Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Systemy komórkowe. D.Rutkowski1/SK 1. Topologia sieci komórkowych 1.1. Podstawowe koncepcje Zasadnicza koncepcja budowy sieci radiokomunikacji komórkowej.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Systemy komórkowe. D.Rutkowski1/SK 1. Topologia sieci komórkowych 1.1. Podstawowe koncepcje Zasadnicza koncepcja budowy sieci radiokomunikacji komórkowej."— Zapis prezentacji:

1 Systemy komórkowe

2 D.Rutkowski1/SK 1. Topologia sieci komórkowych 1.1. Podstawowe koncepcje Zasadnicza koncepcja budowy sieci radiokomunikacji komórkowej oparta jest na wielokrotnym używaniu tych samych kanałów radiowych w różnych, nie przylegających do siebie obszarach. Dzięki temu, przy stosunkowo niewielkiej liczbie kanałów radiowych można obsłużyć dziesiątki, a nawet setki milionów użytkowników. W praktyce oznacza to, że całkowity obszar geograficzny objęty działaniem sieci (regionu, kraju, czy kontynentu) jest podzielony na podobszary zwane komórkami. W każdej komórce wykorzystywana jest jedna z kilku lub kilkunastu grup kanałów, które zostały wydzielone z pasma przydzielonego dla sieci i ta sama grupa kanałów może być wielokrotnie użytkowana w różnych komórkach, jeśli są one dostatecznie oddalone od siebie, tj., gdy poziom interferencji współkanałowych jest pomijalnie mały.

3 D.Rutkowski2/SK W idealnie płaskim terenie, nie zalesionym i bez zabudowy oraz przy jednorodnych warunkach propagacyjnych granica obszaru zasięgu nadajnika radiowego jest okręgiem o promieniu zależnym od wartości progowej mocy sygnału odbieranego, odpowiadającej akceptowalnej jakości odbioru. W ogólnym przypadku obszar zasięgu wokół nadajnika radiowego można w idealnych warunkach faktycznie podzielić na trzy podobszary, bowiem poza podobszarem (strefa 1 na rys.1) akceptowalnej jakości odbioru można wyróżnić: podobszar (strefę 2 na rys. 1), w którym sygnał użyteczny ma zbyt małą moc, aby umożliwić akceptowalną jakość odbioru, ale jednocześnie ma wystarczającą moc, aby znacząco zakłócać pracę innego systemu funkcjonującego w tym samym paśmie częstotliwości i w tym samym podobszarze podobszar (strefę 3 na rys.1), w którym sygnał użyteczny nie jest praktycznie odbierany i nie zakłóca pracy innego systemu w tym samym podobszarze. Jeśli więc 2 nadajniki i wykorzystują to samo pasmo częstotliwości (wokół częstotliwości nośnej ), to strefa 1 wokół nadajnika musi leżeć poza strefą 2 wokół nadajnika i na odwrót.

4 D.Rutkowski3/SK Rys.1. Strefy pokrycia radiowego wokół nadajnika (stacji bazowej) (a) wyizolowana stacja bazowa; (b) prawidłowe usytuowanie stacji bazowych; (c) usytuowanie stacji bazowych wywołujące interferencje współkanałowe

5 D.Rutkowski4/SK Jeśli strefa 1 nadajnika SB 1 znajdzie się w strefie 2 nadajnika SB 2, to odbiór w strefie 1 sygnałów nadajnika SB 1 będzie zakłócany sygnałami nadajnika SB 2, tzn. będą występowały tzw. interferencje współkanałowe. Jeśli więc chcemy pokryć dowolnie duży obszar w sposób spójny zasięgami wielu stacji bazowych, jak ma to miejsce w sieci komórkowej, przy warunku że interferencje współkanałowe będą pomijalne, to w szczególności wspólny obszar pokrycia w strefie 2 (rys. 1b) musi być użytkowany przez stację bazową pracującą w innym pasmie częstotliwości (wokół częstotliwości nośnej f 02  f 01 ). Biorąc jednak pod uwagę całe otoczenie każdej ze stacji bazowych SB 2 i SB 1, koniecznych będzie więcej sąsiednich stacji bazowych, z których każda będzie funkcjonowała w innym pasmie (wokół innej nośnej), jak widać to na rys.2.

6 D.Rutkowski5/SK Rys.2. Rozdział obszarowy częstotliwości nośnych i odpowiadających im kanałów radiowych w grupie przylegających do siebie komórek w idealnych warunkach

7 D.Rutkowski6/SK Rys.3. Topologia sieci komórkowej z ilustracją wielokrotnego użytkowania tych samych grup kanałów. G i, i=1,2, ,9 (i-ta grupa kanałów w 9-grupowym pęku). Rzeczywiste obszary pokrycia stacji bazowych są nieregularne. Pamiętając o podstawowej koncepcji budowy sieci komórkowych i zakładając dla przykładu, że w sieci zostało wydzielonych 9 grup kanałów, można zrealizować ich przydział poszczególnym komórkom, jak pokazano to na rys.3. Spójny topologicznie zbiór komórek, w których wszystkie grupy kanałów zostały jeden raz wykorzystane, tworzy tzw. pęk komórek (ang. cell cluster).

8 D.Rutkowski7/SK Rys.4. Możliwe wzorce geometryczne komórek. (a) Trójkąty równoboczne; (b) Kwadraty; (c) Sześciokąty foremne Do celów systematycznego projektowania sieci komórkowych w oparciu o odpowiednie narzędzia programowe, wygodnie jest posługiwać się regularnymi kształtami obszarów komórek.

9 D.Rutkowski8/SK Rys.5. Różne wzorce wielokrotnego użytkowania K grup kanałów w pękach liczących K komórek; (a) K = 3, (b) K = 4, (c) K=7, (d) K = 12

10 D.Rutkowski9/SK Rys.6. Ilustracja podziału pasma sieci komórkowej na kanały częstotliwościowe i 3 grupy kanałów (pęk 3-komórkowy Odrębnym zagadnieniem jest właściwy przydział dostępnych kanałów do poszczególnych grup.

11 D.Rutkowski10/SK Rys.7. Sieć radiokomunikacji komórkowej i jej współpraca z sieciami zewnętrznymi

12 D.Rutkowski11/SK Rys.8. Stacje bazowe umieszczone: (a) w środku komórek, (b) w wierzchołkach

13 D.Rutkowski12/SK Rys.9. Rozmieszczenie komórek o zróżnicowanych wymiarach w pęku 7-komórkowym (a) Przykład rozmieszczenia komórek; (b) Położenie stacji bazowych większych komórek z ponumero- wanymi grupami kanałów (c) Położenie stacji bazowych mniejszych komórek z ponumerowanymi grupami kanałów Jednorodna topologia sieci komórkowej złożona z komórek sześciokątnych o jednakowych wymiarach stanowi etap wstępny projektowania, gdyż rzeczywista gęstość powierzchniowa abonentów jest zmienna w dużym zakresie, a ponadto zmienia się stopniowo w czasie, gdy wzrasta liczba abonentów. Dlatego zachodzi potrzeba wprowadzania odpowiednio mniejszych komórek w pewnych obszarach o dużej gęstości abonentów i modyfikacji pierwotnego projektu. Sposób lokalnego doboru topologii w takim przypadku ilustruje rys.9.

14 D.Rutkowski13/SK

15 D.Rutkowski14/SK Rys.11. Przykład rozmieszczenia komórek w obszarze miejskim i jego otoczeniu. Poszczególne liczby wpisane w komórki oznaczają liczności grup kanałów.

16 D.Rutkowski15/SK 1.2. Wyznaczanie liczności pęku komorek Rys.12. Układ współrzędnych przyjęty do rozważania właściwości geometrycznych zbioru sześciokątów foremnych, pokrywających pewien obszar w sposób spójny.

17 D.Rutkowski16/SK

18 D.Rutkowski17/SK Rys.13. Przykład wyznaczania komórek współkanałowych oraz liczby komórek w pęku (i=3, j=2)

19 D.Rutkowski18/SK

20 D.Rutkowski19/SK

21 D.Rutkowski20/SK Rys.14. Komórki wnoszące interferencje współkanałowe do centralnej komórki 1

22 D.Rutkowski21/SK

23 D.Rutkowski22/SK

24 D.Rutkowski23/SK 2. Inżynieria ruchu radiotelefonicznego

25 D.Rutkowski24/SK Rys.15. Współpraca sieci komórkowej i publicznej sieci telefonicznej PSTN. Uwaga: liczba linii łączących RCK z PSTN jest w praktyce zawsze mniejsza od całkowitej liczby linii łączących RCK ze stacjami bazowymi.

26 D.Rutkowski25/SK

27 D.Rutkowski26/SK

28 D.Rutkowski27/SK Rys.17. Ilustracja do równania wiążącego prawdopodobieństwo przejść ze stanów n-1, n oraz n+1 do stanu n w systemie obsługi pokazanym na rys.16a.

29 D.Rutkowski28/SK

30 D.Rutkowski29/SK

31 D.Rutkowski30/SK Rys.18. Graf przejść między stanami 0  1

32 D.Rutkowski31/SK

33 D.Rutkowski32/SK

34 D.Rutkowski33/SK

35 D.Rutkowski34/SK

36 D.Rutkowski35/SK Rys.22. Średnie dobowe natężenie ruchu pomierzone w typowym sterowniku (BSC) sieci GSM

37 D.Rutkowski36/SK

38 D.Rutkowski37/SK 3. Efektywność wielooperatorowych sieci komórkowych

39 D.Rutkowski38/SK

40 D.Rutkowski39/SK Rys.24. Degradacja efektywności wykorzystania kanałów w funkcji prawdopodobieństwa blokowania

41 D.Rutkowski40/SK 4. Miary jakości dostępu użytkowników do usług w sieciach komórkowych

42 D.Rutkowski41/SK

43 D.Rutkowski42/SK 5. Efektywność widmowa i pojemność systemówkomórkowych

44 D.Rutkowski43/SK

45 D.Rutkowski44/SK

46 D.Rutkowski45/SK

47 D.Rutkowski46/SK

48 D.Rutkowski47/SK 6. Właściwości kanału radiowego w systemie komórkowym 6.1. Wstęp

49 D.Rutkowski48/SK Rys.25. Przykład rozkładu mocy odebranego impulsu w.cz. po demodulacji w odbiorniku. Dane: nadany impuls w.cz. o czasie trwania 1  sek; miejskie środowisko propagacyjne

50 D.Rutkowski49/SK

51 D.Rutkowski50/SK 6.2. Efekt Dopplera

52 D.Rutkowski51/SK

53 D.Rutkowski52/SK Rys.26. Ilustracja do wyznaczania zależności przesunięcia dopplerowskiego od kąta między kierunkiem fali padającej i wektorem prędkości stacji ruchomej

54 D.Rutkowski53/SK 6.3. Równoważna dolnopasmowa odpowiedź impulsowa kanału

55 D.Rutkowski54/SK

56 D.Rutkowski55/SK

57 D.Rutkowski56/SK Rys.27. Ilustracja powolnej zmienności modułu odpowiedzi impulsowej kanału

58 D.Rutkowski57/SK Rys.28. Ilustracja zmienności modułu odpowiedzi impulsowej kanału niestacjonarnego

59 D.Rutkowski58/SK

60 D.Rutkowski59/SK

61 D.Rutkowski60/SK

62 D.Rutkowski61/SK

63 D.Rutkowski62/SK Rys.29. Unormowany rozkład mocy średniej prążków odpowiedzi impulsowej RDKR w przypadku typowego miejskiego środowiska propagacyjnego, w którym funkcjonuje system GSM

64 D.Rutkowski63/SK 6.4. Transmitancja równoważnego dolnopasmowego kanału radiowego

65 D.Rutkowski64/SK

66 D.Rutkowski65/SK 6.5. Krótkookresowy rozkład amplitudy sygnału odbieranego

67 D.Rutkowski66/SK

68 D.Rutkowski67/SK

69 D.Rutkowski68/SK

70 D.Rutkowski69/SK

71 D.Rutkowski70/SK

72 D.Rutkowski71/SK

73 D.Rutkowski72/SK

74 D.Rutkowski73/SK

75 D.Rutkowski74/SK

76 D.Rutkowski75/SK


Pobierz ppt "Systemy komórkowe. D.Rutkowski1/SK 1. Topologia sieci komórkowych 1.1. Podstawowe koncepcje Zasadnicza koncepcja budowy sieci radiokomunikacji komórkowej."

Podobne prezentacje


Reklamy Google