Capítulo 3 - O conceito de Celular Fundamentos de Projeto do Sistema Introdução Reutilização de...
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Capítulo 3 - O conceito de CelularFundamentos de Projeto do Sistema
IntroduçãoReutilização de freqüência Estratégias de atribuição de canalEstratégias de TransferênciaInterferência e capacidade do sistemaEntroncamento e qualidade do serviçoMelhorando a cobertura e a capacidade nos sistemas celulares
Capítulo 3 - O conceito de CelularFundamentos de Projeto do Sistema
Formato da célula Células hexagonais são usadas para simplificar o planejamento e projeto do sistema celular
pois tem uma boa aproximação para a forma circular (área de cobertura ideal)
.
..
..
.
Ideal Fictício Real
..
.
Capítulo 3 - O conceito de CelularFundamentos de Projeto do Sistema
Handover
Transferência de um canal (chamada) para um outro canal Pode envolver mudança de célula ou não Critérios
Deteriorização da qualidade do serviço Aumento da taxa de erros (serviços de pacotes) Nível do sinal recebido
No caso ideal o usuário não deve perceber que houve mudança O número excessivo de handover (mudança de canal) pode ser problemático em algumas
situações Estratégias para o handover – the umbrella cell approach
Capítulo 3 - O conceito de CelularFundamentos de Projeto do Sistema
Handover Exemplo
tempo
Inte
nsida
de d
o Si
nal
Rece
bido
tempo
Inte
nsida
de d
o Si
nal
Rece
bido
Limiar para o Handover
Intensidade do sinal na ERB2
ERB1 – Dropped Call
Limiar para o Handover
ERB2ERB1
Capítulo 3 - O conceito de CelularFundamentos de Projeto do Sistema
Handover The umbrella cell approach
Macrocélula
Microcélulas
Capítulo 3 - O conceito de CelularFundamentos de Projeto do Sistema
• Conceito de Frequency Reuse (Frequency planning)– Para cada célula, existe um grupo de canais alocados e que são partilhados pelos usuários– Células adjacentes possuem grupos de canais diferentes– Limitando a área de cobertura, um mesmo grupo de canais podem ser re-utilizado em
regiões suficientemente afastadas umas das outras
Conceito de Frequency Reuse (Frequency planning) S = número de canais duplex K = número total de canais alocados para uma célula
N = cluster size Capacidade total do sistema pode ser obtida através da expressão
Para o caso de células hexagonais
kNs
MSMkNC
22 jijiN
Fundamentos dos Sistemas Móveis Celulares
Fundamentos dos Sistemas Móveis Celulares
Conceito de Frequency Reuse (Frequency planning) a utilização da técnica de reuso de frequência pode drasticamente aumentar a eficiência
espectral, mas se o sistema não estiver projetado adequadamente pode ocorrer sérios problemas com a interferência (co-canal)
Interferência é o maior fator que limita o desempenho dos sistemas celulares.
Conceito de Frequency reuse distance (co-channel reuse ratio) É a mínima distância permitida para que o mesmo grupo de frequências seja re-usado Para células hexagonais
Onde D é a distância entre duas células que possuem o mesmo grupo de canais (co-canais), R é o raio da célula e N o cluster size
NRDQ 3
Fundamentos dos Sistemas Móveis Celulares
Fundamentos Básicos de Sistemas Móveis Celulares
NRD
Q 3
NRDQ 3
Conceito de Frequency reuse distance (Co-channel reuse ratio) onde D é a distância entre duas células que possuem o mesmo grupo de canais (co-canais), R é o
raio da célula e N o cluster size
RND 3
Fundamentos dos Sistemas Móveis Celulares
Interferência co-canal Interferência é um dos maiores problemas que limitam o desempenho dos sistemas
móveis Células que usam a mesma faixa de frequências são chamadas de células co-canal e
causam interferência co-canal
Fundamentos dos Sistemas Móveis Celulares
Fundamentos dos Sistemas Móveis Celulares
Análise da Interferência co-canal através da relação sinal-interferência (SIR)
)1(2)1(22
1
)1(2)1(22
1QQQ
RD
RD
RDI
S
0 2 4 6 8 10 12 14-10
-5
0
5
10
15
20
25
Cluster Size - N
SIR
( in
db)
SIR em função de N(1º anel interferente =4)
Fundamentos dos Sistemas Móveis Celulares
Fundamentos dos Sistemas Móveis Celulares Técnicas para “melhorar a cobertura” e capacidade de sistemas celulares
Crescente número de usuários Crescente demanda por serviços wireless
Cell Splitting e sectoring Cell Splitting é o processo no qual uma célula (área) congestionada é
dividida em regiões menores (células) menores com ERBs próprias (redução da potência transmitida)
Fundamentos dos Sistemas Móveis Celulares
- Cell Splitting e sectoring
Fonte: “T.S. Rappaport – Wireless Communications: principles and practice, 2nd Edition, 2002
Fundamentos dos Sistemas Móveis Celulares
- Sectoring: SIR é melhorada considerando o uso de antenas direcionais
Fonte: “T.S. Rappaport – Wireless Communications: principles and practice, 2nd Edition, 2002
Fundamentos dos Sistemas Móveis Celulares
- Sectoring:
Capítulo 3 - O conceito de CelularFundamentos de Projeto do Sistema
As areas de um hexágono Distância celular Geometria hexagonal
A área do cluster é, então : O número de células que cabem dentro de um cluster é dado por:
S = kN O número total de canais pode ser expresso por:
C = MkN = MS
Se um cluster é replicado M vezes na região de interesse, a capacidade do sistema pode ser medida por:
Cluster Célula
S/I Omnidirecional * Varia de 2 á 5
* Fator de perda de propagação com a distância
Setorização tripla
Perdas no trajeto de propagação
i=(u2-u1) e j=(v2-v1)i=(u2-u1) e j=(v2-v1)