Área de Serviço 2 Área de Serviço 1

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1 Planejamento de Sistemas de omunicações elulares e de Rádio cesso onceitos básicos Elementos do Sistema elular Área de Serviço Área de Serviço S/ER - estação rádio base (ER) MS/M - entro de controle móvel PSTN/RTP - Rede de telefonia pública comutada ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão

2 locação de bandas de freqüências no rasil Freqüências (MHz) anda anda anda anda E Subfaixas de Extensão Estação Móvel , 8-8 8, , 0-9, , Transmissão da ER , , , , , ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão Padrões para Interface Rádio - G e G MPS Padrão analógico Trabalha na faixa de 800 MHz 0 khz de espaçamento entre as portadoras canal de tráfego por portadora (FM) TM IS- (-MPS) Padrão digital desenvolvido para coexistir com o MPS Trabalha nas faixas de 800 e 900 MHz 0 khz de espaçamento entre as portadoras canais de tráfego por portadora (TM/FM) ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão

3 Padrões para Interface Rádio - G e G GSM Padrão digital utilizado na Europa. Trabalha nas faixas de 900, 800 e 900 MHz 00 khz de espaçamento entre as portadoras 8 canais de tráfego por portadora (TM/FM) M IS-9 Padrão digital desenvolvido pela Qualcomm Trabalha nas faixas de 800 e 900 MHz Utiliza a técnica do Spread Spectrum com espaçamento de, MHz entre as portadoras. té canais (teórico) por canal de RF ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão Técnicas de cesso Um canal de comunicações tem capacidade suficiente, em termos de largura de banda ou taxa de bits para transmitir diversos sinais de diferentes usuários em comunicação simultânea. questão é como combinar os diversos sinais, para transmissão no mesmo canal e os separar do lado da recepção, recuperando as informações individuais de cada usuário. Para isto podem ser utilizadas diferentes técnicas de acesso (ou de multiplexação): Múltiplo acesso por divisão em frequência (FM) Múltiplo acesso por divisão no tempo (TM) Múltiplo acesso por divisão em código (M) ETU-PU/Rio

4 FM Os sinais de cada canal são transmitidos usando diferentes frequências centrais de portadora (RF ou rádio frequência) Exemplo: MPS (dvanced Mobile Phone System): Sistema celular analógico com 9 canais de 0 khz ( canais para controle) andas e com MHz cada:, MHz nos canais direto (base para móvel) e, MHz nos canais reversos (móvel para base ) ETU-PU/Rio TM iversos canais utilizam a mesma frequência central de RF sendo transmitidos em diferentes intervalos de tempo um maior número de canais por portadora implica numa maior taxa de transmissão e requer maior faixa os sistemas TM são, de fato, TM/FM Exemplo: -MPS, GSM ETU-PU/Rio 8

5 M Sinais de banda estreita de cada canal são combinados com diferentes sinais pseudoaleatórios de faixa larga (código). Os sinais resultantes são transmitidos durante todo o tempo sobre toda a faixa de frequências. No receptor, a multiplicação do sinal pelas mesmas sequências ortogonais permite separar os diferentes canais. Exemplo: M padrão celular IS-9 ETU-PU/Rio 9 analização da faixa de 800 MHz anais do enlace reverso (móvel para rádio-base) , 89 MHz # anais do enlace direto (rádio-base para móvel) , 89 MHz # ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão 0

6 Formando padrões regulares de células triangular quadrado hexagonal ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão Geometria de padrões regulares Referência para posição das células: eixos (u;v) unindo centros de células adjacentes; distância unitária sobre os eixos = distância celular exemplos: (u ;v )=(;) e (u ;v )=(;-) istância entre células =(i +ij+j ) / dist. unitárias onde i=(u -u ) e j=(v -v ) ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão no exemplo

7 Formando clusters de células luster: grupo de células que utilizam todos os subconjuntos distintos do total de canais do sistema. cluster de uma célula um único conjunto de freqüências 9 canais cluster de sete células subconjuntos de freqüências - canais por células ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão Fator de reuso e distância de reuso Fator de reuso N: número de células por cluster (número de subconjuntos em que os canais totais são divididos) istância de reuso : distância entre células de clusters adjacentes que utilizam os mesmos canais (co-células); lusters com simetria hexagonal tem distâncias de reuso iguais tornando a interferência bem distribuída; Para que exista simetria hexagonal N= /R =i +ij+j onde i e j são inteiros. ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão

8 Número de células por cluster Seja a a área de uma célula hexagonal e a área de um cluster hexagonal: célula cluster R / ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão Razão de reuso q Raio da célula: R istância de reuso : distância entre co-células o-células: células que utilizam o mesmo conjunto de canais Razão de reuso: q =(/R) = N ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão

9 álculo de interferências O problema básico do planejamento celular é o compromisso entre a maximização da capacidade e a minimização da interferência entre co-células. Para estimar a interferência é necessário considerar um modelo de propagação no canal rádio de sistemas móveis celulares. ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão Propagação em regiões urbanizadas Em regiões urbanizadas a propagação envolve três mecanismos: visada direta (nem sempre existente), difração múltipla e reflexões múltiplas. O sinal sofre flutuações acentuadas em função dos deslocamentos do móvel em relação à radio base. potência média recebida pelo móvel depende da potência transmitida, das alturas de antenas e cai com a distância elevada a um expoente que depende do grau de urbanização. ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão 8

10 Propagação em regiões urbanizadas sombreamento multipercurso grandes obstáculos determinam o comportamento em larga escala do sinal mecanismos (especialmente reflexão) determinam o comportamento em pequena escala do sinal ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão 9 omposição do sinal no canal rádio-móvel O sinal é composto por três elementos atenuação de propagação variações lentas variações rápidas d queda do nível do sinal com a distância efeito de sombreamento efeito de multipercurso ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão 0

11 Modelos de propagação ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão Interferência em sistemas celulares primeiro anel célula interferente interferência ER-móvel (downlink) interferência móvel-er (uplink) ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão

12 álculo de capacidade No planejamento de sistemas celulares objetiva-se maximizar a capacidade de tráfego. capacidade de tráfego é função do número de canais por célula ou setor e do grau de serviço desejado. ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão onceitos básicos de tráfego telefônico Unidades de intensidade de tráfego Erlang = circuito em uso por 0 min ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão

13 onceitos básicos de tráfego telefônico Probabilidade de bloqueio (modelo Erlang ) Grau de serviço (GOS) ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão Tabela de tráfego ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão

14 Setorização interferência pode ser reduzida utilizando-se antenas diretivas. técnica é conhecida como setorização e consiste em dividir cada célula em setores iluminados utilizando-se antenas diretivas, e designar a cada setor um subconjunto de freqüências. Na prática são utilizadas divisões em ou setores. ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão Redução da interferência - setores dois interferentes por setor interferência ER-móvel (downlink) interferência móvel-er (uplink) ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão 8

15 Redução da interferência - setores um interferente por setor interferência ER-móvel (downlink) interferência móvel-er (uplink) ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão 9 Planos de frequência - Omni / grupos de canais, cada um incluindo um canal de controle células por cluster, cada uma recebendo grupos de canais (J, J+ e J +, onde J é o número da célula),,0,0,,,0,0,,,8,8,,,9,,8,8,,,9,9,,,,9,,, ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão 0

16 Plano Omni / apacidade n = (-)/ = canais de voz por célula ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão Plano / setorizado em 0 0 Interferência cocanal ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão

17 Plano / setorizado em 0 0 apacidade n = (-)/ = 8 canais de voz por setor ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão Plano / setorizado em 0 0 ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão

18 Plano / Plano Omni / ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão Plano / vs. Plano / Plano / omni ETU-PU/Rio ELE - apítulo - Introducão