Telekomunikacja Bezprzewodowa (ćwiczenia - zajęcia 12,13) TZI Semestr 2 mgr inż. Marcin Parzy

Projektowanie systemów komórkowych podział na mikrokomórki, wielokrotne wykorzystanie częstotliwości, stosunek S/I. Wykorzystano materiały do zajęć z: Skrypt H. Bogucka „Projektowanie i obliczenia w radiokomunikacji”

Zadanie 1 Jednym ze sposobów zwiększenia pojemności systemu komórkowego jest podział komórek heksagonalnych na mniejsze komórki. Stacje bazowe w nowej konfiguracji komórek mogą nadawać z mniejszą mocą, a ich anteny mogą być wyniesione na mniejszą wysokość. Rozważmy system komórkowy, w którym stacje bazowe umieszczone są w rogach komórek heksagonalnych (przy takiej konfiguracji stacje bazowe są najczęściej zaopatrzone w anteny sektorowe). Podział na nowe komórki przedstawiono na rysunku. Taki podział zapewnia zachowanie starego rozplanowania częstotliwości. Obliczyć spadek mocy nadawanej w stosunku do starej konfiguracji komórek, jeżeli promień komórki został zmniejszony dwukrotnie, a spadek mocy odbywa się: a) z drugą, b) z czwartą c) z trzecią potęgą odległości. Wzór na moc odebraną :

Zadanie 2 Rozważmy system radiokomunikacji ruchomej z komórkami sześciokątnymi. Jedną z komórek nazwijmy komórką odniesienia KO. Środek S komórki odniesienia KO (rysunek) jest początkiem związanego z nią układu współrzędnych z podstawowymi wektorami n. Zgodnie z zasadą wielokrotnego wykorzystania częstotliwości w systemach komórkowych w każdej komórce wykorzystywana jest podgrupa wszystkich pasm częstotliwości dostępnych w pęku komórek, a zarazem w całym systemie. Jeżeli F jest współczynnikiem ponownego wykorzystania częstotliwości (rozmiarem pęku komórek), to istnieje F różnych podgrup częstotliwości, odpowiednio od siebie odseparowanych przypisanych do każdej komórki.

Zadanie 2 (c.d.) a) Jakie wartości F z zakresu 1 do 10 są możliwe do przyjęcia, jeśli wymagany jest regularny wzór pokrycia terenu przez komórki? b) Naszkicuj część sieci komórkowej z sześciokątnymi komórkami dla F = 3, F=7. Oznacz środki komórek wykorzystujących to samo pasmo częstotliwości oraz pęki komórek. c) Oblicz odległość pomiędzy środkami dwóch sąsiednich komórek d) Wyznacz najmniejszą odległość pomiędzy komórkami wykorzystującymi to samo pasmo częstotliwości. Wyprowadź wzór ogólny w zależności od F.

Zadanie 2 (c.d.)

Zad 2 (c.d.)

Stosunek sygnału do interferencji Q – odległość między komórkami znormalizowana do promienia F – współczynnik wielokrotnego wykorzystania częstotliwości K – liczba komórek interferujących γ – współczynnik spadku mocy S/I – stosunek sygnału do interferencji

Zadanie 3 Do zapewnienia odpowiedniej jakości transmisji w kanale „w dół” pewnego systemu komórkowego wymagany stosunek sygnału do interferencji wynosi 15dB. Przyjmijmy, że w otoczeniu dowolnej komórki heksagonalnej znajduje się K = 6 komórek interferujących (zaniedbujemy interferencję współkanałową pochodzącą od bardziej oddalonych komórek). Ponadto, załóżmy, że wszystkie stacje bazowe tych komórek znajdują się w tej samej odległości od rozpatrywanej stacji ruchomej. Jaki powinien być współczynnik wielokrotnego użycia częstotliwości w tym systemie, jeżeli moc odebrana maleje z: 4-tą 3-cią potęgą odległości?

Zadanie 4 W pewnej sieci komórkowej wymagany stosunek sygnału do interferencji wynosi 15dB. Pomiary wykonane w pewnym obszarze tej sieci wykazały, że moc sygnału spada z czwartą potęgą odległości. Jaka powinna być wartość współczynnika ponownego użycia częstotliwości w przypadku zastosowania komórek o kształcie heksagonalnym oraz: anten dookólnych, sektoryzacji w komórkach z wykorzystaniem anten sektorowych emitujących i odbierających sygnał w obrębie kąta120 stopni, anten sektorowych z kątem 60 stopni. Na podstawie wyników w a-c odpowiedz czy na danym terenie wskazane jest stosowanie sektoryzacji komórek, jeśli tak to jakiej? Porównaj efektywność ruchową sektoryzacji.

Zadanie 5 Określ możliwe do przyjęcia rozmiary pęku komórek w zakresie <7,15> w systemie komórkowym z komórkami heksagonalnymi, w którym wymagany stosunek sygnału do interferencji wynosi 16dB, stosowane są anteny dookólne, spadek mocy odbywa się z trzecią potęgą odległości, a liczba komórek interferujących wynosi 6.

Zadanie 6 Rozważ sytuację jak w zadaniu 4 w przypadku, gdy moc spada z 3.5 potęgą odległości, a wymagany stosunek sygnału do interferencji wynosi 18dB?

S/I w systemach CDMA PI – moc interferencji PS – moc sygnału W – pasmo rozpraszania R – prędkość transmisji danych CG – zysk kodowania Eb – energia na bit I0 – gęstość widmowa szumu Tb – czas trwania bitu Tc – okres sekwencji rozpraszającej

Zadanie 7 Rozważ system DS.-SS, w którym pożądana jakość transmisji zapewniona jest poprzez określoną wartość Eb/N0. System ten został tak zaprojektowany, aby stosunek średniej mocy sygnału odebranego do średniej mocy szumu w jego paśmie na wejściu odbiornika PR/PN wynosił 0.01, zakładając transmisję w kanale AWGN. Wyznaczyć minimalną wartość zysku przetwarzania (liczbowo i w decybelach), zapewniającego osiągnięcie Eb/N0=12 dB.

Zadanie 8 Rozważ system DS-SS, w którym pożądana jakość transmisji jest zapewniona poprzez określoną wartość Eb/N0 = 20(13 dB). Określ maksymalną liczbę użytkowników, którzy mogą być jednocześnie obsłużeni przez system jeśli czas trwania chipu wynosi Tc=1 μs, czas trwania bitu Tb=1 ms. Zysk kodowania wynosi 4 (6dB).

S/I a interferencja impulsowa Prawdopodobieństwo błędu dla danego parametru α (prawdopodobieństwo zakłócenia impulsowego) Najgorszy przypadek α* (duty cycle)

Zadanie 9 System DS-SS CDMA z modulacją BPSK ma zysk przetwarzania wynoszący 2000. Ile może wynosić margines interferencji w tym systemie jeśli jakość transmisji ma być na poziomie 10-6, a zakłócenie ma charakter impulsowy z prawdopodobieństwem jego pojawienia się równym 0.1. Ilu użytkowników może jednocześnie transmitować w tym systemie ? Czy parametr α jest α*?

Dziękuję za uwagę.