signalom prigušenje feding vremenska disperzija Okumura-Hata algoritam L = [ 44.9 6.55log( HB)log( R) a( )] A 1.82 log( HB) + HM Gdje je: A=146.8 za urbana područje A=16.9 za poluotvorena područja A=118. otvorena područja HB visina antenskog sustava bazne postaje HM visina antene pokretne postaje R- udaljenost od predajanika
Radijus ćelije određuje se prema maksimalno dozvoljenim gubicima puta α R =10 α = L p max A + 1.82 log( HB) + a( HM ) 44.9 6.55log( HB) Efektivna izračena snaga bazne posteje(eng. Effective Isotropic Radiated Power) EIRP = P outbts ( LduplBTS ) L fbts + GaBTS ( LslantBTS )
L = EIRP p max SS design Gdje je SS design projektirana razina prijemnog signala
Veličina ćelije
Munich