Proiectarea Optima a Retelei Xyz In Functie de Trafic

CAPITOLUL I

INTRODUCERE

1.1 Prezentare generală

Sistemul de telefonie celulară pan-european, cunoscut sub denumirea GSM (sistem global de telecomunicații mobile – Global System for Mobile Communications), reprezintă, în momentul de față, una mai complexe rețele de radiocomunicații din lume, luând în considerație chiar și realizările din domeniul militar. El a început să fie utilizat din anul 1991.

GSM beneficiază de o capacitate de 5-10 ori mai mare față de capacitatea rețelelor analogice, această sporire fiind datorată mai multor mecanisme:

1.Înlocuirea transmiterii semnalului analogic cu transmiterea unor semnale supuse mai multor tipuri de modulație dintre care cea mai importantă este modulația numerică. În cazul semnalului analogic la trecerea semnalului prin circuite este modificată forma semnalului ceea ce produce distorsiuni, reduce fidelitatea și micșorează calitatea transmisiei.

În cazul semnalului digital forma nu este esențială ci numai prezența semnalului. Semnalul digital deformat poate fi refăcut și adus la forma inițială ceea ce permite o calitate superioară a transmisiei.

2.Introducera controlului puterii la emisie, a saltului de frecvență (FH) și a emisiei discontinue (DTX) care permit controlul interferențelor în rețea.

Sistemul GSM este prevăzut așa cum vom arăta în lucrare cu trepte de putere la emisie, trepte care asigură modificarea puterii. Acest aspect are o dublă semnificație variația distanței între MS (stație mobilă) și BTS (stație de bază) face ca la apropierea MS de BTS semnalul să crească și poate produce saturația receptorului la BTS și poate crește de asemenea gradul de interferență. Iar în cazul când MS se depărtează de BTS se poate produce întreruperea legăturii datorită slăbiri semnalului recepționat, de aceea reducerea puterii în primul caz și creșterea puterii în cazul al doilea sunt necesare și favorabile. Totodată este posibilă reducerea consumului și deci protejarea bateriei MS.

3.Folosirea metodei de acces TDMA, implementată pe mai multe purtătoare radio, reduce timpul de transfer între celule, prin implicarea terminalului mobil..

Rețelele de radiocomunicații mobile numerice, din care face parte și GSM ca standard european, dispunând de o mare varietate de mesaje de semnalizare, simplifică și îmbunătățesc funcțiile rețelei.

Sistemul GSM are la bază standardele pentru servicii, interfețe între funcții/subsisteme și arhitectura protocolului definite de Conferința Europeană pentru Poștă și Telecomunicații CEPT (Conference Europeene des Postes et Telecommunications). Spre deosebire de alte rețele celulare, care oferă numai standardele pentru interfața radio și interfețele cu alte rețele, în cazul GSM sunt definite toate interfețele. Specificațiile concrete ale sistemului sunt elaborate de Institutul European de standarde în Telecomunicații, ETSI (European Telecommunications Standards Institute).

1.2 Transmisiuni de fonie și de date

Sistemul GSM este bidirecțional și nu se limitează numai la asigurarea de servicii telefonice, de calitatea celor terestre, pentru echipamente portabile și mobile. Dintre alte numeroase facilități se remarcă:

Înglobarea unor caracteristici ISDN cum ar fi:

– o numerotare completă a ISDN;

transmisiuni de date cu viteze până la 9,6Kbit/ s.

Admiterea de transmisiuni de faximile (Grupul 3 FAX =analog), cu toate că reluarea transmisiei, datorită cerințelor de sincronizare și probabilității de eroare pe canalul radio, conduce la limitări tehnice serioase.

Transmiterea de mesaje asigură două servicii:

– Serviciul pentru mesaje scurte punct la punct, SMSPP;

– Serviciul pentru mesaje scurte difuzate în toată celula, SMSCB.

Calitatea comunicației în fonie este superioară față de sistemele analogice datorită unui raport semnal /zgomot (interferență) mai mic. De asemenea viteza transmisiunilor de date este mai mare decât în cazul sistemelor analogice, iar rata erorilor este mică.

1.3 Securitate

GSM extinde introduce controlul la nivelul abonatului, prin utilizarea modului personal de identitate (SIM- Subscriber Identity Module). SIM este dedicat abonatului. La fiecare apel, folosind proceduri de control al autenticității, rețeaua GSM verifică dacă utilizatorul este abonat autentic. Un SIM pierdut nu poate fi folosit decât dacă se cunoaște numărul de identificare (PIN) asociat acestuia. Astfel, se previne încărcarea prin fraudă a notei de plată a unui abonat. Securitatea este sporită prin introducerea secretizării comunicațiilor (fonie, fax sau date ) la nivelul interfeței radio. Se exclude astfel posibilitatea interceptării radio a unei comunicații.

1.4 Noțiuni generale

Traficul reprezintă un factor deosebit de important în punerea în funcțiune și dezvoltarea oricărui sistem celular de radiocomunicații. Este necesar să se realizeze studii ample cu privire la traficul ce poate fi generat de utilizatori, la distribuția traficului în zona de interes și la evoluția în timp a solicitărilor.

Pornind de la baza creată în acest fel și impunând o serie de criterii de calitate pentru serviciile oferite, se trece la dimensionarea rețelei. Pe această cale se urmărește precizarea unor mărimi specifice, dintre care cele mai important sunt:

aria de acoperire a serviciului

distanța de reutilizare a canalelor radio

spectrul de frecvență alocat, deci numărul de canale radio disponibile

probabilitatea ca un utilizator să obțină un canal de comunicație atunci când solicită o legătură.

Aria de acoperire a serviciului este influențată de:

• distribuția populației pe teritoriul de interes

• structura geografică a teritoriului, structura care intervine în acoperirea cu semnal radio.

Distanța de reutilizare poate fi determinată după ce se precizează:

• numărul de celule care formează zona de repetiție

• raza celulei elementare folosită ca element de bază în structura rețelei celulare.

Pentru evaluarea probabilității ca un utilizator să obțină un canal de comunicație, trebuie cunoscută statistica timpului de ocupare a unui canal radio. Dacă se poate evalua timpul mediu de ocupare, respectiv ca un canal să fie liber, precum și numărul estimat de participanți la trafic, se poate determina numărul de canale radio necesare pentru fiecare celulă și pentru întreg sistemul. Reciproc, cunoscând numărul disponibil de canale și timpul mediu de ocupare a unui canal radio, respectiv probabilitatea ca un canal să fie liber la un moment dat, se poate stabili numărul de abonați pe care-l poate prelua sistemul la nivel global și prin fiecare stație de bază.

În sistemul de radiotelefonie necelulară, legătura radio atribuită unui abonat este păstrată pe întreaga durată a desfășurării apelului. În sistemele celulare, trecerea stațiilor mobile angajate în desfășurarea unor legături de comunicație dintr-o celulă în alta este un fenomen curent.

Apelul care a fast inițializat într-o celula poate și trebuie să fie continuat în celula în care mobilul s-a deplasat. Aceasta se realizează prin proceduri de transfer (handover) și constituie o alta sursă de solicitare de canale radio în afara inițierii unor apeluri de către abonații aflați pe teritoriul celulei. Pe lângă abonații locali și abonații aflați în transfer, solicitări de canale pot să apară și din partea unor abonați ai rețelelor la care sistemul analizat este conectat. Adeseori, sursa acestor solicitări nu este importanta și pentru a sublinia acest lucru se va face, adesea, referire la abonați echivalenți.

Trebuie însa remarcat că, daca un apel lansat în vederea inițierii unei legături poate fi amânat fără un impact prea mare asupra calităților serviciilor, întreruperea unei convorbiri în desfășurare este extrem de neconvenabilă. În consecință, din acest punct de vedere, încercările provenite din transfer vor avea prioritate. Pentru această operațiune pot fi rezervate o serie de canale. În legătură cu cele prezentate mai sus este util a se preciza o serie de noțiuni:

– Apelul reprezintă ocuparea canalului de comunicație de la stabilirea legăturii între utilizatori, până la întreruperea accidentală, forțată sau voita a acesteia. Cu alte cuvinte, apelul reprezintă un schimb complet de informații între doi sau mai mulți utilizatori.

– Încercarea de apel reprezintă acțiunea pe care o efectuează un utilizator al sistemului în scopul obținerii unui canal de comunicație. O încercare de apel se transformă în apel dacă sistemul atribuie un canal de comunicație.

– Gradul serviciului( GOS), se referă la nivelul realizabilității unor servicii de referință bine precizate. În cazul de față se va lua în considerare raportul dintre numărul de încercări de apel reușite și numărul total de încercări realizate într-o perioadă de timp precizată.

– Probabilitatea de acces la sistem reprezintă probabilitatea ca un participant la trafic să obțină canalul radio solicitat, ca urmare a unei încercări de apel.

– Probabilitatea de blocare reprezintă probabilitatea ca un participant la trafic, care a efectuat o încercare de apel, să nu obțină accesul la canalul radio solicitat.

– Gradul de pierderi reprezintă procentul din încercările inițializate în rețea, care nu sunt finalizate prin realizarea unui apel.

– Ora de trafic maxim (de vârf) corespunde unei perioade de o ora din timpul unei zile, când intensitatea traficului pe canalul considerat, mediat pe mai multe zile ale săptămânii este maxim.

În procesul de introducere a unui sistem de comunicații mobile este deosebit de important să se precizeze, de la început, o serie de parametrii cum ar fi:

• calitatea serviciilor ce urmează a fi oferite

• prețul pe care trebuie să-l plătească utilizatorii pentru accesul la serviciile sistemului și pentru utilizarea acestora.

Pentru a preciza primul aspect, în cazul sistemului de telefonie mobilă celulară, se pleacă de la similitudinea serviciilor oferite cu cele oferite de rețeaua telefonică publică comutată. Calitatea serviciilor trebuie sa fie cel puțin la același nivel.

În ceea ce privește cel de-al doilea aspect, realizarea rețelei va fi precedată de un studiu de piață prin care să se evalueze condițiile de introducere si de dezvoltare pentru serviciile oferite. Studiile au scos in evidenta ca analiza trebuie să facă distincție între cele două sectoare:

– sistemul comercial și industrial

– sectorul rezidențial.

Sectorul comercial /industrial este mai dinamic, necesitățile de comunicații sunt mai mari, costurile se pot deconta, se asigură, așadar, condiții de dezvoltare rapidă a noului sistem cu condiția ca acesta să vină în întâmpinarea unor nevoi reale.

În sectorul rezidențial trebuie acordată o mai mare atenție stabilirii unui raport corect între gradul de interes față de serviciile respective și posibilitățile financiare ale potențialilor utilizatori.

În esență analiza realizată în această fază trebuie să pună în evidență:

• structura demografica a zonei de interes, în principal distribuția populației și a obiectivelor industriale

• structura geografică a zonei de interes

• caracteristicile sistemului, în primul rând serviciile pe care le poate oferi utilizatorilor

• accesul care trebuie de la și către alte rețele de comunicație de același tip sau tip diferit

• alți factori, care funcție de specificul serviciului și al zonei pot influența într-un sens sau altul evoluția rețelei.

CAPITOLUL II

ASPECTE TEORETICE

Elemente de bază în evaluarea traficului radiotelefonic

Numărul de canale radio atribuite unei stații de bază se stabilește pe baza analizei traficului radiotelefonic în zona acoperită de acesta.

Traficul generat într-o anumită zonă, poate fi caracterizat prin:

intensitatea traficului

gradul serviciului oferit

distribuția duratei apelurilor

traficul în ora de trafic maxim

intervalul între două încercări și, distribuția în timp a încercărilor.

Modelul inițial al teoriei traficului este prezentat mai jos:

Este necesar să fie cunoscut numărul surselor și probabilitatea ca o sursă să trimită o cerere bilitatea ca o sursă să trimită o cerere într-un interval de timp. Se considerặ cunoscută probabilitatea ca cererea sosită să fie servită de sistem.

Trebuie determinat numărul minim de resurse necesare pentru a face față cererilor în condițiile de mai sus.

Putem considera pentru un circuit (fig.2.2), traficul ca fiind egal cu:

(2.1)

unde: t1,……..tn reprezintă timpii de ocupare pe un circuit, iar T reprezintă perioada de observație.

A este subunitar și exprimă procentele de ocupare ale circuitului.

Analog, considerând mai multe circuite pe aceeași perioadă de observație, se obține traficul pe N circuite:

(2.2)

Traficul pe mai multe circuite se poate calcula și ca sumă a rezultatelor obținute pe fiecare circuit în parte.

A=A1+A2+…….+AN (2.3)

unde Ai – traficul pe circuitul i.

Intensitatea traficului

Reprezintă produsul dintre numărul total de apeluri pe o perioadă specificată și durata medie a apelului. Numărul de apeluri se exprimă prin rata de intrări, adică prin numărul de apeluri realizat pe unitatea de timp.

Dacă se cunoaște numărul de apeluri realizat pe unitatea de timp (de exemplu o oră), notat cu , și durata medie a unui apel, exprimată în unitatea de timp/apel (de exemplu în ore/apel), notată prin tR, traficul corespunzător (A), realizat de către un utilizator, se exprimă în Erlang:

A=•tR() (2.4)

În comunicațiile radiotelefonice, traficul de un Erlang reprezintă traficul realizat de un canal radio care este ocupat pe întreaga unitate de timp considerată (de exemplu o oră).

Dacă numărul total de apeluri acceptate, N, efectuate pe unitatea de timp se poate împărți pe categorii de durată și anume: n1 apeluri de durată t1, n2 apeluri de durată t2 etc. și există nm+2 apeluri de durată mai mare decât tm , astfel încât:

(2.5)

Timpul ocupat de toate apelurile efectuate prin entitatea fizică considerată poate fi aproximat prin:

(2.6)

unde reprezintă un coeficient de proporționalitate mai mare sau egal cu 1.

În aceste condiții, durata medie a unui apel telefonic, exprimată în unitate de timp pe apel realizat, este:

(2.7) Durata apelurilor este o variabilă aleatoare cu o distribuție Gaussiană. Valoarea sa medie variază de la sistem la sistem; astfel, pentru sistemele de radiotelefonie celulară această valoare poate fi apreciatã la 120 de secunde, iar pentru sistemele de radio-telefonie ‘trunked’ la 30 de secunde etc.

Traficul per abonat, generat în sistem, rezultă din modificarea corespunzătoare a expresiei (2.3) care devine:

(2.8)

Traficul este adimensional fiind dat de raportul a două unități de timp.

Traficul poate fi:

trafic oferit (offered traffic)

trafic servit (caried traffic)

trafic refuzat (refused traffic).

Semnificația acestor concepte rezultă din figura 2.4.

Încercările de apel sunt realizate independent, fără existența unor condiționări reciproce, deci procesul generării lor poate fi caracterizat de o distribuție de probabilitate de tip Poisson.

Considerăm o perioadă de observare T. Intervalul de timp între intrări are o distribuție de probabilitate exponențială de-a lungul perioadei T. Timpul mediu între intrări este:

(2.9)

Trebuie făcută observația că legea Poisson implică o rată de intrări constantă pe o perioadă T, ceea ce înseamnă că numărul de utilizatori este mare. Durata medie a apelului:

(2.10)

În consecință, traficul poate fi exprimat ca:

(2.11)

Procesul Poisson

Se consideră numărul de circuite ca în fig.2.5.

Nu există coadă de așteptare și nici trafic refuzat.

Rata intrărilor este:

(2.12)

În timpul t(x-1) apar t(x-1)An sosiri noi în medie.

Procesul de eliberare a circuitelor este dat de μ.

În timpul t(x) există t(x) ·x·μ eliberări în medie.

Considerăm reprezentarea din fig 2.6.

Starea 0 este corespunzătoare la 0 apeluri. Starea 1 este corespunzătoare unui apel. Pentru x-1 apeluri, starea este x-1.

Există un eveniment la un moment dat (un apel care vine sau pleacă la un moment dat. Nu există două evenimente care pleacă sau sosesc).

Condiția de stabilitate este dată de egalitatea dintre numărul apelurilor care vin și numărul apelurilor care pleacă.

Exemplu:

În starea X, numărul apelurilor care pleacă este dat de produsul x*

Probabilitatea de a fi în starea X este:

(2.13)

(2.14)

(2.15)

Din condiția de stabilitate:

(2.16)

Deci:

(2.17)

P(0) se determină din relațiile:

(2.18)

și

(2.19)

Probabilitatea de a nu avea nici un apel este:

(2.20)

Legea Poisson exprimă probabilitatea de a avea x cereri într-un interval de timp

În figura 2.7 este reprezentată grafic legea de distribuție Poisson a procesului de sosire a apelurilor ( este măsurată în sosiri pe secundă).

Au fost alese câteva valori practice de exemplu, =0.01 sosiri/sec, un timp mediu de ocupare de 120 sec, rezultă un trafic oferit de:

Sunt reprezentate patru rate diferite de intrări:

cu o intensitate a traficului de 1.2 Erl, 7.2 Erl, 13.2 Erl și 19.2 Erl.

Odată cu creșterea ratei de sosiri, maximul probabilității scade.

2.3 Erlang B

În cazul în care avem un număr finit de resurse (N) și nu există coadă de așteptare, orice cerere venită în momentul în care toate resursele sunt ocupate este rejectată. Apare noțiunea de trafic refuzat.

Grafic, se reprezintă în figura 2.8:

Semnificația componentelor este identică cu cea prezentată în fig 2.6, cu deosebirea că numărul de resurse nu mai este infinit.

Probabilitatea sistemului de a fi în starea x este dată de:

(2.21)

Probabilitatea de refuzare a apelurilor este egală cu probabilitatea de ocupare a tuturor canalelor, orice apel care va veni în momentul în care toate circuitele sunt ocupate fiind rejectat.

Se introduce probabilitatea de blocare sau rata de blocare.

Rată de blocare depinde de numărul resurselor și de traficul oferit.

Legea Erlang B nu este o lege liniară.

Datorită neliniarității deviației standard , avem nevoie pentru o probabilitate de refuz a apelurilor de 20% un număr de:

două circuite doar pentru un Erl trafic oferit

cinci circuite(de 2,5 ori mai multe) pentru 4 Erl trafic oferit.

În figura 2.10 se prezintă probabilități de ocupare în funcție de numărul circuitelor:

Ca urmare, din punctul de vedere al folosirii resurselor în mod cât mai eficient, este de preferat un trafic mare.

Pentru Erlang B se poate aplica și un calcul recursiv:

(2.22)

În starea inițială P(0,A)=1

Exemplu: calculul numărului necesar de circuite pentru a putea furniza un trafic de 2 Erl cu o probabilitate de blocare de 10%.

Pentru un circuit: prea mult

Pentru 2 circuite: prea mult

Pentru 3 circuite: prea mult

Pentru 4 circuite: este bun

În practică se folosește tabelul Erlang B care dă traficul oferit pentru un anumit număr de circuite (N) și o rată de blocare dorită.

Tabelul 2.1 Traficul oferit obținut din legea Erlang B

Se poate folosi și o aproximare a legii Erlang B.

(2.23)

unde deviația standard

Dacă

(2.24)

Exemplu: calculul numărului de circuite necesare pentru un trafic de 9 Erl cu o probabilitate de blocare de 1%. Folosind formula de mai sus rezultă:

N=9+2*3=15 circuite

Din tabelul 2.1, numărul rezultant al circuitelor necesare este 16. Ca urmare, relația (2.24) este doar o aproximare.

Traficul oferit este suma dintre traficul realizat și traficul rejectat (blocat).

Tof =Tr+Tb (2.25)

Se notează cu b raportul:

(2.26)

La dimensionarea unei celule nu trebuie să se utilizeze Tr (în special când b este mare deoarece sunt din ce în ce mai diferite).

Rezultatele traficului realizat sunt date și trebuie determinat traficul oferit. Traficul oferit se află prin încercări sau folosind tabelele Erlang B.

Tabelul 2.2 Traficul realizat obținut din legea Erlang B

Pentru probabilitate de blocare mică, traficul oferit este aproximativ egal cu cel realizat b=2%.

2.4 Evaluarea traficului în sistemele celulare de radiotelefonie

Sistemele celulare de radiotelefonie se pot împărți în:

sisteme fără coadă de așteptare

sisteme cu coadă de așteptare.

Ambele, a rândul lor se pot împărți în:

sisteme fără priorități

sisteme cu priorități.

2.4.1 Sisteme celulare de radiotelefonie fără coadă de așteptare:

Sisteme fără priorități

În cele mai multe dintre cazurile întâlnite în practică, grupul de canale radio atribuite unei stații de bază, conține un număr de canale radio mai mic decât numărul de încercări de apel realizate într-un interval de timp dat în aria acoperită de stația de bază analizată.

Pentru a analiza fenomenul se presupune că în zona stației se realizează un flux oarecare de încercări. Fiecare canal radio este accesibil oricărei cereri de atribuire, dacă este liber în momentul în care s-a primit cererea. Totodată, fiecare canal poate satisface, la momentul considerat, doar o singură încercare. Dacă toate canalele radiotelefonice sunt ocupate, se spune că sistemul este în congestie (blocat) în raport cu noile încercări.

Fiecare canal poate fi, la un moment dat, în una din stările “liber” sau “ocupat”. Atunci când toate canalele sunt libere, sistemul se află în starea 0. Dacă un singur canal este ocupat, sistemul se află în starea 1 etc. Dacă stația de bază are la dispoziție N canale radio(circuite), sistemul se poate afla în una din stările 0,1…….N. Pe diagrama prezentată mai jos prin T este notat timpul mediu de ocupare a unui canal radio de trafic, adică media tuturor timpilor de ocupare a canalelor aparținând stației de bază analizată. Prin duratele T, T/2,…..T/N sunt desemnați timpii necesari pentru ca sistemul să treacă dintr-o stare oarecare în starea imediat inferioară, iar prin YN numărul de încercări pe durata medie de ocupare a canalului.

Se presupune că la un moment dat, t0, sistemul se află în starea Sk și că procesul de atribuire a unui nou canalul nu este determinat decât de starea la momentul t0 și nu și de evoluția sa anterioară, deci procesul analizat este un proces de tip Marcov. S-a constatat că, în afară de starea la momentul t0, evoluția stării de ocupare a canalelor radio mai este influențată de:

momentele de apariție pentru noile încercări de apel

durata medie a ocupării uni canal radio

Fie un număr N de încercări de apel ce au loc într-un interval lung de timp. Se consideră că intervalul de timp de observație este suficient de lung, iar în zona de acoperire a stației de bază analizate există L abonați mobili echivalenți.

Numărul echivalent de încercări de apeluri y realizate pe durata medie de ocupare a unui canal de trafic, T, este:

pentru L abonați (2.27)

Se notează prin o fracțiune din timpul mediu de ocupare a unui canal radio. Probabilitatea ca în intervalul să se realizeze y apeluri indiferent de originea acestora este:

(2.28)

Utilizând formula lui Sterling, pentru , se obține formula lui Poisson:

unde A=g*

(2.29)

Relația (2.29) permite evaluarea probabilității ca să existe, simultan, g convorbiri de durată .

În cazul în care se consideră că unitatea de timp durata medie a unui apel, din expresia * rezultă probabilitatea de ocupare a celor N canale radio disponibile.

(2.30)

În cazul limită, în care nu există posibilitatea de așteptare, dă toate canalele de trafic disponibile au fost ocupate, apelul sau transferul sunt rejectate (convorbirea nu are loc sau se întrerupe). Probabilitatea ca un abonat mobil să găsească toate canalele de trafic ocupate este determinată de relația lui Erlang:

(2.31)

Sisteme cu priorități:

Dacă o parte din canalele de trafic sunt rezervate pentru anumite categorii de utilizatori care au prioritate, diagrama stărilor posibile ale sistemului are structura dată în diagrama de mai jos:

Pentru acordarea priorităților, în zona acoperită de o stație de bază, se presupune că dintre cele N canale de trafic de care dispune aceasta, un număr de Np canale, cu Np<N, este alocat, exclusiv, pentru apelurile cu prioritate (de exemplu pentru transferuri). Încercările de transfer pot folosi și celelalte N- Np canale, pe când încercările de inițializare se bazează numai pe acestea din urmă. Ca și în cazul anterior prin yN se desemnează numărul de încercări de apel pe durată medie de ocupare a canalului, iar prin yT se desemnează numărul de încercări de transfer evaluat în aceleași condiții.

Numărul N de canale de trafic disponibile la stația de bază este, de obicei diferit de numărul total de canale atribuite acesteia. Astfel, în cele mai multe cazuri, unul sau mai multe canale din cele alocate stației de bază, sunt rezervate pentru inițierea apelurilor; prin aceste canale se realizează semnalizarea în vederea stabilirii legăturii de comunicație.

Algoritmul de desfășurare a inițializărilor de apel pentru situația de mai sus este prezentat în figura:

Din numărul total de încercări generate, yN, o fracțiune, PB, poate fi blocată și rejectată. Așadar, numărul mediu de încercări admise este:

(2.32)

În mod similar, numărul de încercări de transfer admise este:

(2.33)

unde, prin PTB s-a notat probabilitatea ca o încercare de transfer să fie blocată.

Din diagrama dată în figura 1 rezultă că numărul de apeluri pe unitatea de timp, care provoacă trecerea ansamblului din starea 0 în starea N-NT este yN+yT, iar din starea N-Np până în starea N, yT.

Sistemul trece dintr-o stare i+1 în starea i într-o durată de timp T, dacă nu apar noi încercări.

2.4.2 Sisteme celulare de radiotelefonie cu șir de așteptare

Atât în sistemele fără priorități cât și în cele cu priorități, o încercare poate avea două soluții:

să obțină un canal radio pentru desfășurarea apelului

să fie rejectată deci, pentru a obține un anal radio, utilizatorul să fie obligat să efectueze o nouă încercare.

În sistemele cu șir de așteptare o încercare nu este refuzată, chiar dacă în momentul realizării ei nu există canale radio disponibile. Cererea este înregistrată într-un șir de așteptare, într-o ordine stabilită pe baza unor criterii specifice; cererile din șir sunt preluate , în ordinea indicată de șir, pe măsură ce canalele se eliberează.

Șirurile de așteptare pot fi de două tipuri:

șiruri fără priorități

șiruri cu priorități.

Dacă în formarea șirului de așteptare cererile sunt plasate după ordinea sosirii solicitărilor la procesorul de decizie al rețelei, este vorba de un șir fără priorități. Dacă la formarea șirului de așteptare se aplică și alte criterii decât cel al momentului sosirii, de exemplu plasarea unor categorii de utilizatori sau tipuri de mesaje în primele poziții, șirul este cu priorități.

Funcție de lungimea pe care o poate avea șirul de așteptare, sistemele respective se pot împărți în:

sisteme cu șir de așteptare nelimitat

sisteme cu șir de așteptare limitat.

În cazul al doilea, lungimea șirului de așteptare este limitată pe baza unui criteriu oarecare. Aceste sisteme reprezintă, de fapt, un caz intermediar între sistemele fără șir de așteptare și ele cu șir de așteptare nelimitat. Dintre restricțiile care se pot impune, cea mai des folosită se referă la timpul de așteptare care poate fi acceptat până la alocarea canalului radio, timp care variază funcție de tipul de serviciu. De exemplu la sistemele de radiopaging, timpul de așteptare poate fi de ordinul minutelor sau chiar orelor. La sistemele de radiotelefonie, unde comunicația are loc în timp real, timpul de așteptare permis este mult mai redus. Mai mult, el depinde de tipul apelului. Astfel, la formarea unui apel telefonic nou se poate admite un timp de așteptare de ordinul zecilor de secunde până la un minut, pe când în cazul încercărilor provenite din transferuri, așteptarea să fie cel mult de ordinul secundelor ( altfel ea se poate traduce într-o deteriorare sesizabilă sau chiar o întrerupere a comunicației).

Dacă se acceptă ca un abonat care a efectuat o încercare să aștepte pentru atribuirea unui canal radio un interval de timp , se poate determina probabilitatea de a se obține canalul dorit.

Pentru ca analiza care urmează să fie mai concretă se vor lua în considerare încercările de transfer într-un sistem în care se constituie un șir de așteptare numai pentru acestea.

În rezolvarea problemei se va folosi diagrama de stări a sistemului. În figura de mai jos este dată această diagramă pentru un sistem în care Np canale sunt rezervate pentru încercările cu priorități, care în acest caz acestea sunt încercările de transfer, iar restul de N-Np canale pot fi utilizate atât pentru transferuri cât și pentru inițializări. Utilizarea acestora din urmă, de către cele două tipuri de încercări, se face cu același nivel de prioritate. Se presupune că, numărul de apeluri care urmează a fi transferat în unitatea de timp către celula considerată este mai mare decât numărul de canale special alocate pentru acest scop și că nici capacitatea canalelor ocupate atât pentru inițializări cât și pentru transferuri, nu este suficientă pentru a prelua toate încercările de transfer. Chiar și în acest caz o parte din încercările de transfer pot fi salvate.

Se consideră cazul cel mai des întâlnit, când se ia în considerație un șir limitat. Durata de așteptare în șir, deci lungimea acestuia este limitată de timpul de așteptare în șir al încercărilor de transfer. Se pleacă de la ideea că legătura de radiocomunicație dintre stația de bază de la care se solicită transferul mai poate fi menținută un interval de timp =t2 – t1, chiar dacă semnalul de recepție este sub pragul de realizare a transferul legăturii. În consecință se poate alcătui un șir de așteptare în care cererile de transfer pot fi așezate în ordinea sosirii lor în timp. O stație mobilă trecută în șirul de așteptare poate să ajungă în una din următoarele situații:

se atribuie un canal de trafic în noua celulă

trece la terminarea forțată a apelului, prin imposibilitatea sistemului de a asigura în continuare legătura de radiocomunicație.

Conform ipotezei de mai sus, în crearea șirului de așteptare, cererile de transfer au prioritate până la ocuparea celor Np canale de trafic alocate pentru transferuri; ele pot să ocupe și celelalte N-Np canale de trafic, dar în acest caz cu același grad de prioritate cu inițializările.

La o analiză mai atentă se poate constata că lungimea șirului de așteptare pentru stațiile de transfer nu este limitată, dar timpul de prezență al unei cereri de transfer în șir este dat de mărimea care reprezintă diferența dintre momentul declanșării transferului și momentul pierderii legăturii radio cu stația de bază. Acest parametru diferă de la o stație mobilă la alta funcție de poziție, de viteza de deplasare, de condițiile de mediu și de dispunerea diverselor obstacole în vecinătatea stației etc. În consecință, se ia în considerare o valoare egală cu valoarea sa medie sau puțin mai mare.

Pentru a include efectul șirului de așteptare în diagrama stărilor posibile pentru stația de bază, se poate adăuga un număr, în principiu infinit, de stări notate cu N+1, N+2,……, care simulează prezența acestuia. Prin Ta s-a notat media mărimilor .

O diagramă de desfășurare a apelurilor în cazul sistemelor cu priorități este dată în figura de mai jos.

Șirul fiind constituit numai pentru încercările de transfer, dacă la inițializarea unui apel unul dintre cele N-Np canale, apelul nu este acceptat, abonatul trebuie să efectueze o nouă încercare.

O încercare de inițializare de apel va fi blocată atunci când sistemul se află într-una din stările superioare stării N-Np. O încercare de transfer nu se realizează dacă sistemul nu poate ajunge în poziția N+1 și nu se poate atribui un canal de trafic în intervalul de timp Ta.

CAPITOLUL III

INTERFAȚA RADIO ÎN GSM

3.1. Organizarea canalelor în GSM

Sistemul GSM are alocat un domeniu de frecvențe de 25 MHz în care se constituie 124 de canale radio cu o bandă de 200 KHz fiecare.

Spectrul alocat inițial este 890 – 915 MHz pentru legătura staței mobilă staței de bază (up-link, legătură ascendentă) și 935 – 960 MHz pentru legătura staței de bază stație mobilă (down-link, legătură descendentă). În acest domeniu se găsesc 124 canale radio duplex, cu o bandă de 200 kHz și o separare duplex de 45 MHz. La ambele capete ale celor două domenii de frecvență este lăsată câte o bandă de gardă de 100 kHz (figura 3.1). Astfel, frecvențele purtătoarelor pentru canalul radio duplex k (fku pentru legătura ascendentă și fkd pentru sensul invers) sunt date de relațiile:

fku = 890,2 + 0,2 • (k – 1) MHz

fkd = fku +45MHz

Fiecare canal radio, având o altă frecvență purtătoare, este utilizat de 8 abonați folosind metoda de acces multiplu cu diviziune în timp (TDMA). Fiecare abonat are acces la canalul radio pe durata unui segment de timp (TS). Astfel, în rețeaua GSM, un canal fizic este reprezentat de o pereche (fp,TSk), unde 1p124, 0k7. GSM prevede posibilitatea de a lucra cu doi abonați într-un segment de timp, odată cu introducerea codoarelor vocale cu debit binar redus la jumătate.

Un cadru este format din 8 segmente de timp și are o durată de 4,615 ms (fig. 3.2).

Fiecare canal fizic este alocat fie unui canal de trafic (TCH-Traffic Channel) fie unui canal de semnalizare/control. În ambele cazuri se realizează o comunicație de date sub formă de pachete. Durata unui segment de timp este de 0,577 ms. În figură sunt prezentate structurile principalelor tipuri de pachete de date transmise într-un canal temporal elementar. Pentru a elimina suprapunerea peste canalul temporal următor, datorită timpului de propagare, în cazul unei celule cu raza de 35 Km, pachetul de acces este mai scurt cu durata corespunzătoare a 68,25 biți.

Cadrele sunt, la rândul lor, organizate în multicadre formate din 26 de cadre și având o durată de 120 ms. Un supercadru este format din 51 de multicadre de trafic sau 26 de multicadre de control. Un hipercadru este constituit din 2048 supercadre, ceea ce înseamnă 2715648 cadre.

Durata unui hipercadru este 3h28m53,76s. Pentru organizarea informației transmise, GSM definește diverse intervale de timp începând de la 0,9s(un sfert din durata unui bit, valoare care apare în stabilirea intervalului de gardă corespunzător unui cadru) până la aproximativ 3 ore(durata unui hipercadru).

Fig. 3.2 Structura TDMA pentru GSM

3.2 PUTEREA DE EMISIE

In GSM, emitatoarele statiilor de baza si echipamentelor mobile suni clasificale in functie de puterea maxima pe care o pot livra. Astfel, se deosebesc 8 categorii de echipamente RF pentru statiile de baza, incepand de la 2,5 W pana la 320 W, cu o distanta de 3 dB (dublare de putere) intre ele.

Controlul adaptiv al puterii este obligatoriu pentru statiile mobile si optional pentru statiile de baza. Aceasta caracteristica are drept scop reducerea interferentei si a consumului de putere din baterie, pastrand calitatea comuni-catiei. Au fost prevazute 16 niveluri distincte de putere pentru statiile mobile, distantate cu 2 dB. Nivelul minim, indiferent de clasa, este 13 dBm (20 mW). Nivelul maxim depinde de clasa si este prezentat in tabelul 10.6.

Puterea de emisie a BTS poate fi redusa de la valoarea maxima cu eel putin 6 trepte de 2 dB, fiecare avand o acuratete de ± 0,5 dB, cu scopul de a controla acoperirea radio a celulei. Acest reglaj fix este prevazut in orice BTS si nu trebuie confundat cu controlul adaptiv al puterii.

Tabelul 3.1 Nivelul maxim de putere pentru statiile mobile

3.3 Canale logice

În canalele fizice constituite ca mai sus sunt instalate canale logice care pot fi împărțite în canale de trafic(TCH) și canale de semnalizare/ control.

Folosind aceste canale, nivelul fizic realizează transmiterea informației și susține celelalte nivele. Principala funcție a canalelor de semnalizare și control este de a transfera informațiile de semnalizare. Aceste canale sunt divizate în 3 categorii:

canale folosite de mai mulți utilizatori:

– canale de difuzare de informații (BCCH-Broadcast Control Channel)

– canale comune de control(CCCH-Common Control Channel)

canale de control dedicate unui utilizator, asociate pe o durată de timp finită acestuia.

3.4 Canale de trafic

Canalele de trafic sunt folosite exclusiv pentru comunicația propriu-zisă prin ele transmițându-se două tipuri de informații: voce sau date.

Canalele de trafic pot fi la rândul lor:

de viteză maximă (TCH/F), viteză binară de 22,8 kb/s

de viteză redusă la jumătate (TCH/H), viteză binară de 11,4 kb/s.

Tabelul 3.2 Canalele logice folosite în GSM

Un canal fizic preia fie un singur canal TCH/F fie două canale TCH/H. În primul caz canalul de trafic ocupă un canal temporal, cadru cu cadru . În cel de-al doilea caz, cele două canale de trafic sunt instalate în același canal temporal, dar îl folosesc în mod alternativ, în cadrele impare unul, iar în cadrele pare celălalt.

GSM prezintă o mare varietate de canale de trafic, de viteză maximă sau redusă, pentru comunicație de voce sau de date. În tabel, acestea sunt notate prin TCH/, unde litera indică tipul de canal, fiind înlocuită cu F sau H, iar indică tipul de comunicație prin canal: S în cazul comunicației vocale, sau una din valorile 9,6 4,8 2,4 kb/s, în cazul comunicației de date.

3.5 Canale de control

Canale de control de tip BCCH

Canalele de control de tip BCCH sunt folosite în faza anterioară stabilirii unei conexiuni de comunicație. Ele sunt canale unidirecționale stație de bază-stație mobilă. Din această categorie fac parte următoarele canale logice:

de difuzare de informații la nivelul celulei(BCCH)

de corecție a frecvenței(FCCH- Frequency Correction Channel)

de sincronizare (SCH- Sincronization Channel).

Canalul logic BCCH este folosit pentru a transmite către abonații mobili informații generale de sistem referitoare la celula în care se află stația mobilă și celulele învecinate(maxim 16). Aceste informații sunt folosite în procesul de selecție a celulei, sau pentru a cunoaște configurația canalelor de control din celula curentă.

Canalul logic FCCH este folosit pentru corecția de frecvență astfel încât stația mobilă să fie acordată corect pe frecvența purtătoare a stației de bază. Informația transmisă prin FCCH este echivalentă cu o purtătoare nemodulară decalată cu o valoare fixă față de frecvența nominală a purtătoarei utilizate.

Prin canalul logic SCH se transmit: numărul cadrului(FN) și codul de identificare al stației de bază(BSIC). Aceste informații fac posibilă sincronizarea de cadru la nivelul stației mobile și identificarea stației de bază.

Canalele comune de control (CCCH) sunt folosite de către toți utilizatorii în faza de acces. Aceste canale sunt bidirecționale și permit realizarea a două tipuri distincte de funcții: paging și acces.

Funcția de paging este folosită pentru apelurile din rețea destinate unei stații mobile, iar funcția de acces este folosită pentru apeluri inițiate de o stație mobilă.

Din categoria CCCH fac parte:

canale logice de paging (PCH- Paging Channel) care utilizează numai sensul stație de bază stație mobilă al unui canal radio duplex.

canale logice de acces aleator (RACH-Random Access Channel) și

canale logice de confirmare a accesului(AGCH-Access Grand Channel)

Ultimele două tipuri de canale logice sunt instalate fiecare pe un sens al unui canal radio duplex. Sensul stație mobilă stație de bază este folosit de RACH când stația mobilă solicită un canal dedicat de semnalizare. Deoarece solicitarea este permisă la orice moment de timp, accesul are un caracter aleator pentru rețea. Sensul stație de bază stație mobilă este folosit de AGCH, confirmarea accesului fiind urmată de alocarea unui canal de semnalizare dedicat.

Comunicația prin aceste canale nu prevede confirmare. Pe un canal GSM fizic se poate instala un canal comun de control, acesta fiind folosit fie pentru funcția de paging fie pentru funcția de acces aleator. Evident pe sensul stație de bază stație mobilă nu se vor transmite simultan mesaje de paging și de confirmare a accesului.

Canale de control dedicate

Canalele de control dedicate pot fi:

autonome (SDCH-Stand alone Dedicate Channel)

asociate unui canal dat(ACCH-Associate Control Channel).

Ambele tipuri de canale sunt bidirecționale.

La rândul lor, canalele autonome sunt folosite în procesul de stabilire a unei legături de comunicație în conformitate cu serviciul solicitat de utilizator. Această activitate include interogarea stației mobile cu privire la serviciul cerut, verificarea disponibilităților la stația de bază, și în final, alocarea unui canal de trafic.

ACCH este asociat fie unui canal de trafic, fie unui canal autonom. ACCH este folosit pentru a instala un canal de semnalizare pentru fiecare canal de comunicație. Sensul stație de bazăstație mobilă este utilizat pentru controlul puterii și al momentului de emisie al stației mobile. Pe sensul stație mobilăstație de bază sunt transmise informații referitoare la starea primei, ca de exemplu rezultatele măsurătorilor de câmp, rezultate care stau la baza procedurilor de transfer.

GSM oferă două tipuri de canale de control asociate:

cu acțiune rapidă (FACCH)

cu acțiune lentă(SACCH).

FACCH este folosit pentru comenzi de transfer între celule sau pentru realocarea de canal în cadrul aceleiași celule. FACCH este asociat uni canal de trafic de viteză maximă(FACCH/F) sau de viteză redusă(FACCH/H) și se realizează prin înlocuirea informațiilor de trafic din segmentul temporal al cadrului curent cu informațiile de comandă urgentă. Biții de semnalizare (semafor) indică dacă conținutul corespunde canalului de trafic sau FACCH.

SACCH sunt de patru tipuri, în funcție de tipul de canal la care sunt asociate. Astfel SACCH/TF este asociat unui canal de trafic de viteză maximă, iar SACCH/TH unuia de viteză redusă. SACCH/C4/C8 sunt asociate unor canale de control autonome de tipul SDCCH/4, respectiv SDCCH/8.

Pe sensul stație de bazăstație mobilă, prin SACCH se transmit comenzi pentru controlul puterii de emisie și avansul emisiei la stația mobilă. Pe sensul invers, stația mobilă răspunde transmițând nivelul puterii folosite la emisie, puterea recepționată și calitatea semnalelor de la stațiile de bază adiacente.

Spre deosebire de canalele de trafic, care sunt instalate fiecare pe câte un canal fizic, canalele logice BCCH și CCCH, puse la dispoziția abonaților mobili într-o celulă dată, sunt instalate pe același canal fizic, corespunzător canalului temporal 0 al(așa numitelor) purtătoare BCCH ale celulei. Mai mult, canalele BCCH și CCCH sunt canale simplex (unidireționale), ele transferând informații fie pe sensul stație mobilă stație de bază(legătură ascendentă – up link) fie pe sensul opus (legătura descendentă – down link). Spre deosebire de acestea, canalele de trafic și canalele de control dedicate sau asociate sunt canale duplex. Aceste diferențe se observă și în modul de formare al multicadrelor. Astfel, un multicadru, pentru canalele BCCH și CCCH, este format din 51 de cadre, având o durată de 51*4,615=235 ms, în vreme ce mai multe cadre pentru canale duplex(trafic, control dedicat și asociat), format din 26 de cadre, durează 120 ms.

Această diferență între duratele celor două tipuri de multicadre, este compensată la nivelul hipercadrelor, 26 de multicadre pentru canalele BCCH și CCCH formând un hipercadru, care are aceeași durată,6,12 s, cu un hipercadru format din 51 de multicadre pentru canale duplex. De asemenea, canalele logice instalate în fiecare cadru, diferă în funcție de sensul canalului fizic. Pe sensul stație mobilăstație de bază toate cele 51 de canale logice, din fiecare cadru sunt de tipul RACCH.

Pe sensul stație de bazăstație mobilă se disting cinci grupe de câte 10 cadre, cadrul 51 fiind disponibil. Primul grup are structura: un canal FCCH, un canal SCCH, patru canale BCCH și patru canale PCH/AGCH. În celelalte patru grupuri canalele BCCH sunt înlocuite cu canale PCH/AGCH. Prin acestea se urmărește reducerea la minimum a consumului de canale pentru alte funcții; față de acelea care conferă capacitatea sistemului.

3.6. Prezentarea multicadrelor de trafic și semnalizări

Multicadrul de trafic are structura:

T=TCH;

S=SACH.

Mai este cunoscută și sub denumirea de multiplexarea TCH/SACCH i= time slot folosit de stația mobilă pentru a realiza măsurători asupra celulelor învecinate.

Multicadrul de semnalizări sau multiplexarea SDCCH/SACCH prezintă următoarea structură:

În funcție de numărul canalelor de trafic dintr-un cadru, acesta poate fi:

cadru standard

cadru combinat

În primul caz, primul slot de timp (TSO) este folosit de către BCCH, FCCH, SCH, PCH, AGCH, RACH, al doilea slot de timp este folosit de SDCCH (de fapt 8*SDCH), iar celelalte GTS de către canalele de trafic. Deci, în această configurație, numărul canalelor de trafic este egal cu 6.

În cazul cadrului combinat, primul slot de timp este alocat pentru BCCH, FCCH, SCH, PCH, AGCH, RACH+4*SDCH, iar următoarele 7 sloturi de timp sunt ocupate de canale de trafic. Se obține astfel un canal de trafic în plus.

Structura multicadrului de semnalizări pentru difuzare și canalele comune este:

Pentru configurația standard:

unde F:FCCH; S:SCH; B:BCCH;PACH:PCH+AGCH;R:RACH, I-Time slot nefolosit

Pentru configurația combinată, structura multicadrului este:

Alegerea variantei standard sau combinat este legată de:

dimensionarea LAC

Capacitatea canalelor de paging PCH trebuie dimensionată în concordanță cu dimensionarea LAC( Location Area Code). Astfel LA mare implică un număr mare de mesaje de paging transmise. Acest lucru va determina dacă varianta combinată poate fi folosită sau nu.

dimensionarea AGCH și RACH

AGCH și RACH trebuie dimensionate în concordanță cu traficul oferit pe SDCCH. Dacă nu există constrângere legată de LAC se poate defini modul standard sau combinat funcție de numărul canalelor SDCCH necesare, ca în figura:

Într-o celulă GSM sursele traficului date de fiecare canal logic care este asociat unui slot de timp fizic, sunt următoarele:

RACH: mesajul de cerere a canalului. Se folosește mecanismul de acces Slotted Aloha.

PAGCH: cererile de paging și mesajele de asigurare imediată(pentru asigurarea canalelor dedicate).

SDCCH: responsabil cu Actualizarea Localizării(Location Update; acestea pot fi normale, periodice, atașarea IMSI sau detașarea IMSI), cererea de canale de trafic TCH, transmiterea de mesaje scrise SMS(Short Messages).

TCH: apeluri vocale. Un aspect foarte important este faptul că traficul TCH este singurul care se plătește.

Cele mai importante aspecte legate de dimensionarea după trafic a unei rețele GSM sunt legate de traficul pe SDCCH și respectiv traficul pe TCH.

SDCCH poate fi un punct de blocare pentru sistem. De aceea se folosește o rată de blocare mai mică pentru SDCCH decât pentru TCH. Probabilitatea de blocare pentru SDCCH trebuie aleasă cu grijă, aceasta având un impact foarte important asupra Ratei de Refuz Apelurilor(Refused Call).

Traficul pe TCH depinde de profilul apelului specific abonaților din celulă.

Traficul pe SDCCH depinde de:

-profilul apelului specific abonaților din celulă

-organizarea Ariilor de Localizare(LA: Location Area)

-parametrii sistemului(de exemplu timpul setat pentru actualizarea localizării)

-mesajele SMS care pot fi o sursă de blocare pentru SDCCH.

Așa cum se poate observa, SDCCH este mai instabil și mai complex decât TCH. De asemenea, traficul pe SDCCH nu este taxabil, dar resursele sunt mai ieftine (se pot folosi 8 SDCCH pe un segment de timp).

Traficul pe SDCCH este similar cu cel pe TCH în termeni de stabilitate în cazul celulelor depărtate de granițele ariei de localizare sau ale rețelei operatorului. Situația devine instabilă în cazul unor comportări sezoniere a traficului și la granițele rețelei operatorului.

Abonații au diferite profile de mobilitate. Profilul mobilității unui abonat este dat de:

viteza medie a stațiilor mobile

raportul dintre LU și apel (departe de LA)

raportul dintre LU și apel (la granițele LA)

numărul handoverurilor pe apel.

Influența acestei mobilități se exercită asupra:

încărcării rețelei de semnalizare

nivelului interferențelor pe interfața radio

gradului serviciului (GoS) oferit abonaților

folosirii eficiente a echipamentului rețelei.

Pentru a exemplifica influența mobilității abonaților prezentăm rezultatele obținute pentru două celule. Prima celulă se află la granița Ariei de Localizare spre deosebire de a doua care se află în centrul acesteia.

Tabelul 3.4 Influenta mobilitatii abonatilor

Se pot observa rezultate comparabile pentru PCH- deoarece acestea sunt transmise pe întreaga LA și nu depind de traficul pe fiecare celulă.

Se poate de asemenea observa că pentru cele două celule numărul cererilor pe RACH sunt comparabile, dar numărul AGCH sunt foarte diferite, iar traficul TCH este de asemenea diferit.

În configurațiile standard, adică pentru celulele normale (depărtate de granițele LA) este posibil să se stabilească un raport între traficul oferit pe SDCCH și respectiv traficul oferit pe TCH. Acest raport depinde evident de profilul abonatului.

Valorile tipice sunt : SDCCH/TCH în jurul a 20%.

Pentru aceste celule este posibil să se definească configurații standard pentru SDCCH și TCH pentru un număr diferit de echipamente TRX.

Configurațiile standard vor fi folosite pentru:

– noile celule

– celulele cu TRX-uri pentru care trebuie verificat dacă avem cel puțin același număr de canale SDCCH în noua configurație standard decât în cea existentă.

De exemplu, putem calcula configurația standard și traficul oferit pe SDCCH și TCH pentru 1,2,3,4 și 5 TRX-uri având impuse următoarele:

probabilitatea de blocare pentru TCH: 1%

probabilitatea de blocare pentru SDCH: 0,2%

raportul SDCCH/TCH=20%

dimensionarea LA nu necesită configurați combinate sau hibride.

Rezultatele obținute sunt trecute în tabelul de mai jos:

Tabelul 3.5 Canalele si traficul corespunzator numarului de TRX-uri

Calculul a fost realizat pe baza tabelelor de trafic furnizate de legea Erlang B prezentate în capitolul anterior.

Astfel, pentru un cadru cu 8 segmente de timp, primul este folosit de BCCH, al doilea de SDCCH și anume 8 SDCCH, iar următoarele 6 pentru canale de trafic.

Ținând cont de numărul acestor canale și probabilitățile de blocare folosite, din tabelele de trafic se obține traficul maxim care poate fi oferit. Odată cu creșterea numărului de echipamente TRX crește și numărul de SDCCH necesare ajungând așa cum se observă din tabel ca pentru 5 echipamente TRX să avem:

24 SDCCH

36 TCH.

La marginea celulei trebuie să avem grijă la dimensionarea SDCCH deoarece poate crește traficul datorită măsurătorilor realizate pentru handover. Astfel, este posibil să avem canale de trafic libere, dar resurse SDCCH insuficiente, deci blocare și ca urmare apelul nu poate fi realizat.

Există un comportament opus legii Poisson.

Apelurile viitoare sunt independente de trecut, ceea ce poate duce la un număr infinit de abonați. Aplicarea legii Erlang este pesimistă când avem un număr redus de utilizatori.

De exemplu: ne putem afla în situația unei celule cu 6 canale TCH și doar 10 abonați.

Timpul între sosiri nu urmărește o distribuție exponențială, de-a lungul unei perioade T de exemplu, pentru:

celule care acoperă săli de conferințe, cinematografe etc.

celule în care apelurile sunt concentrate pentru durate scurte de timp.

Pentru astfel de celule în care caracterul sezonier este predominant folosirea formulei Erlang B nu se aplică.

Folosirea cozilor de așteptare în GSM este o caracteristică opțională.

În mod obișnuit trebuie definit timpul maxim de așteptare.

De exemplu, la stabilirea apelurilor pe SDCCH dacă nu sunt canale TCH libere, se poate aștepta pe SDCCH și în momentul în care se eliberează TCH se poate stabili apelul. Formula Erlang C nu se folosește pentru că timpul de așteptare este presupus infinit.

În cazul unei celule saturate (fără canale TCH libere pentru noile stații mobile) se poate realiza handover-ul de trafic. Prin această procedură i se alocă unei stații mobile care nu găsește canal TCH liber în celulă un alt canal TCH pe o altă celulă ca în figura de mai jos.

În cazul folosirii microcelulelor, acestea din urmă pot prelua o parte din traficul celulelor macro. Celulele micro sunt celule de tip barred. Astfel, în starea idle stația mobilă este sincronizată pe celula macro (umbrelă), în timp ce în modul dedicat selectează microcelula.

Pentru microcelule nu se folosește legea Poisson. Comportarea acestora este greu de modelat, folosirea microcelulelor fiind recomandată în zonele aglomerate din centrul orașelor pentru a descongestiona celulele macro.

Traficul în zona celulei este realizat de celula setată cu prioritatea maximă. Când toate canalele TCH sunt ocupate tot traficul oferit (sau doar o parte ) este redirecționat către a doua celulă.

Trebuiesc considerate stările de ocupare a ambelor celule (fiind strâns legate între ele) ceea ce conduce la un model foarte dificil.

În capitolul cinci vor fi tratate cazurile de folosire a celulelor micro împreună cu cele macro, precum și folosirea celulelor macro și micro din banda de 1800 MHz.

CAPITOLUL IV

DIMENSIONAREA UNEI REȚELE GSM ÎN FUNCȚIE DE TRAFIC

4.1 Noțiuni de dimensionare a rețelei GSM

La dimensionarea unei rețele GSM trebuie să ținem seama de intrările pe care le avem legate de acoperirea cu semnal radio și capacitatea necesară, dar și de constrângerile pe care o dimensionare le impune în funcție de cost și calitate, rezultatul final fiind dat de numărul de site-uri și tipurile de echipamente folosite.

Practic, dimensionarea înseamnă stabilirea numărului necesar de site-uri. Acest număr trebuie să fie cât mai apropiat de cel necesar în realitate.

Dimensionarea pornește de la câteva ipoteze cum ar fi:

folosirea unor antene standard

înălțimi standard

un buget de putere standard

cunoașterea specificului teritoriului

Următoarea etapă este cea de proiectare. În acest caz se pune accent pe:

idei mai precise legate de înălțimile antenelor

tipuri de antene adaptate condițiilor specifice

alegerea unor posibile locații ale site-urilor

o mai bună cunoaștere a teritoriului

Faza finală este cea de deservire în care se trece practic la instalarea echipamentelor precum și la optimizarea rețelei în ceea ce privește reducerea interferențelor , creșterea ariei de acoperire etc.

Dimensionarea se referă la: site-uri noi, echipamente, legături etc. Practic, avem dimensionare pentru:

site-uri (numărul sectoarelor, configurația)

interfața radio (TCH, SDCCH)

BTS (numărul de TRX-uri)

În această lucrare ne vom referi la aceste aspecte care reprezintă radio dimensionarea. Obiectivele finale sunt legate de numărul resurselor necesare (numărul site-urilor și a TRX-urilor pe celulă) obținute folosind legile lui Erlang având ca intrări informații de trafic și acoperire precum și gradul de serviciu (GoS), mai precis probabilitatea de blocare.

Pentru a realiza o dimensionare în funcție de trafic trebuie cunoscută repartiția geografică a abonaților, identificarea unui comportament al acestora, estimarea traficului în rețea și apoi determinarea numărului necesar de resurse.

Se folosește astfel un moment de trafic care are ca rezultat traficul predicționat mediu pe utilizator (mE/abonat).

Schematic, modelul de trafic este prezentat în figura de mai jos:

Dimensionarea implică practic lucrul cu un număr limitat de resurse. Există astfel posibilitatea apariție unor congestii. În caz de congestie sunt două situații posibile:

modul de lucru cu pierderi pentru care apelul sosit în momentul în care toate resursele sunt ocupate este rejectat (folosirea unui număr de echipamente TRX și a unei probabilități de blocare);

modul de lucru cu coadă de așteptare în care apelul este plasat într-o coadă de așteptare până la eliberarea unei resurse. În practică, se folosesc valori mici pentru timpul de așteptare pentru semnalizări. Nu se folosește această metodă pentru transmisii de voce.

Pentru dimensionarea în funcție de trafic a unei rețele se folosește conceptul de oră de dimensionare. Această oră poate fi ora cea mai ocupată a zilei, a săptămânii sau a lunii (busy hour ). Majoritatea folosesc pentru dimensionare nu valoarea maximă a aceste ore ci valoarea imediat următoare, deoarece este posibil ca vârful de trafic realizat la busy hour să fie o consecință a unor evenimente deosebite care au o derulare întâmplătoare (concerte, evenimente sportive etc.).

Se poate urmări evoluția traficului pe o perioadă mai îndelungată ca în figura de mai jos:

Evoluția traficului într-o rețea GSM este puternic influențată de profilul comportamentului abonatului. Alegerea pragului optim de dimensionare este foarte importantă.

În acest fel, dacă am considera ca perioadă de dimensionare perioada maximă atunci am avea o supradimensionare a rețelei, mare parte a resurselor alocate fiind nefolosită. Totuși, o dimensionare eficientă are ca obiectiv evitarea congestiilor.

Un alt aspect important este legat de faptul că nu tot traficul este taxabil. Traficul taxabil este cel pe TCH, dar nici acesta nu este în întregime taxabil. Statistic, s-a obținut repartizarea traficului pe TCH ca în figură:

Pe de altă parte, se realizează taxarea și pentru o parte din traficul nefolosit în mod direct. De exemplu, pentru timpul de eliberare a legăturii radio (Radio Link Time Out-RLT ) se plătește. După RLT, stația mobilă trece în modul idle pentru că nu a primit nici un mesaj în cazul în care comunicația este oprită brusc. În acest timp, canalul TCH este păstrat și taxat.

De exemplu, dacă RLT=10, canalul TCH va fi păstrat un timp de 5 secunde. Normal, trebuie să primească de la stația de bază mesajul de eliberare a canalului (Channel Release) pe canalul SACCH o dată la ½ secunde.

Valoarea tipică pentru RLT este de 20.

Dimensionarea în funcție de trafic pleacă de la estimările departamentului de marketing legate de:

densitatea abonaților în anumite zone geografice (abonați/Km2)

profilul traficului mediu al abonaților

Numărul de mErl/ abonat se calculează cu următoarea formulă:

(4.1)

în care:

Mpm: minute pe lună (minutes per mounth )

Ef%: rata eficienței (procentajul timpului taxabil comparabil cu timpul de ocupare total al TCH )

Wds%: traficul în procente în zilele lucrătoare comparabil cu întreaga lună (Working Days )

6 ph%: traficul în procente în timpul a 6 ore de vârf comparat cu cel din întreaga zi.

De exemplu, pentru:

Mpm=150, Ef%=75%, Wds%=90%, 6ph%=80% se obține un număr egal cu 20 mErl/abonat.

La realizarea dimensionării în funcție de trafic se folosesc ca intrări pentru celulele existente:

traficul realizat

numărul circuitelor disponibile (canale TCH)

probabilitatea de blocare dorită.

Ca ieșire vom avea numărul final al canalelor TCH.

De exemplu, să calculăm numărul de echipamente TRX pentru o celulă cu un echipament TRX existent, ce realizează un trafic de 5 Erl, pentru a respecta o probabilitate de blocare de 1 %.

Într-o primă etapă se estimează rata de blocare folosind tabelul dat de legea Erlang pentru traficul realizat. Se obține Br=50%.

Pentru dimensionare se utilizează tabelul cu traficul oferit:

(4.2)

Acest trafic corespunde unui număr de 18 circuite, adică 3 echipamente TRX, deci trebuie realizată o extensie de capacitate de la 1 la 3 TRX-uri.

Așa cum am afirmat sursa de la care pornește dimensionarea în funcție de trafic pe interfața radio este dată de traficul mediu pe utilizator . Trebuie să ținem cont de mobilitatea utilizatorului. Valorile tipice pentru traficul mediu pe utilizator primite de la departamentul de marketing sunt în jurul a 12 …..15 mErl/abonat. Se pot întâlni și valori mai mari în orașele aglomerate putându-se ajunge chiar până la 25….30 mErl/ abonat.

De exemplu, pentru o regiune cu 1000 de abonați, aceștia vor oferi un trafic de 12 Erl pe întreaga regiune în cazul în care traficul mediu pe abonat este de 12 mErl.

Traficul poate fi caracterizat de o încărcare a traficului mediu (s) și deviația standard a încărcării traficului (s).

Putem calcula astfel pentru o anumită perioadă de timp (T) și pentru un număr de abonați (Ns) valoarea vârfului traficului cu următoarea formulă:

vf=Ns*s+k*(Ns*s)1/2 (4.3)

unde: vf : valoarea de vârf a traficului

k=1/T2 , T: perioada de timp în ore.

4.2 Planificarea rețelelor radio mobile

Este necesar să acoperim o anumită suprafață cu semnal radio de un anumit nivel. Raportul semnal/ interferență minim este impus pentru a asigura o bună calitate a comunicației. Este cunoscut și traficul mediu pe utilizator și numărul maxim de abonați pentru respectiva regiune.

Ceea ce dorim să determinăm este:

tipul zonei de reutilizare (numărul celulelor pe cluster)

configurația radio folosită (omnidirecțional, bisectorial sau trisectorial)

câte echipamente TRX vor fi utilizate în respectiva regiune.

4.2.1 Caracteristicile zonei de reutilizare

Într-o rețea celulară o anumită suprafață este acoperită cu semnal radio prin repetarea unei figuri geometrice – hexagonul. În fiecare celulă hexagonală se amplasează o stație de bază sau mai multe care realizează legătura cu stațiile mobile aflate pe teritoriul celulei.

Se poate utiliza aceeași frecvență pentru celule diferite A1, A2, A3, A4, A5, A6 ca în figura de mai jos. Aceasta reprezintă principiul reutilizării frecvențelor (canalelor radio).

Distanța dintre centrele a două celule care folosesc aceeași frecvență (sau același grup de frecvențe) se numește distanță de reutilizare. Zona în are celulele vor utiliza frecvențele se numește zonă de reutilizare.

Notăm cu d distanța de reutilizare și cu N numărul celulelor care formează zona de reutilizare. Dacă se notează cu r raza unei celule elementare, prin analiza geometrică a figurii de mai sus se obțin următoarele relații:

(4.4)

(4.5)

unde m, n reprezintă coordonatele (centrul) celulei A1 în raport cu celula A de coordonate (0,0).

4.2.2 Coordonatele zonelor de reutilizare. Exemple de rețele hexagonale

Centrele zonelor de reutilizare A1…..A6 sunt prezentate în tabelul de mai jos:

Tabelul 4.1. Coordonatele zonei de reutilizare

Valoarea lui N trebuie să fie întreagă. Ca urmare, m și n trebuie să fie ambele pare sau ambele impare, iar suma m+n va fi întotdeauna un număr par.

Aceeași valoare a lui N poate fi obținută pentru valori diferite ale coordonatelor m și n. În practică, se utilizează rețele celulare cu celule hexagonale cu valoarea lui N egală cu 3,4,7 și 9.

4.2.3 Interferența în sistemele radio mobile. Analiza raportului semnal/ perturbație

Interferența în sistemele radio mobile este de două tipuri:

interferență co-channel

interferență între canalele adiacente.

Interferența co-channel apare între celule care utilizează aceeași frecvență (din două zone de reutilizare diferite), iar interferența între canalele adiacente poate apare între celule din aceeași zonă de reutilizare. Un alt tip de interferență poate fi datorat fenomenului de intermodulație.

Fie configurația de celule hexagonale ca în figura 4.4. Pentru simplificarea studiului zonei de reutilizare se aplică următoarele ipoteze simplificatoare:

emițătoarele plasate în celulele marcate cu 1 folosesc același grup de m1 canale radio, F1={f1k}, k=1,…..,m1

antenele emițătoarelor sunt omnidirecționale

puterile emițătoarelor aparent radiate sunt egale

teritoriul în care se amplasează rețeaua este perfect plan

toate celulele au aceleași dimensiuni.

Celula aflată în centrul zonei considerată este celula perturbată, iar restul celulelor notate cu același număr reprezintă celulele perturbatoare. Se introduce factorul de reutilizare Q, definit:

Q=d/r=(3*N)1/2 (4.6)

Dacă Q ar crește atunci perturbațiile co-channel scad. Nivelul relativ al semnalului recepționat, S este aproximativ:

S= r- (4.7)

Nivelul relativ al semnalului perturbator de interferență, I este aproximativ:

I1= d- (4.8)

pentru o singură stație perturbatoare.

4.2.4 Antene omnidirecționale la stația de bază și la stația mobilă

Pentru situația antenelor de emisie omnidirecționale raportul semnal/ perturbație poate fi scris:

(4.9)

Deoarece: I=6*I1 avem:

(4.10)

Rezultă:

(4.11)

Se obține Q=(3N)1/2

Parametrul poate fi aproximat cu 4. S-a stabilit drept acceptabilă valoarea raportului semnal/ interferență S/I=18 dB, pentru un canal cu lărgimea de bandă de 30 KHz. Un nivel admis în practică pentru sistemul GSM este S/I=16 dB. Pentru S/I=18 dB, rezultă S/I=63,1 de unde:

Q=(6*63,1)1/4 (4.12)

Se obține N=7.

Relațiile anterioare nu reflectă situația cea mai defavorabilă deoarece se estimează raportul S/I în centrul celulei și nu la margine.

4.2.5 Antenă directivă la stația de bază și antenă omnidirecțională la stația mobilă

În mod uzual antenele direcționale folosite au lățimea lobului principal de radiație de 120 sau 60 de grade. Pentru antene cu deschiderea lobului de 120 de grade raportul semnal/interferență este:

(4.13)

Pentru antene cu deschiderea lobului de 60 de grade raportul semnal/interferență este:

(4.14)

Aceste relații conduc la S/I=25,3 dB (pentru deschiderea de 120 de grade) și la S/I=29 dB(pentru deschiderea de 60de grade) dacă N=7.

Valoarea limită admisibilă este depășită deci se poate utiliza un N mai mic. În practică se utilizează N=3 pentru sistemele celulare cu antene direcționale. Folosirea antenelor directive la stațiile de bază reprezintă cazuri particulare care se aplică la realizarea efectivă a rețelei. Prin urmare, în rețeaua teoretică se va lua în considerare numărul de celule rezultat pentru situația cu antene omnidirecționale.

4.3 Atribuirea canalelor radio celulelor elementare

În continuare se va prezenta o metodă de alocare a frecvențelor radio pentru o minimizare eficientă a interferenței. În aplicarea acestei metode s-a ținut seama de satisfacerea următoarelor cerințe:

utilizarea completă a spectrului de frecvențe alocat sistemului celular

înlăturarea interferenței co-channel

înlăturarea interferenței între canalele adiacente

înlăturarea interferenței de intermodulație

două frecvențe, într-o anumită celulă, trebuie să fie separate prin cel puțin D canale.

Obiectivul metodei prezentate în continuare este de a aloca toate cele mxN frecvențe disponibile, celor N celule ale unui sistem celular, astfel încât fiecare celulă să dispună de m frecvențe, cu o separare minimă între ele de D canale.

Se presupune că traficul este uniform pentru toate celulele sistemului. Modul în care sunt repartizate cele mxN frecvențe la cele N celule, poate fi repetat și pentru o altă zonă (alt grup de celule) a sistemului radio mobil, cu condiția ca distanța între cele două zone să permită reutilizarea frecvențelor.

Prima etapă a metodei constă în stabilirea unui plan inițial de alocare a frecvențelor.

Acest plan de alocare a frecvențelor satisface primele două cerințe deoarece utilizându-se mxN canale, spectrul este complet utilizat și nici o frecvență nu este utilizată de două ori. Numărul N este direct dependent de distanța de separare dintre două stații de bază, iar alegerea lui N este determinată de minimul de interferență co-channel acceptabil.

Valoarea lui m este determinată de numărul de utilizatori mobili din celulă și de gradul de satisfacere a serviciilor oferite abonaților de către sistemul celular respectiv.

Există următoarea relație:

fi=fo+fs*i (4.15)

unde: fs – reprezintă frecvența de separare între canale

fo – reprezintă frecvența minimă a spectrului

fi – reprezintă frecvența canalului i.

În planul inițial de alocare, canalul i din celula J este reprezentat de Cij, unde:

Cij = N*i+J (4.16)

unde 01m-1 și 0JN-1.

Acest plan de alocare a frecvențelor nu asigură însă și eliminarea produselor de intermodulație din cadrul unei celule, care pot coincide cu frecvențele alocate aceleiași celule.

Pentru a evita apariția acestor produse de intermodulație, este necesar ca fiecare frecvență dintr-un grup de trei frecvențe să nu fie echidistantă față de celelalte două, ceea ce se poate obține prin deplasări ciclice ale canalelor în planul inițial de alocare a frecvențelor.

Deplasarea ciclică a canalelor în planul inițial de alocare a frecvențelor determină transferarea canalelor dintr-o celulă în alta, în mod ciclic, astfel încât pentru o deplasare rezultă:

Cj1 devine Cj0

Cj2 devine Cj1

––––––

Cj(N-1) devine Cj(N-2) (4.17)

Cj0 devine Cj(N-1)

Deplasarea S (shift) pentru un rând din tabelul 1 trebuie să fie 0SN-1și se realizează un aranjament unic al canalelor de frecvență.

Deplasarea ciclică determină valoarea separării de frecvență între canale. Când nu se realizează nici o deplasare, separarea între două rânduri consecutive este constantă și egală cu N. Deplasarea ciclică reduce separarea de frecvență între anumite celule și o mărește pentru altele. Cerințele 4 și 5 impun ca separarea între canale să nu fie mai mică decât 2, pentru a evita interferența între canalele adiacente și să fie mai mare sau egală cu un număr determinat D, pentru a asigura separarea de frecvență necesară între canale. Este evident că D N, dacă toate canalele date sunt utilizate (altfel, planul de alocare a frecvențelor trebuie să prevadă un număr mai mare de mxN).

Verificarea eliminării produselor de intermodulație se bazează pe proprietatea că trei frecvențe fx, fy, fz, aflate în relația:

fz-fyfy-fx (4.18)

cu fxfyfz, nu generează produse de intermodulație.

Algoritmul de alocare a frecvențelor poate fi considerat ca fiind format din două părți: în prima parte sunt definite deplasările relative posibile pentru toate rândurile din planul inițial de alocare a frecvențelor, pentru a asigura eliminarea interferenței între canalele adiacente, precum și o separare minimă necesară D, între canale; în a doua parte, este selectată una din deplasările posibile pentru un anumit rând și se verifică absența produselor de intermodulație.

Pentru primele două rânduri alocarea se realizează conform planului inițial. Începând de la al treilea rând se verifică existența produselor de intermodulație și separarea minimă. Dacă nu este asigurată distanța minimă de separare sau existența produselor de intermodulație se deplasează rândul cu un număr de poziții ce asigură fenomenului de intermodulație și separarea dorită.

4.4 Algoritmul de dimensionare în funcție de trafic

La dimensionare trebuie să ținem cont de relațiile bijective între factorul de reutilizare (Q), raportul semnal / interferență și numărul de celulă. Schematic acest aspect este prezentat în figura de mai jos:

O valoare folosită în practică este (S/I)min=16 dB. Fie o regiune cu un anumit număr de celule. Pentru a crește capacitatea totală a rețelei din regiunea respectivă, putem crește fie numărul celulelor fie capacitatea individuală a celulelor.

Capacitatea totală a rețelei trebuie să fie mai mare decât traficul total oferit, în condițiile unui trafic oferit distribuit uniform. Pentru o distribuție neuniformă a traficului se poate reduce regiunea studiată până se poate aproxima traficul ca fiind uniform.

Factorul de limitare este dat de (S/I)min . Apare astfel un compromis între capacitatea sistemului și calitatea serviciului oferit.

Într-o primă etapă se stabilește raza minimă a celulei (din condițiile specifice de propagare). Pentru o anumită rază minimă a celulei creșterea capacității celulei este limitată de posibilitățile echipamentului (un BTS poate suporta un număr limitat de TRX -uri ).

Dacă crește densitatea celulelor, menținând capacitatea celulei constantă atunci va crește interferența în rețea.

Se folosește ca date de intrare pentru algoritm:

– S: suprafața regiunii (Km2)

– A: capacitatea individuală a celulei (Erl)

– m: numărul total al utilizatorilor

– : traficul mediu pe utilizator

– (S/I)min: raportul semnal / interferență minim

– F: numărul total al frecvențelor pe care le putem aloca pentru respectiva regiune.

Calculul numărului de celule se face prin definirea unei zone de acoperit și calculul razei maxime a celulei (specific dimensionării de acoperire). Schematic, putem prezenta:

Calculul razei maxime se face folosind un model de propagare (de exemplu: Okumura Hata). Se folosesc instrumente software pentru acest calcul. Raza maximă a celulei se calculează în funcție de diferența între puterea radiată efectivă izotropă (p.r.e.i.) și un prag al nivelului semnalului.

Exemplu:

Într-un mediu rural folosind o stație de bază a cărei putere la ieșirea antenei este de 56 dBm și fixând un prag de 87 dBm se poate calcula atenuarea cu relația:

At=p.r.e.i.-Prag (4.19)

4.5 Distanța dintre site-uri

Aceasta reprezintă un aspect important la dimensionare. În cazul site-urilor în configurație omni: raza celulei, distanța între site-uri și suprafața hexagonului sunt date în tabelul de mai jos:

Tabel 4.2. Cazul omidirecțional

În cazul site-urilor în configurație trisectorială avem relațiile din tabelul de mai jos:

Tabel 4.3. Cazul trisectorial

4.6 Dimensionarea canalelor

4.6.1 Dimensionarea canalelor CCCH

Fiecare canal CCCH are o capacitate de 4,25 mesaje / secundă. Numărul blocurilor PAGCH (Paging Access Grant Channel) este dat de:

N PAGCH=(NAGCH+NPCH)*(1/UCCCH)

unde:

NAGCH: numărul blocurilor AGCH (Access Grant Channel )

NPCH: numărul blocurilor PCH (Paging Channel)

UCCCH: factor de utilizare al CCCH (Common Control Channel)

Pentru canalul AGCH fiecare bloc conține un mesaj și fiecare mesaj poate acorda accesul la maxim două stații mobile.

Ca urmare, numărul blocurilor AGCH pe frecvență BCCH est dat de relația:

NAGCH=AGCH*(1/2*4,25) (4.20)

unde:

AGCH : numărul AGCH pe secundă

Pentru canalul PCH, fiecare canal conține mesaje de paging pentru două stații mobile, deci numărul blocurilor PCH va fi dat de :

NPCH=p/2*4,25 (4.21)

pe fiecare frecvență BCCH.

Există relația:

AGCH=apel+ LU+S (4.22)

unde:

apel: numărul apelurilor pe secundă

LU: numărul actualizărilor pe secundă

S: numărul mesajelor SMS.

La dimensionarea PAGCH, tipul apropiat de RACH va fi suficient. În tabelul de mai jos sunt prezentate câteva din valorile limită ale canalelor comune.

Tabelul 4.4. Valori limita ale canalelor comune

4.6.2 Dimensionarea canalelor SDCCH

Într-o primă etapă se calculează traficul oferit pe canalele SDCCH.

TSDCCH=apel*Tc+LU*(TL+Tg)+SMS*(Ts+Tg) (4.24)

unde: TSDCCH: traficul oferit pe canalele SDCCH

Tc : timpul de ocupare mediu pentru setarea apelului

apel: numărul apelurilor pe secundă

LU: numărul actualizărilor pe secundă

SMS: numărul mesajelor SMS pe secundă

TL: timpul în care se realizează actualizarea localizărilor

Ts: timpul de transmitere a mesajelor SMS

Tg: timpul de gardă pentru SDCCH

De asemenea:

LU=( L*e)/T și SMS=(S*e)/T (4.25)

unde: L: actualizarea localizărilor pe apel

e: Erl pe celulă

S: numărul mesajelor SMS pe secundă

T: durata medie unui apel pe secundă

Odată calculat traficul, se poate calcula numărul necesar de SDCCH folosind 1% GoS și legea Erlang B.

Exemplu:

Fie: apel=0,06 apel/s

SMS=0,003 SMS/s

Tc=3s

L=2

T=120 s

TL=3 s

Tg=0,1 s

Traficul oferit este:

TSDCCH=0,06*3+0,12*(3+0,1)+0,003*(4+0,1)=0,5643 Erl

Folosind o GoS de 1% se obține un număr de 4 canale SDCCH necesare. În practică se folosește și o rezervă, deci numărul canalelor SDCCH poate fi egal cu 8.

Este util să se calculeze mai întâi numărul canalelor SDCCH și apoi configurația pentru canalele comune.

Exemplu:

UCCCH=50%

apel=0,033apel/s (valoare corespunzătoare unui trafic de 4 Erl/celulă și unei durate medii de 2 min).

L=LU/apel=2

S=SMS/apel=0,1 și

P=numărul paging-urilor/ secundă

Se calculează NPAGCH

LU=apel*L=0,066 LU/s

s=apel*S=0,0033 SMS/s

AGCH=0,102 cereri /s pe AGCH

Deci:

NAGCH=AGCH*(1/2*4,25)=0,012 blocuri

NPCH=p/2*4,25=0,548 blocuri

NPAGCH=( NAGCH+ NPCH)*1/ UCCCH=1,12 blocuri CCCH

În concluzie, este indicată utilizarea PAGCH /T pentru această celulă.

Tabelul de mai jos prezintă combinațiile posibile de canale în interiorul și la marginea ariei de localizare:

Tabelul 4.5. Combinații de canale radio

4.7 Determinarea numărului necesar de celule din punct de vedere al traficului

Se consideră un oraș cu o suprafață S=25 km2.

Numărul de frecvențe disponibile este 14, iar numărul abonaților este de 1000. Fiecare abonat oferă un trafic mediu de 20 mErl cu o varianță de 1mErl. Se impune (S/I)min=14 dB și se consideră că traficul este uniform distribuit.

Se pune problema calculului numărului de celule necesar pentru a suporta acest trafic.

Soluție:

Se calculează traficul pentru ora de ocupare a rețelei:

NBH=1000*(20*10-3)+(1/242)*10002*5*10-3=20,03 Erl (trafic oferit)

Presupunând că:

(BH/celulă)=1,5*NBH=30 Erl

Se folosește o configurație omni cu un TRX/ celulă. Rezultă un trafic de 2,94 Erl/celulă. Numărul celulelor este:

N=30/2,94=10,2 celule

Deci, din punct de vedere al capacității sunt necesare 11 celule.

Un TRX / celulă duce la o frecvență/ celulă și nu trebuie folosită reutilizarea frecvențelor.

Împărțind suprafața orașului la numărul celulelor se poate afla suprafața unei celule și apoi raza celulei. Rezultă Rcel=850 m.

Se consideră acum că pentru aceleași date numărul utilizatorilor este de 10.000.

Se calculează:

NBH=10000*(20*10-3)+(1/242)*100002*5*10-3=200 Erl (trafic oferit)

Rezultă:

(BH/celulă)=1,5*200=300 Erl

Se folosește o configurație omni cu două TRX-uri/ celulă. Rezultă numărul celulelor:

N=300/8,2=36,8 celule

Deci, numărul minim de celule este egal cu 37.

Pentru o configurație omni și un raport (S/I)min sunt celule minim pe cluster, deci 14 frecvențe/ cluster. Numărul de clustere necesare este:

M=(BHcel)/(7*8,2)=5,22 de unde 6 clustere.

Ca urmare, rezultă 6*7=42 celule.

Pentru cele 42 celule rezultă o rază a celulei de 435 metri. Dar, Q=(3N)1/2 de unde rezultă:

D=Q*R=1992 m.

Se obține (S/I)=16,86 dB, suficient pentru o calitate satisfăcătoare a vocii.

Se poate calcula de asemenea eficiența spectrală maximă:

E=8,2Erl/(14canale*0,2MHz/canal*0,435km)=2,144 Erl/MHz/km

Observație:

Este preferabil să existe un cluster cu un număr minim de celule pentru a crește capacitatea rețelei. De asemenea se ține cont de evoluția viitoare a traficului în rețea pentru a opera modificări cât mai puține în configurația rețelei pentru a face față creșterii traficului.

Calculul de mai sus se bazează pe niște presupuneri în care toate BTS-urile emit cu aceiași putere, celulele sunt egale, terenul este neted etc. În realitate, situația este diferită și este dificil de calculat manual raportul (S/I). Se folosesc aplicații software pentru acest calcul.

CAPITOLUL V

TEHNICI DE CREȘTERE A CAPACITĂȚII TRAFICULUI

ÎNTR-O REȚEA GSM

Faza incipientă a dezvoltării unei rețele GSM pune accent pe un serviciu de acoperire cu semnal GSM în primul rând. Odată cu creșterea capacității numărului de abonați în rețea, apare și problema capacității. Operatorul trebuie să facă față acestor creșteri de capacitate și să asigure în același timp și calitatea serviciilor oferite.

Tehnicile de creștere a capacității traficului cele mai utilizate sunt:

Extensii de capacitate si alocarea dinamică a canalelor ( alocarea de noi echipamente TRX și folosirea unor algoritmi eficienți de alocare a echipamentelor TRX).

Densificări (instalarea unor site-uri noi pentru a le “descărca” pe cele existente congestionate)

Microcelule (instalarea unor site-uri micro sub cele macro în zonele aglomerate din centrul orașelor sau arene sportive, săli de concerte etc.)

Dual Band (utilizarea de noi canale din spectrul de 1800 MHz împreună cu canalele din spectrul de 900 MHz).

Extensiile de capacitate

Unui echipament TRX îi corespund 8 segmente de timp (vezi Cap. III). În mod concret 8 segmente temporale nu înseamnă 8 canale de trafic TCH.

Tabelul următor descrie numărul echipamentelor TRX, numărul canalelor de trafic TCH corespunzător și traficul oferit calculat cu legea Erlang B folosind o probabilitate de blocare de 2%.

Tabelul 5.1 Capacitatea echipamentelor TRX

În practică se urmărește evoluția traficului folosind o rezervă de 30% . Dacă pentru un echipament TRX s-a depășit valoarea de 2,058 Erl, este necesar să se realizeze extensie de capacitate la 2 echipamente TRX.

Alocarea unui nou echipament TRX implică și alocarea unei noi frecvențe deci modifică planul existent de alocare a frecvențelor.

Pentru a face aceste extensii de capacitate cât mai eficiente se utilizează trei liste:

lista albă

lista gri

lista neagră

Lista albă conține echipamentele care se află sub pragul de 70% al traficului și care nu necesită extensie de capacitate.

Lista gri conține echipamentele care au depășit pragul de 70% și vor necesita extensii de capacitate în perioada următoare.

Lista neagră conține echipamentele care au intrat în congestie și pentru care trebuiesc luate măsuri urgente de extensie de capacitate.

5.1.1 Algoritmi de alocare dinamică a canalelor

În continuare se va descrie procedura de asignare flexibilă a canalelor radio FEX-CA (Flexible Channel Assigment), fiind o extindere a conceptului de asignare dinamică. Există două proceduri de asignare flexibilă a canalelor:

1 Asignarea predictivă a canalelor

2 Asignarea planificată a canalelor

5.1.2 Algoritmul de alocare predictivă a canalelor

Acest algoritm alocă fiecărei zone radio un număr de canale flexibile disponibile, în funcție de creșterea necesității traficului sau de probabilitatea de blocare măsurată, în fiecare zonă radio. Fiecare zonă radio având alocat un număr de canale fixe, canalele flexibile nu îi sunt asignate decât dacă intensitatea traficului depășește un anumit nivele apriorii stabilit. Intensitatea traficului (sau probabilitatea de blocare) este măsurată în mod repetat, la intervale de timp specificate. Canalele flexibile sunt utilizate în cadrul fiecărei zone radio, în același mod cu canalele fizice.

5.1.3 Algoritmul de alocare planificată a canalelor

Acest algoritm presupune că variațiile distribuției traficului, în timp și spațiu au fost apriorii estimate. În aceste condiții este determinată zona radio asignabilă pentru fiecare canal flexibil. Modificarea asignării canalelor este realizată la intervale de timp prestabilite.

Tehnicile de asignare predictivă respectiv planificată a canalelor, precum și algoritmii de asignare dinamică (în care un canal dinamic este alocat fiecărui nou apel dacă toate canalele fixe sunt ocupate ) au fost denumite tehnici de asignare flexibilă a canalelor.

Asignarea predictivă, ca și cea planificată a canalelor radio, reduc numărul operațiilor de procesare în controlerul sistemului.

În cadrul prezentării tehnicii FLEX-CA vor fi luate în considerare următoarele aspecte:

măsurări și analize ale traficului

alocare echipamente TRX

algoritmul FLEX-CA și secvența de control pentru implementarea sa

creșterea numărului de prelucrări necesare în controlerul sistemului radio mobil

sistemele de supervizare a funcționării sistemului

În cele ce urmează, se va prezenta un exemplu de alocare a echipamentelor TRX necesare unui sistem radio mobil.

Exemplu:

Se consideră trei zone radio RZ.A, RZ.B, RZ.C, și trei forme de trafic pentru fiecare zonă (FT1, FT2, FT3). Se presupune că un canal radio nu poate fi utilizat simultan în cele trei zone și că probabilitatea de blocare este de 3%.

Numărul de canale radio se poate determina pentru fiecare zonă radio, în funcție de trafic și de probabilitatea de blocare, utilizînd formula lui Erlang:

(5.1)

unde: A este traficul de intrare pentru cele m circuite (canale) ale unui sistem

Pblocare este probabilitatea de blocare a celor m circuite (canale) ale sistemului.

Tabelul 5.2. Zonele radio

Dacă se aplică tehnica asignării fixe pure PFCA (Pure Fixed Channel Assigment) se obține schema de asignare prezentată în tabelul următor, unde fi, cu I=1,2…6 reprezintă canalele radio.

Tabelul 5.3. Asignarea PFCA

Sunt necesare șase canale radio și șase echipamente TRX.

În cazul aplicării tehnicii FLEX-CA sunt posibile mai multe scheme de alocare a canalelor radio, dintre care două sunt prezentate în tabele următoare:

Tabelul 5.4. Doua variante de asignare FLEX-CA

În ambele cazuri de utilizare a tehnicii FLEX-CA, numărul de echipamente TRX utilizate este mai mare decât în cazul utilizării PFCA.

Ca urmare se impune definirea unui algoritm de reducere a numărului de echipamente TRX, dacă este utilizată tehnica FLEX-CA.

Organigrama procedurii PFCA este reprezentată în figura de mai jos:

Organigrama procedurii FLEX-Ca este reprezentată în figura următoare. Divizarea în patru procese principale sistematizează proiectarea și algoritmul de operare, reducându-i în același timp și complexitatea. Se pot face următoarele observații:

1 Analizele de trafic sunt mai complexe decât pentru procedura PFCA, deoarece trebuie luată în considerare corelația între distribuțiile de trafic ale tuturor zonelor radio.

2 Procesul de alocare a echipamentelor TRX este de asemenea mai complex. O alocare inadecvată duce la creșterea numărului de echipamente TRX asignate unei zone radio.

3 Există posibilitatea ca numărul echipamentelor TRX utilizate în tehnica FLEX-CA să fie mai mare dect cel pentru procedura PFCA. Această situație implică necesitatea unei evaluări cost-beneficiu.

5.1.4 Analiza datelor de trafic

Aplicarea tehnicii de asignare dinamică a canalelor a condus la creșterea ocupării canalelor, chiar în condițiile unui trafic uniform distribuit în spațiu. O creștere suplimentară a ocupării canalelor se poate datora variației distribuției vrfurilor de trafic, în mod similar distribuției traficului în timp și spațiu.

În cazul utilizării tehnicii FLEX-CA, aceasta creștere suplimentară devine semnificativă.

Ca urmare, utilizarea tehnicii FLEX-CA presupune determinarea apriorică a caracteristicilor distribuțiilor de trafic. Este deci necesară o tehnică prin care să se extragă caracteristicile comune ale distribuțiilor de trafic dintr-o gamă largă de date de trafic. Se pot utiliza ca tehnici de extragere: transformata Fourier discretă, metode statistice (mediere, varianță sau covarianță). Cu toate acestea, metodele amintite nu sunt suficiente pentru analiza și extragerea caracteristicilor comune ale distribuției de trafic deoarece nu se poate determina în mod adecvat corelația densităților de trafic între zonele radio.

In continuare se vor descrie etapele unui algoritm de analiză a traficului și de construcție a prototipului de trafic:

1 Obținerea intensităților de trafic pentru toate zonele radio, în același moment al eșantionării temporale

2 Dintre datele obținute, se selectează cele necesare pentru proiectare ( de exemplu se elimină datele obținute în urma măsurătorilor de la ora 0:00, deoarece intensitățile de trafic corespunzătoare au valori neglijabile)

3 Este realizat un tabel de sortare, în care fiecare rând reprezintă o formă de trafic semnificativă

4 Se compară datele extrase în (1), cu fiecare rând al tabelului de sortare: dacă datele coincid, contorul rndului respectiv (N) este incrementat

5 După ce se realizează comparațiile de la (4), pentru toate datele obținute în (1), se extrag rândurile pentru care contorul N depășește o anumită valoare prestabilită (sunt corespunzătoare modelelor de trafic cel mai des observabile)

Cu rândurile extrase în acest mod se contruiește tabelul următor, xij reprezintă intensitatea de trafic pentru forma de trafic (FT)i și zona radio j.

Tabelul 5.5. Tabelul intensităților de trafic

Datele măsurate sunt prezentate sub o forma de genul celei de mai jos:

Tabelul de mai jos conține eșantioanele intensităților de trafic:

Tabelul 5.6. Eșantioanele intensităților de trafic

Prin aplicarea acestei metode, problema tehnicii FLEX-CA se reduce la problema alocării echipamentelor TRX pentru situația prezentată în tabel, situații ce pot fi tratate în mod determinist

5.1.5 Algoritm de alocare a echipamentelor TRX

În acest algoritm, o intensitate de trafic x1, de valoarea mai mica decât intensitatea de trafic următoare (x2) în tabelul care conține modelul prototipului de trafic (pentru aceeași zonă radio), va fi înlocuită cu aceasta (x2x1). Fie xij (j=1,2…N), intensitățile de trafic din tabelul cu modelul prototipului distribuției de trafic și xij* (j=1,2,…N; I=1,2,…M), intensitățile de trafic obținute în urma procesului de comparație și de substituție prezentat anterior. Cu ajutorul formulei lui Erlang, în condițiile unei probabilități de blocare cunoscute, se determină pentru fiecare intensitate de trafic xij*, numărul de canale corespunzătoare yij.

Un echipament TRX care operează cu o anumită frecvență fq, va fi notat fq* (q=1,2…)

5.1.6 Etapele de alocare a echipamentelor TRX

1. Se calculează yij (i=1,2,…M; j=1,2…N) din xij*, utilizând formula lui Erlang. Numărul total de canale radio necesare pentru întreg sistemul, pentru un rnd din tabelul 2.15 este:

(5.2)

Fie Am=max{Ai} (m reprezintă un număr de rând din tabelul modelului de trafic, în care sunt necesare Am canale)

2. Se alocă cele Am echipamente TRX (f1*, f2*,…fAm*) în rândul m al tabelului (în fiecare rând sunt alocate ymj echipamente TRX)

3. Echipamentele TRX alocate în rândul m al tabelului sunt utilizate pentru alocarea de TRX-uri din celelalte segmente ale zonelor radio, astfel:

dacă ymj>yij, i≠m, sunt utilizate primele yij echipamente TRX dintre ymj care au fost alocate segmentului (m,j);

dacă ymj≤yij, i≠m, se utilizează toate echipamentele TRX alocate segmentului (m,j).

4. Începând cu i=1, pe rând, se verifică pentru fiecare segment dacă alocarea TRX-urilor este completă. Dacă pentru un segment în rândul i, se constată că numărul de TRX-uri alocate nu este suficient, se va asigna acestui segment un TRX oarecare, cu condiția să nu mai fi fost utilizat în rândul i.

5.2 Densificări

În evoluția unei rețele GSM, există o etapă în care trebuie acționat pentru a face față creșterii numărului de utilizatori. Una dintre aceste metode se numește densificare macro.

Pentru a realiza o densificare este necesar să se evalueze numărul resurselor necesare pentru a satisface atât criteriile de capacitate cât și cele de calitate.

Pentru orașe se folosesc cel mai des site-uri trisectoriale instalate pe grilă hexagonală ca în figura de mai jos:

Pentru această grilă am considerat:

a – raza unei celule

d=3a – distanța între site-uri

(33/2*a2)/2 – suprafața unei celule

(3*N)1/2*a – distanța de reutilizare.

Avem astfel un cluster de 4 site-uri cu 12 frecvențe (se mai numește motiv 3×4).

Schema generală a unei stații de bază în configurație trisectorială este:

Folosirea unei grile permite utilizarea eficientă a spectrului de frecvență (principiul reutilizării frecvențelor). Din păcate în practică apar abateri de la această situație existând numeroase constrângeri legate de relieful orașului, clădirile acestuia precum și alte probleme administrative. Este de asemenea foarte important ca antenele să se instaleze la o înălțime standard pentru a evita creșterea interferențelor în rețea. În practică pentru celulele macro antenele pot fi montate la înălțimi cuprinse între 20 și 30 m.

Numărul celulelor dintr-un cluster este dat de relația:

N=i2+j2+i*j (5.3)

Valori uzuale pentru N sunt:

i=1, j=0 →N=1

i=2, j=0 →N=4

i=3, j=1 →N=3

i=2, j=1 →N=7

i=3, j=1 →N=13

i=2, j=2 →N=12

i=3, j=2 →N=19

Pe baza unei predicții a traficului se poate decide când este momentul potrivit pentru o densificare. Creșterea traficului poate fi satisfăcută până la o anumită limită prin folosirea primei metode (extensiile de capacitate). Stațiile de bază existente nu permit folosirea unui număr mai mare de 4 sau 6 echipamente TRX pe sector (în configurație trisectorială).

Folosind legea Erlang B cu o probabilitate de blocare de 2% rezultă că pentru un trafic de 20 Erl pe sector avem congestie și din păcate nu se poate da extensie de capacitate.

Există mai multe tehnici de densificare a unei rețele pe nivelul macro. Astfel, pentru o rețea macro o densificare continuă poate fi:

A) Cazul: NN2N.

Acesta situație este echivalentă cu dublarea numărului site-urilor în rețea. Un aspect foarte important îl constituie raportul (S/I)min admisibil.

Pentru această tehnică nu există o metodă sistematică de creare a unui nou cluster din vechiul cluster. Plasarea noilor site-uri trebuie realizată cu mare atenție.

B) Cazul: NN3N

Această situație este echivalentă cu mărirea de trei ori a numărului inițial de site-uri. Situația inițială o putem prezenta mai jos:

După o densificare N3N rețeaua va arăta ca în figura de mai jos:

Observație :

Este forte dificil să se implementeze o astfel de tehnică într-o rețea existentă pentru că trebuiesc modificate azimutele antenelor site-urilor cu 30 de grade. Acest lucru presupune un efort deosebit din punctul de vedere al design-ului radio și al optimizării rețelei, costul fiind de asemenea foarte ridicat.

Avantajul consta în creșterea capacității de trei ori.

C) Cazul: NN4N

Este echivalent unei creșteri a numărului de site-uri de patru ori și implicit a capacității rețelei.

După o astfel de densificare N4N, rețeaua va arăta ca în figura de mai jos:

Este tehnica de densificare cea mai potrivită din punct de vedere practic, deoarece se păstrează orientarea antenelor din configurația inițiala.

Scopul densificării este de a “descărca” de trafic site-urile vechi care nu mai au resurse suficiente pentru a face față creșterii numărului abonaților.

Pentru celulele congestionate care trebuiesc să fie “descărcate” de noile site-uri este necesar să se țină cont atât de traficul “pierdut” de site-urile existente cât și de traficul pe care îl vor avea noile site-uri.

Traficul pierdut de site-urile inițiale poate fi aproximat ținând cont de:

-indicatorul congestiei pe canalul de trafic (TCH), definit ca raportul dintre numărul Asignărilor Inițiale ale TCH, refuzate datorită lipsei de resurse și numărul total al încercărilor de asignări inițiale

-indicatorul de insucces al handoverului (HO), definit ca raportul dintre numărul de încercări de HO fără succes și numărul total al încercărilor de HO.

Folosind ipotezele legii Erlang B există următoarele relații:

P=A*E1(N,A) (5.4)

B=A*[1-E1(N,A)] (5.5)

Rezultă:

P=[B*E1(N,A)]/[1-E1(N,A)] (5.6)

unde: P – traficul pierdut

B – traficul realizat

E1(N,A) – probabilitatea de blocare

5.3 Densificări micro

În zonele foarte aglomerate din centrul orașelor, din gări, aeroporturi sau săli de concerte este recomandat să se realizeze densificări micro. În aceste zone, datorita creșterii traficului se poate ajunge în situația în care nu se mai pot face extensii de capacitate și în același timp nu se mai pot realiza densificări macro. O soluție în acest caz este folosirea rețelelor suprapuse (celule micro sub cele macro).

Observație: celulele micro se pot utiliza și în același timp cu celelalte tehnicii de creștere a capacității traficului

Se pot realiza două tipuri de densificări micro:

-densificare micro continuă

-densificare micro în “puncte fierbinți”

În primul caz celulele micro formează un nivel continuu (de exemplu, în centrul Bucureștiului: P-ța Unirii, P-ța Universității, P-ța Romană).

În cel de al doilea caz, celulele micro se folosesc în puncte izolate pentru care celulele macro existente sunt congestionate (de exemplu, Aeroportul Otopeni sau Gara de Nord în București).

Instalarea antenelor pentru celulele micro se face la o înălțime standard cuprinsă între 10 și 15m.

Celula macro este celula umbrelă congestionata în faza inițială. Introducerea celulelor micro duce la creșterea capacității sistemului.

Mecanismul handover crește în complexitate existând mai multe tipuri:

-HO între celulele macro (umbrelă)

-HO între celulele micro

-HO între celula macro și celula micro lent

-HO între celula macro și celula micro de urgență datorită lipsei de resurse a celulei macro

-HO între celula micro și macro datorită lipsei de resurse a celulei micro

-HO între celula micro și celula macro pentru stațiile mobile care se deplasează cu viteze mari.

Asignarea stațiilor mobile pe nivelul micro, în ultimul caz, ar duce la un număr foarte mare de HO cea ce ar duce la încărcarea inutilă a rețelei. Este de preferat astfel să se transfere asignarea stațiilor mobile pe nivelul macro.

Capacitatea totală a unei rețele GSM alcătuită din celule macro și micro este dată de relația:

Ctotal≤Cmacro+(Cmicro*Nmicro) (5.7)

unde: Ctotal: capacitatea totală (Erl)

Cmacro: capacitatea celulelor macro (Erl)

Cmicro: capacitatea unei celule micro

Nmicro:numărul celulelor micro

În practică se folosește relația:

Ctotal=Cmacro+(xEr/micro)*Nmicro (5.8)

În prezent, site-urile micro permit din punct de vedere hardware instalarea a 1, maxim 2 echipamente.

Astfel, la evaluarea traficului pe microcelulă trebuie să se țină cont de folosirea mixtă a site -urilor cu un TRX respectiv cu două TRX -uri. Valoarea xErl/micro variază de la caz la caz, fiind dificil de modelat teoretic, deoarece:

-plasarea celulelor micro nu se poate realiza întotdeauna optimal datorită constrângerilor date de relief, structura clădirilor și alte aspecte administrative;

-parametrajul nu este ideal (partajarea traficului între cele două nivele nu este ideală);

-probabilitatea de blocare pentru celulele micro este nulă în cazul celulelor micro barate.

Parametrarea celulelor micro se poate realiza sub formă barată sau nebarată. În primul caz, celula macro are prioritate și asignarea stațiilor mobile se face pe acest nivel. Celula micro (barată sub celula macro) descarcă celula macro în momentul în care aceasta intră în congestie.

Experimental, s-a constat că pentru densificarea micro continuă se poate folosi următoarea relație:

Ctotal=Cmacro+4,5(Erl/micro)*Nmicro (5.9)

În cazul densificării în ,,puncte fierbinți” traficul preluat de celulele micro este mai mare, pentru dimensionare folosindu-se valoarea:

x=5,5(Erl/micro) (5.10)

Capacitatea totală devine:

Ctotal=Cmacro+4,5(Erl/micro)*Nmicro (5.11)

Exemplu:

Fie o celulă macro cu o configurație cu 4 echipamente TRX. Folosind legea Erlang B cu o probabilitate de blocare de 2% se obține un trafic de 21 Erl.Previziunile de trafic indică ca urmare ca urmare a creșterii numărului de abonați un trafic de 42,1 Erl cu o probabilitate de blocare de 2%. Folosind tabelul cu traficul oferit obținut din legea Erlang B , rezultă un necesar de 7 echipamente TRX. Alocarea a încă 3 echipamente TRX poate fi foarte dificilă din mai multe motive:

configurația hardware a stației de bază nu permite folosirea unui număr de 7 TRX-uri

dacă se poate configura cu 7 TRX/celulă apare o problemă dată de planificare de frecvență. Alocarea a încă 3 canale pentru o celulă într-un oraș foarte aglomerat impune mari constrângerile legate de interferența co-canal și între canalele adiacente.

O soluție este folosirea de celule micro. Aria de serviciu a acestora fiind mult mai mică rezultă avantajul unei planificări de frecvențe mai convenabile.

Pentru densificarea micro în puncte fierbinți avem relația:

Ctotal=Cmacro+(xErl/micro)*Nmicro (5.12)

x=5,5Erl/micro

Rezultă:

5,5(Erl/micro)*Nmicro=21,1Erl (5.13)

Deci:

Nmicro=21,1/5,5=4 (5.14)

În concluzie avem nevoie de 4 noi celule micro.

Pentru densificare micro continuă avem relația:

X=3,5Erl/micro (5.15)

Rezultă:

3,5(Erl/micro)*Nmicro=21,1Erl (5.16)

Deci:

Nmicro=21,1/3,5=7 (5.17)

În concluzie numărul de microcelule necesar este egal cu 7.

Microcelulele vor fi configurate cu două echipamente TRX. Cazul de mai sus este un exemplu simplificat nefiind luate în calcul relațiile cu celulele vecine macro.

5.4 Dual Band

Se poate ajunge în situația în care creșterea traficului nu mai poate fi rezolvată prin extensii de capacitate, densificări nu se mai pot realiza iar microcelulele nu pot descongestiona site-urile existente.

Soluția în acest caz este dată de folosirea spectrului de frecvență de 1800 MHz. Din punct de vedere al traficului folosirea de canale din benzile de 900 MHz și 1800 MHz duce practic la dublarea capacității.

De asemenea în marile aglomerații urbane folosirea spectrului de 1800 MHz este avantajoasă asigurând o planificare de frecvențe noi mai ușor de realizat. Un rezultat dorit este scăderea interferențelor în rețea prin “relaxarea” planului de frecvențe din banda de 900 MHz.

În zonele rurale (cu trafic redus) este recomandată folosirea în continuare a canalelor din banda de 900 MHz (din considerente de propagare specifică acestei benzi).

Astfel, rețelele dual band oferă o soluție eficientă pentru creșterea capacității globale.

În cazul de față considerăm ca existentă rețeaua de 900 MHz. Celulele macro de 1800 MHz pot fi colocate cu cele de 900 MHz, dar este posibilă și varianta cu două nivele independente. Primul caz (colocarea) este mai avantajos din punctul de vedere al costului. Pentru ambele cazuri celulele de 1800 MHz macro pot fi adăugate în “punctele fierbinți” (hot spots) sau pot asigura o acoperire continuă.

În cazul unei rețele existente de 900 MHz, al doilea pas este să privim rețeaua ca fiind alcătuită din trei sau patru nivele cu priorități diferite (de exemplu, micro 900>macro1800), pentru distribuția de trafic:

-macro 900+macro 1800+micro 900

-macro 900+macro 1800+micro 1800

-macro 900+macro 1800+micro 900+micro 1800

Pentru a defini nivelul preferat în cazul handover -ului de urgență este necesar să se facă distincție între folosirea celulelor macro 1800 în puncte fierbinți și respectiv acoperirea continuă. Se pot studia mai multe cazuri:

Cazul 1: Adăugarea celulelor macro 1800 la celulele macro 900 existente

Se stabilesc nivele de prioritate între celule. Prioritatea zero este echivalentă cu acordarea unei priorități mai mari celulelor vecine care lucrează în aceeași bandă de frecvență.

Schematic avem figura de mai jos:

În cazul unei urgențe pe macro 900 mai întâi se caută soluție pe nivelul de 900.

În cazul unei urgențe pe macro 1800 stațiile mobile sunt trimise pe nivelul de 900.

Dacă celula de 900 MHz este congestionată, stația mobilă este transferată spre nivelul de 1800 MHz.

Cazul 2: Adăugarea celulelor macro 1800 la celulele macro și micro 900 existente:

Schematic avem figura de mai jos:

Prima posibilitate este de a da o prioritate mai mare nivelului de 1800 macro. Această soluție este recomandată pentru o rețea cu multe microcelule care asigură un nivel de acoperire outdoor. Este necesar să se trimită stațiile mobile către nivelul de 1800 MHz.

Este de asemenea posibil să se acorde un nivel de prioritate superior pentru micro 900 în cazul în care predomină microcelule care asigură acoperirea indoor în interiorul clădirilor.

În cazul unei urgențe, prioritatea mai mare este dată nivelului macro 900.

Cazul 3: Adăugarea celulelor macro și micro 1800 la celulele macro 900

Schematic situația este prezentată mai jos:

Dacă acoperirea cu semnal radio este bine realizată de nivelul macro 1800, se poate da prioritate mai mare nivelului de 1800 MHz.

Dacă o celulă micro 1800 este congestionată, se acordă prioritate nivelului 900 macro.

Dacă o celulă macro 1800 este congestionată, se acordă prioritate nivelului 900 macro.

Cazul 4: Adăugarea celulelor macro și micro 1800 la celulele macro și micro 900 existente

CAPITOLUL VI

APLICAȚIE PRACTICĂ

Să se determine numărul de echipamente necesare pentru dimensionarea în funcție de trafic și de acoperire a unei noi regiuni.

Se considerăm o zonă constituită din mai multe tipuri de medii cum ar fi:

urban

suburban

rural

Zona este prezentată schematic mai jos:

Dimensionarea pornește de la datele inițiale furnizate de departamentul de marketing. Pe baza acestor date care sunt dependente și de licența operatorului precum și de prețul serviciilor oferite se poate estima numărul abonaților.

Suprafața zonei urbane este S1=115Km2

Suprafața zonei suburbane este S2=520Km2

Suprafața zonei rurale este S3=1450 Km2

Numărul abonaților pentru cele trei zone este:

N1=250000 (urban)

N2=70000 (suburban)

N3=?

Acoperirea cu semnal radio a regiunii respective se realizează plecând de la simulările cu ajutorul unui model de propagare adaptat condițiilor specifice fiecărei zone. Modelul de propagare ne dă probabilitatea de acoperire pe suprafața celulei. De asemenea modelul de propagare este caracterizat și printr-o deviație standard care în medie este de 6 dB. În tabelul de mai jos sunt prezentate marginile în dB care trebuiesc folosite pentru probabilitățile de acoperire a celulelor corespunzătoare.

Tabelul 6.1 Marginile corespunzătoare probabilităților de acoperire

De asemenea trebuie să ținem cont și de atenuările de penetrare a clădirilor și mașinilor. Astfel, se consideră:

apereți clădiri=17 dB (indoor)

aautomobile=6 dB (incar)

O concluzie a unor măsurători este aceea că deviația standard diferă în funcție de mediu.

De exemplu:

– pentru indoor σ = 5 dB

– pentru incar σ = 4 dB

Calculul pragurilor de predicție pentru fiecare zonă

Urban:

Folosim o probabilitate de acoperire de 90%.

Pragul de predicție se calculează cu următoarea relație:

P1=S+F+L1+B+LN1

unde: S – sensibilitatea stației mobile (pentru GSM 900 S=-102 dBm)

F – margine de fading. În practică se consideră F=5 dB.

L – pierderi. În acest caz pierderile sunt date de atenuările de penetrare a pereților clădirilor: L1=17 dB.

B – margine dată de influența corpului uman asupra caracteristicii da radiație a stației mobile. Se consideră B=5 dB.

LN – fading lognormal

Deviația standard se calculează cu formula:

σ1= (σ2model+σ2indoor)1/2=9dB

Pentru această zonă: σmodel=6 dB; σindoor=5 dB

Rezultă:

P1=-102dBm+5dBm+17dBm+5dBm+9dBm=-66dBm

Suburban:

Folosim o probabilitate de acoperire de 95%.

Pragul de predicție este:

P2=S+F+B+LN2

Rezultă:

P2=-102dBm+5dBm+5dBm+6dBm

În acest caz deviația standard este:

σ2 =σmodel=6 dB

Deci pragul de predicție este:

P2=-86 dBm

Rural:

Calculul pragului de predicție se calculează în funcție de atenuarea de penetrare în automobile.

Folosim o probabilitate de acoperire de 95%.

În acest caz avem:

P3=S+F+L2+B+LN

Rezultă:

P3=-102dBm+5dBm+6dBm+5dBm+7dBm

unde:

σ3= (σ2model+σ2incar)1/2=7dB

Deci:

P3=-79 dBm

6.2 Calculul bugetului de putere

Se realizează pentru echilibrarea puterilor pe cele două căi uplink (stație mobilă stație de bază) respectiv downlink (stație de bază stație mobilă).

Caracteristicile stației de bază (BTS) și stației mobile (MS) sunt:

sensibilitatea BTS:-104 dBm

sensibilitatea MS: -102 dBm

puterea maximă a MS: 33 dBm

puterea maximă a BTS: 45 dBm

pierderile etajului combiner: 3 dB

pierderile pe cablu și conectori: 3 dB

câștigul antenei : 14 dBi

O schemă simplificată este prezentată mai jos:

Presupunem că puterea la ieșirea echipamentului TRX este:

PTRX=45 dBm

Puterea de emisie a stației mobile este:

PMS=33 dBm

Avem astfel pe cele două căi:

Uplink:

PMS-(-GA+LR-SBTS)=UL

unde: GA: câștigul antenei

LR: pierderile pe feeder

SBTS: sensibilitatea BTS-ului

Rezultă:

UL=33-(-14+3-104)=148 dB

Downlink

(PTRX-Lc-LR+GA)-(-SMS)=DL

unde:Lc:pierderile introduse de etajul combiner

Rezultă:

DL=(45-3-3+14)-(-102)=155 dB

Puterea efectivă radiată în mod izotrop este:

P.E.R.I.= PTRX-Lc-LR+GA

Există posibilitatea ca acest buget de putere să nu fie echilibrat. Pentru a compensa acest dezavantaj se pot lua diverse măsuri. O soluție este folosirea amplificatoarelor cu zgomot redus (LNA – Low Noise Amplifier). Astfel pentru creșterea UL folosirea unui LNA cu un câștig de 5 sau 6 dB poate duce la echilibrarea bugetului de acoperire.

6.3 Dimensionarea rețelei în funcție de acoperire

Scopul este determinarea numărului minim de site-uri care să asigure acoperirea cu semnal radio dorită în cale trei zone.

Configurația site-urilor poate fi:

-omnidirecțională

-bisectorială

-trisectorială

În practică pentru o regiune mai extinsă se folosesc toate cele trei tipuri de configurații.

În orașe sunt utilizate site-uri trisectoriale, în timp ce în zonele rurale varianta omnidirecțională poate prezenta o soluție mai ieftină din punct de vedere al costului.

În exemplul de față vom considera site-urile ca având configurație trisectorială deoarece prezintă și avantajul unei capacități superioare din punctul de vedere al traficului.

Folosim modelul hexagonal prezentat in Fig. 6.3:

unde: a=d/3:raza

d=3a: distanța intersite

S=(33/2*a2)/2: suprafața unui hexagon

Pentru calculul razei celulei se folosește modelul de propagare. Acest model este adaptat unor anumite condiții specifice mediului respectiv, pierderile fiind diferite în funcție de zona urbană, suburbană sau rurală.

Se consideră:

înălțimea antenei stației mobile Hm: între 1 și 10 m

distanța mobil stație de bază d: 1-20 Km

înălțimea antenei stației de bază Hb:30 m

Pierderile de propagare pentru cele trei zone sunt date de relațiile:

Urban:

LU(dB)=114,75+34,4*log(d)

Suburban:

LSU(dB)=104,67+34,4*log(d)

Rural:

LR(dB)=90,75+34,4*log(d)

Pentru dimensionarea puteri efective radiată izotrop și pragurile de predicție calculate anterior se folosește relația:

P.E.R.I.= PTRX-Lc-LR+GA

Fie: PTRX=38 dBm

Lc=3 dB

LF=3 dB

GA=14 dBi

P.E.R.I.=38-3-3+14=46 dBm

Urban:

LU=P.E.R.I.-P1

P.E.R.I=46 dBm

P1=-66 dBm

Rezultă:

LU=46.-(-66)=112 dB

Deci:

dmax=10112-114,75/34,4=1Km

Raza maximă a celulei pentru zona urbană este:

Rmax=1Km/2=500m

B) Suburban:

LSU=P.E.R.I.-P2

P.E.R.I=46 dBm

P2=-86 dBm

Deci:

dmax=10132-104,67/34,4=5,8Km

Raza maximă a celulei pentru zona suburbană este:

Rmax=5,8Km/2=2,9Km

C) Rural:

LR=P.E.R.I.-P3

P.E.R.I=46 dBm

P3=-78 dBm

Deci:

dmax=10124-90,75/34,4=9,2Km

Raza maximă a celulei pentru zona rurală este:

Rmax=9,2Km/2=4,6Km

Având raza maximă a unei celule putem calcula suprafața celulei cu formula:

S=(33/2*a2)/2

6.4 Dimensionare rețelei în funcție de trafic

Pentru calculul traficului mediu pe utilizator folosim formula:

ρS =Mpm*(1/Ef)[Wds/20+(6ph/6)*1/60]

unde:Mpm: minute pe lună.

Ef(%) – rata eficienței: procentajul timpului taxabil comparabil cu timpul de ocupare total al TCH

Wds(%) – traficul în procente în zilele lucrătoare comparabil cu întreaga lună (Working Days).

6ph(%) – traficul în procente în timpul a șase ore de vârf comparabil cu cel din întreaga zi.

Folosim datele primite de la departamentul de marketing:

Mpm=150 min

Ef%=75%

Wds%=90%

Rezultă un trafic mediu pe utilizator de 20 mErl/abonat.

Tot de la departamentul de trafic primim estimările legate de numărul de abonați. În cazul nostru: N1=250000, N2=70000, N3=? Corespunzătoare celor trei zone studiate.

Pentru zona urbană folosim configurația cu 4 echipamente TRX.

Pentru zona suburbană folosim configurația cu 2 echipamente TRX iar în zona rurala vom presupune suficient 1 echipament TRX pe sector.

În tabelul de mai jos sunt prezentate valorile corespunzătoare numărului de canale de trafic și de control în funcție de numărul echipamentelor TRX precum și traficul corespunzător.

Observație: Calculul este realizat tabelele date de legea Erlang B, prezentată în anexă. Gradul serviciului oferit este dat de probabilitatea de blocare. În cazul nostru GoS=2%.

Tabelul 6.2. Numărul de canale de trafic și de control în funcție de numărul TRX

6.5 Calculul traficului corespunzător orei de vârf a rețelei (Network Busy Hour – NBH)

Folosim relația:

NBH=NS*ρS+k*(NS)1/2*σS

unde: Ns: numărul abonaților

ρS: traficul mediu pe utilizator

k=1/T; T=24 ore

σS: deviația standard. În cazul nostru: σS=1,5mErl/abonat

Urban:

Înlocuim în relația de mai sus. Rezultă:

NBH_U=(250000)*(20*10-3)+[1/(24)1/2]*(250000)1/2*1,5*10-3

Deci:

NBH_U=5000,048 Erl

Suburban:

NBH_SU=(70000)*(20*10-3)+[1/(24)1/2]*(70000)1/2*1,5*10-3

Deci:

NBH_SU=1400,025 Erl

Rural:

NBH_R=(1500)*(20*10-3)+[1/(24)1/2]*(1500)1/2*1,5*10-3

Deci:

NBH_R=200,113 Erl

6.6 Determinarea numărului de celule necesar pentru asigurarea capacității

Urban:

Suprafața: S1=115 Km2

Traficul la BH: NBH_U=5000Erl

4TRX/celulă29 canale TCH+2 canale SDCCH+1 canal BCCH

În concluzie avem 29 de canale de trafic care pot oferi un trafic de 21,1 Erl, folosind tabelele date de legea Erlang B.

Numărul celulelor se calculează cu relația:

Ncelule=(traficul total)/(traficul pe celulă)

Rezultă:

Ncelule_U=5000/21,1=240 celule

Deoarece am folosit configurația trisectorială avem un număr de trei ori mai mic de site-uri:

NS_U=240/3=80 site-uri

Suburban

Suprafața: S2=520 Km2

Traficul la BH: NBH_SU=1400Erl

2TRX/celulă14 canale TCH+1 canale SDCCH+1 canal BCCH

În concluzie avem 14 de canale de trafic care pot oferi un trafic de 8,2 Erl, folosind tabelele date de legea Erlang B.

Rezultă:

Ncelule_SU=1400/8,2=171 celule

Numărul de site-uri:

NS_SU=171/3=57 site-uri

C) Rural

Suprafața: S3=1450 Km2

Traficul la BH: NBH_R=200Erl

1TRX/celulă7 canale TCH+1 canale SDCCH+1 canal BCCH

În concluzie avem 7 de canale de trafic care pot oferi un trafic de 2,9 Erl, folosind tabelele date de legea Erlang B.

Rezultă:

Ncelule_R=200/2,9=69 celule

Numărul de site-uri:

NS_R=69/3=23 site-uri

6.7 Obținerea rezultatelor finale

Se determină raza unei celule în cazul în care s-a folosit dimensionarea în funcție de trafic și se compară cu raza maximă a celulei (dimensionare în funcție de acoperire).

Dacă R>Rmax (R- raza celulei în funcție de trafic) se alege numărul celulelor ca fiind egale cu numărul celulelor necesare pentru asigurarea cu semnal radio a regiunii respective.

Dacă raza celulei Rmin<R<Rmax (Rmin=250m din considerente legate de impunerea unui raport S/I minim) se alege numărul de celule egal cu numărul de celule obținute în cazul dimensionării în funcție de trafic.

Avem pentru cele trei cazuri:

Urban:

S1=115 Km2

Ncelule_U=240 celule

Suprafața unei celule este:

SU=115 Km2/240=0,48 Km2

Raza unei celule se calculează din relația:

S=(33/2*R2)/2=0,48 Km2

Rezultă:

R=(2*0,48/33/2)1/2=430 m

Raza celulei este mai mică decât raza maximă ca urmare numărul final al celulelor este:

Ncelule_U=240 celule

NS_U=80 site-uri

Suburban:

S2=520 Km2

Ncelule_SU=171 celule

Suprafața unei celule este:

SSU=520 Km2/171=3,04 Km2

Raza unei celule:

S=(33/2*R2)/2=3,04 Km2

Rezultă:

R=(2*3,04/33/2)1/2=1,08 Km

Raza celulei este mai mică decât raza maximă ca urmare numărul final al celulelor este:

Ncelule_SU=171 celule

NS_SU=57 site-uri

C) Rural

S3=1450 Km2

Ncelule_R=69 celule

Suprafața unei celule este:

SR=1450 Km2/69= Km2

Raza unei celule:

S=(33/2*R2)/2=Km2

Rezultă:

R=(2*/33/2)1/2=Km

Raza celulei este mai mică decât raza maximă ca urmare numărul final al celulelor este:

Ncelule_SU = celule

NS_SU= site-uri

Putem concluziona că pentru regiunea dată avem nevoie de:

240 celule (80 site-uri) în zona urbană

171 celule (57 site-uri) în zona suburbană

? celule (? site-uri) în zona rurală

De asemenea se observă că în toate cele trei cazuri dimensionare în funcție de trafic este prioritară (datorită numărului mare de utilizatori). Normal în faza inițială a unei rețele dimensionarea în funcție de acoperire este prioritară în special în zonele rurale. În aceste zone se pot folosi și configurații de tipul omnidirecțional (având avantajul unui cost mai redus).

În același timp pe drumuri și pentru localitățile rurale așezate de-alungul șoselelor se pot folosi cu succes configurații bisectoriale cu azimutele antenelor orientate pe drum. Acest lucru este valabil și pentru căile ferate.

După realizarea dimensionării rețelei se trece la exploatarea acesteia. Dimensionarea rețelei așa cum a fost prezentată în exemplu se bazează pe predicția de trafic realizată în funcție de numărul abonaților. Creșterea numărului de abonați s-a dovedit explozivă în majoritatea rețelelor GSM fapt ce a dus la necesitatea dezvoltării continue a acesteia pentru a asigura resurse suficiente și o calitate corespunzătoare.

În exemplu am considerat configurații standard trisectoriale:

4TRX/celulă în zona urbană

2TRX/celulă în zona suburbană

1TRX/celulă în zona rurală

Primă măsură care se i-a pentru a face față creșterii traficului în rețea este realizarea extensiilor de capacitate (alocarea de noi echipamente TRX). Evoluția rețelei trebuie văzută atât pe termen scurt cât și pe termen lung.

Pe termen scurt se are în vedere adăugarea imediată a noilor echipamente TRX (în caz contrar producându-se intrarea în congestie a celulelor respective) în timp ce pe termen lung se stabilesc celulele care în viitor vor avea nevoie de extensii de capacitate, acestea din urmă intrând pe o listă de așteptare (timp în care se pot comanda TRX-uri și configura rețeaua astfel încât să se poată realiza extensiile).

Exemplu:

Pentru cazul urban configurația S444 se poate satisface un trafic de 21,1 Erl pe celulă cu o rezervă de 30%. Deci o celulă este considerată pe lista de extensii atunci când traficul depășește 21,1 Erl.

Extensiile de capacitate se dau evolutiv fiind în strânsă legătură cu predicțiile de trafic.

Este evident că predicția realizată pentru o perioadă următoare (de exemplu 6 luni) necesită realizarea unor extensii de capacitate.

Fiecare TRX instalat presupune folosirea unei noi frecvențe. Numărul mare al acestor echipamente implică reutilizarea frecvențelor. Se pot folosi diverse motive (numărul celulelor pe cluster) pentru planul de frecvențe așa cum am arătat în capitolul IV.

De exemplu putem folosi un cluster cu 4 site-uri (cu trei celule) și 4 echipamente TRX pe celulă ca în figura de mai jos:

Frecvențele din figura sunt cele pentru BCCH, asignarea completă a canalelor fiind prezentată în următorul tabel. Notăm cu A,B,C,D indicele site-lui iar cu 1,2,3 numărul sectorului.

Tabelul 6.3 Alocarea canalelor

Pentru un cluster astfel ales avem nevoie de 4x3x4=48 canale pe care le putem refolosi. De exemplu pentru zona urbană numărul de 80 de site-uri impune refolosirea frecvențelor de 20 de ori.

BIBLIOGRAFIE

1. KENKICHI HIRADE, KAMILO FEHER,”Comunicații digitale avansate “ Editura Tehnică 1994 Pag. 169-238.

2. STEFAN-VICTOR N. NECULAESCU, “Sistem de radiotelefonie mobilă digitală celulară GSM”, Telecomunicații nr. 1/1993, pag. 7-17

3. N.D.COȚANIS, I.D.MANOLACHE, ’’Predicția asistată de calculator în cazul radiocomunicațiilor mobile terestre ‘‘, Telecomunicații nr.2/1994, pag.9-14

4. JAQUES BURSZTEJN, ’’Telecomunicații mobile de mâine. Interoperabilitate și/sau convergență’’, Telecomunicații nr.1/1995, pag.41-47

5. S.V.N.NECULAESCU, T.M.PETRESCU,’’Principii de atribuire a canalelor radio în rețele celulare”, Telecomunicații nr.3/1995, pag 10-15

6. R.M.ZOICAN, “Distribuția tipului de ocupare a canalelor de frecvență într-un sistem celular radio ”, Telecomunicații nr.2/1996, pag.42-48

7. S.V.N.NECULAESCU, T.M.PETRESCU,’’Utilizarea rețelelor celulare suprapuse în radiotelefonie”, Telecomunicații nr.2/1996, pag 25-29

8. I.MARGHESCU , N. COȚANIS, S.NICOLAESCU, Comunicații mobile terestre",Editura Tehnică,București 1999 Pag. 128-141 Pag.238-240,.