Cấp phát tần số trong mạng tế bào

PowerPoint Presentation Cấp phát tần số trong mạng tế bào Nhóm sinh viên Khái niệm về kênh Một yếu tố quan trọng trong việc xác định năng lực của một hệ thống điện thoại di động là kênh Một kênh là một tần số, hoặc một tập hợp tần số có thể được phân bổ cho việc truyền dữ liệu Khái niệm về kênh Các kênh truyền thông của bất kỳ hình thức nào có thể là một trong các loại sau đây Trong hệ thống GSM, kênh là song công Kênh song công trong GSM Một kênh song công trong GSM sử dụng 2 tần số một đi tới.

Cấp phát tần số mạng tế bào Nhóm sinh viên: Khái niệm kênh  Một yếu tố quan trọng việc xác định lực hệ thống điện thoại di động kênh  Một kênh tần số, tập hợp tần số phân bổ cho việc truyền liệu Khái niệm kênh Các kênh truyền thông hình thức loại sau đây: Trong hệ thống GSM, kênh song công Kênh song công GSM Một kênh song công GSM sử dụng tần số: tới MS (downlink) từ MS (uplink) Việc sử dụng chế độ full duplex yêu cầu uplink downlink phải tách mặt tần số khoảng cách tối thiểu, gọi khoảng cách song công Nếu khơng có nó, tần số uplink downlink can thiệp với Khoảng cách sóng mang Ngồi khoảng cách song công, tất hệ thống điện thoại di động cịn có khái niệm khoảng cách sóng mang, khoảng cách dải tần số kênh truyền hướng Điều để đảm bảo tránh chồng chéo thông tin kênh kênh lân cận Phương thức điều chế Trong GSM 900, tần số sử dụng để truyền thông tin khoảng 900 MHz Vì khơng phải tần số thông tin -> kỹ thuật điều chế sử dụng Kỹ thuật điều chế sử dụng GSM Gaussian Minimum Shift Keying (GMSK).GMSK cho phép việc truyền tải 270kbit/s kênh 200kHz Phương thức truy nhập: Đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA Hầu hết hệ thống di động kỹ thuật số sử dụng kỹ thuật TDMA để truyền nhận tín hiệu thoại Với TDMA, sóng mang sử dụng để thực số gọi, gọi sử dụng sóng mang khoảng thời gian định trước Những khoảng thời gian gọi khe thời gian Mỗi MS gọi gán khe thời gian tần số uplink tần số downlink Thông tin gửi khe thời gian gọi burst Phương thức truy nhập: Đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA Trong GSM, khung TDMA bao gồm khe thời gian.Điều có nghĩa sóng mang GSM chứa gọi Kênh vật lý kênh logic Mỗi khe thời gian khung TDMA gọi kênh vật lý Do GSM, tần số sóng mang chứa kênh vật lý Kênh vật lý dung để truyền tín hiệu thoại, liệu, thơng tin tín hiệu Một kênh vật lý mang thơng điệp khác nhau, tùy thuộc vào thông tin gửi Các thông điệp gọi kênh logic Kênh logic chia làm loại: Kênh điều khiển kênh lưu lượng Cấp phát kênh Kênh tài nguyên quan trọng hệ thống Tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng kênh mà kênh cấp phát cho cell phương pháp cấp phát kênh khác Các phương pháp cấp phát kênh thường sử dụng Cấp phát kênh tĩnh Cấp phát kênh động Cấp phát kênh tĩnh (FCA) Trong cấp phát kênh tĩnh (FCA), cell cấp tập hợp kênh tần số cố định FCA đòi hỏi phải quy hoạch tần số thủ cơng, nhiệm vụ khó khăn hệ thống dựa TDMA FDMA Một nhược điểm với TDMA FDMA hệ thống với FCA số kênh cell không đổi số lượng khách hàng cell Điều dẫn đến tắc nghẽn từ chối gọi số vùng Trong vùng khác lại tồn kênh rỗi Cấp phát kênh động (DCA) Một cách hiệu để cấp phát kênh cấp phát kênh động (DCA), kênh khơng cấp cho tế bào vĩnh viễn, thay vào đó, kênh cấp phát cách linh hoạt theo thuật tốn tính tốn khả block tương lai bên cell DCA đòi hỏi MSC thu thập liệu thời gian thực dựa chiếm kênh, phân phối lưu lượng truy cập RSSI Các phương pháp cấp phát kênh khác Dựa tiêu chí khác sử dụng để tối ưu hóa hiệu suất, phương án cấp phát kênh khác đề xuất Cấp phát kênh lai (Hybrid CA) Cấp phát kênh kênh linh hoạt (Flexible CA) Cấp phát kênh bàn giao (Handoff CA) Frequency Re–use & the Re-use Distance Trong mơ hình mạng tế bào (cellular network), tần số sử dụng ô tế bào tái sử dụng ô tế bào khác khoảng cách định => Khoảng cách tái sử dụng tần số (reuse distance) Khoảng cách nhỏ, dung lượng lớn Việc sử dụng lại tần số truyền phát ô tế bào gây nhiễu lên tín hiệu Khoảng cách tái sử dụng tần số nhỏ, nhiễu xảy trình truyền phát tăng Kiến trúc mạng tế bào thường bị giới hạn phát sinh nhiễu nhiều vấn đề lượng truyền phát Adjacent channel interference (C/A) Adjacent frequencies (A), that is frequencies shifted 200kHz from the carrier frequency (C), must be avoided in the same cell and preferably in neighboring cells also Although adjacent frequencies are at different frequencies to the carrier frequency they can still cause interference and quality problems The GSM specification states that the carrier-to-adjacent ratio (C/A) must be larger than -9dB Ericsson recommends that higher than dB be used as planning criterion Co-channel interference, C/I Co-channel interference is caused by the use of a frequency close to the exact same frequency The former will interfere with the latter, leading to the terms interfering frequency (I) and carrier frequency (C) The GSM specification recommends that the carrier-tointerference (C/I) ratio is greater than decibels (dB) However, Ericsson recommends that 12 dB be used as planning criterion This C/I ratio is influenced by the following factors: The location of the MS Local geography and type of local scatters BTS antenna type, site elevation and position Cells Planning Nhận xét: Khoảng cách tái sử dụng tần số cần đủ lớn để tránh nhiễu liên kênh (Co-channel interference) nhiễu tần số kênh lân cận (Adjacent channel interference) Khoảng cách tái sử dụng tần số cần nhỏ để tối đa dung lượng phục vụ  Cần phải quy hoạch ô tế bào (cells planning) cách hợp lý Cụm tế bào (Clusters) Định nghĩa: Là nhóm cell sử dụng tất tần số dải tần cho phép mà tần số sử dụng lần 2 cluster kề sử dụng chung tần số Khoảng cách tái sử dụng tần số phải tính tốn cho giảm nhiễu mà tối đa dung lượng phục vụ hệ thống  Có nhiều cách tố chức ô tế bào thành cụm mô hình 3/9, 4/12, 7/21…  Phổ biến 3/9 4/12 4/12 pattern Mơ hình 4/12 tổ chức “three-sector sites” thành cụm, bao gồm 12 cell sử dụng 12 nhóm tần số khác dải tần cho phép 3/9 pattern Trong mơ hình 3/9, tồn dải tần chia thành nhóm cho “three-sector sites” Nhiễu C/A: Cell A1 C3 vị trí gần sử dụng dải tần số lân cận (10 9)  Giải pháp: Sử dụng kĩ thuật nhảy tần C/I affecting re-use distance Nhận xét: Khoảng cách tái sử dụng tần số phụ thuộc trực tiếp vào “N” số cell (số nhóm tần số) cách tổ chức cụm tế bào (cluster)   N nhỏ, dung lượng cao kèm theo nhiễu lớn ngược lại Tỉ số : Omni-cells : 3 sector-cells : Đánh giá tỉ số mơ hình cụm tế bào khác nhau: 4/12: = 3/9 : = 5.2 7/21: = 7.9 Phân tích lưu lượng The Erlang (E) is a unit of measurement of traffic intensity It can be calculated with the following formula: A = n x T / 3600 Erlang where A = offered traffic from one or more users in the system  n = number of calls per hour  T = average call time in seconds  If n=1 and T=90 seconds => the traffic per subscriber is: A = x 90 / 3600 = 25mE Phân tích vùng phủ Tính tốn số trạm BTS cần thiết If the following data exists for a network: Number of subscribers: 10,000 Available frequencies: 24 Cell pattern: 4/12 GOS: 2% Traffic per subscriber: 25mE  Frequencies per cell = 24 / 12 =  Traffic channels per cell = x -     (control channels) = 14 TCH Traffic per cell = 14 TCH with a 2% GOS implies 8.2 Erlangs per cell (see Table 10-1) The number of subscribers per cell = 8.2E / 25mE = 328 subscribers per cell If there are 10,000 subscribers then the number of cells needed is 10,000 / 328 = 30 cells Therefore, the number of three sector sites needed is 30 / = 10 ... thường sử dụng Cấp phát kênh tĩnh Cấp phát kênh động Cấp phát kênh tĩnh (FCA) ? ?Trong cấp phát kênh tĩnh (FCA), cell cấp tập hợp kênh tần số cố định FCA đòi hỏi phải quy hoạch tần số thủ cơng, nhiệm... Re–use & the Re-use Distance ? ?Trong mơ hình mạng tế bào (cellular network), tần số sử dụng ô tế bào tái sử dụng tế bào khác khoảng cách định => Khoảng cách tái sử dụng tần số (reuse distance) Khoảng... Việc sử dụng lại tần số truyền phát ô tế bào gây nhiễu lên tín hiệu Khoảng cách tái sử dụng tần số nhỏ, nhiễu xảy trình truyền phát tăng Kiến trúc mạng tế bào thường bị giới hạn phát sinh nhiễu