capítulo 3 - o conceito de celular fundamentos de projeto do sistema introdução reutilização de...

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


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

..

.


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


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


Handover The umbrella cell approach

Macrocélula

Microcélulas

• 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

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 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

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


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 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)


- Cell Splitting e sectoring

Fonte: “T.S. Rappaport – Wireless Communications: principles and practice, 2nd Edition, 2002


- Sectoring: SIR é melhorada considerando o uso de antenas direcionais

Fonte: “T.S. Rappaport – Wireless Communications: principles and practice, 2nd Edition, 2002


- Sectoring:


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)

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