Planiranje mobilne mreže

1. 1
Mobilne komunikacije
11. Planiranje
mobilne mreže

2. 2
Planiranje mobilne mreže
 Planiranje pokrivenosti signalom
 Frekvencijsko planiranje
 Planiranje komunikacijskog prometa

3. 3
 Potrebno je ostvariti zahtijevanu kvalitetu
– kvalitetu pokrivenosti
 definirano kao postotak vremena i lokacija sa prijemnim signalom
adekvatne razine
– kvalitetu prometa – Grade of Service (GoS)
 definirano preko vjerojatnosti neostvarivosti poziva zbog zauzetosti
kanala - u sustavima sa gubitkom poziva (celularni sustavi)
 definirano preko vjerojatnosti prekoračenja zadanog vremena čekanja
- u sustavima sa čekanjem
– kvaliteta prijenosa
 određena vjernošću primljene govorne poruke preko ocjene MOS
(Mean Opinion Score)

4. 4
Proračun pokrivenosti signalom
 Određuje se minimalno potrebna jačina elektromagnetnog polja
na oba kraja mobilne veze
 Pokrivanje signalom određenog područja znači da je na granici
zone pokrivanja prijemni signal veći ili jednak minimalnoj
potrebnoj jačini polja
 U ovoj fazi planiranja mobilne mreže određuje se broj i veličina
ćelija, lokacija baznih stanica, a sve u cilju da se postigne
maksimalna pokrivenost terena radio signalom

5. 5
 Minimalno polje Em koje na ulazu u prijemnik mora
osiguravati napon na razini osjetljivosti prijemnika
S(dB μV)
– Gi dobitak prijemne antene
– Lc gubici pojnih vodova između prijemnika i antene
– Za ručne terminale dodaju se i gubitci L zbog utjecaja tijela
i položaja mobilnog uređaja
8
.
12
)
(
)
(
)
(
log
10
)
(
log
20
)
(
)
/
( 0







dB
L
dB
G
R
MHz
f
V
dB
S
m
V
dB
E
c
i
m 


6. 6
Antena dobitak dobitak [dB]
gi Gi
Izotropna 1 0
Hertzov dipol 1.5 1.75
/2 dipol 1.65 2.15
kratki unipol 3 4.8
/4 unipol 3.3 5.2

7. 7
Tip antene gubici [dB]
L
vertikalna
/4 unipol 2-4
helikoidna 8-10
kosa
/4 unipol 12-15
helikoidna 17-20
za pojasom
/4 unipol 25-35
helikoidna 8-10
Primjer: gubici na 450-470 MHz

8. 8
Korekcija za šum i višestazno prostiranje -
ΔrE
 ITU-R 358 izvješće daje korekcijski faktor ΔrE u
ovisnosti o frekvenciji za pokretna i stacionarna vozila, ovisno o
gustoći prometa, te za zahtijevanu kvalitetu prijenosa MOS
 ΔrE za mobilni uređaj:
– pada sa frekvencijom
– manji je za pokretna vozila
– manji je za manji vanjski šum

9. 9 Degradacija ΔrE na mobilnom uređaju za MOS 4
A- stacionarni korisnik
u području visokog šuma
B- pokretni korisnik
u području visokog šuma
C- pokretni korisnik
u području niskog šuma

10. 10
ΔrE za baznu postaju:
–za vezu s stacionarnim vozilom pada sa frekvencijom
–pada sa gustoćom prometa
–veći je za vezu s pokretnim vozilima
–Na dijagramu
–A- pokretno vozilo, gustoća prometa 2 vozila/s
–B- pokretno vozilo, gustoća prometa 1 vozilo/s
–C - pokretno vozilo, okolina s niskim šumom
–D- stacionarno vozilo, gustoća prometa 2 vozila/s
–E- stacionarno vozilo, gustoća prometa 1 vozilo/s

11. 11

12. 12
Korekcija za lokacijsku i vremensku
varijabilnost - ΔeE
2
2
)
%)
(
(
)
%)
(
( T
L
e T
k
L
k
E 
 


x % k
50
75
90
95
0
0.67
1.28
1.64
Band L T
VHF
UHF
8 3
10 2 (kopno)
9 (more)

13. 13
Frekvencijsko planiranje
 Tipovi kanala u mobilnim sustavima
– Jedno-frekvencijski simpleks kanali
– Dvo-frekvencijski simpleks kanali
– Polu-dupleks kanali
– Dupleks kanali

14. 14
Jednofrekvencijski simpleks kanali
 Koriste istu frekvenciju za oba smjera komunikacije
 Za odašiljanje pritisnut je push-to-talk prekidač, koji aktivira
antenski preklopnik
 Omogućava grupi korisnika da sluša sve razgovore - pogodno kod
rada u grupi
 Postoji problem interferencije
– bliža mobilna postaja zauzme vezu
– kod postojanja više baznih postaja na bliskim frekvencijama signal
jedne bazne stanice može “zaglušiti” signal mobilne stanice drugoj
baznoj stanici
 potrebno je učiniti ili prostorno (nekoliko desetaka metara) ili
frekvencijsko (4-5 MHz) razdvajanje baznih stanica- neefikasno
korištenje spektra

15. 15
Jednofrekvencijski simpleks kanali

16. 16

17. 17
Dvofrekvencijski simpleks kanali

18. 18

19. 19
Dvofrekvencijski simpleks kanali
 Koriste jednu frekvenciju za vezu bazna stanica prema
mobilnoj, a drugu frekvenciju za vezu mobilne stanice
prema baznoj
 Za odašiljanje je pritisnut push-to-talk prekidač, koji
aktivira antenski preklopnik
 Mobilne postaje se ne čuju
 Prednost je bolja frekvencijska iskorištenost
 Postoji problem interferencije
 bliža mobilna postaja zauzme vezu, višekratni pozivi baznoj
stanici
 Tipičan način veze u dispečerskim sustavima

20. 20
Dvofrekvencijski simpleks kanali
 Tipičan razmak frekvencija u odašiljačkom i prijemnom
bloku
– 6 MHz u području 230 MHz
– 10  2 MHz u području 450 MHz
– 45 MHz u području 900 MHz

21. 21
Dvofrekvencijski simpleks kanali

22. 22
Poludupleks kanali

23. 23
Poludupleks kanali
 Bazna postaja radi u dupleks modu - istovremeno prima signal i
odašilje ga na drugoj frekvenciji (repetitorski način rada)
 Bazna postaja ima duplekser koji joj to omogućava, a zahtjeva
frekvencijsko odvajanje od najmanje 600 kHz, ali je obično 5 - 10
MHz
 Mobilna postaja radi u simpleks modu
 Ovaj način osigurava da se mobilne postaje čuju
 Minimalni su zahtjevi na antene

24. 24
Dupleks kanali

25. 25
Dupleks kanali
 Bazna postaja odašilje na frekvenciji f1 i prima na f2, a
mobilna postaja prima na frekvenciji f2 i odašilje na f1
 I bazna postaja i mobilna postaja imaju dupleksere
 Celularni sustavi imaju dupleks način rada
– bazne postaje imaju više radio kanala za ostvarivanje veze sa
više mobilnih postaja
 Međusobno se mobilne postaje ne mogu čuti osim
preko bazne postaje

26. 26
Intermodulacija
 Intermodulacija se pojavljuje kada se pomiješaju dva signala na
nelinearnom elementu kada dolazi do generiranja novih frekvencija
koje mogu biti u području korisnog signala
 Dva su tipična slučaja vezana za intermodulacijsku interferenciju:
– prvi slučaj je smještanje nekoliko jednokanalnih sustava za
individualnu ili združenu uporabu na istom antenskom stupu
– drugi slučaj odgovara multikanalnim sustavima (cellular ili
trunked). Oni koriste iste prijemno-predajničke antene za sve radio
kanale
 Za smanjivanje intermodulacije koriste se 2 pristupa:
– prvi prisup adekvatno selektira one frekvencije koje proizvode
intermodulaciju.Ova se tehnika rijetko koristi jer predstavlja
neefikasno korištenje spektra
– drugi pristup povećava izolaciju, a ponekad i udaljenost između
odašiljača koji inerferiraju

27. 27
 Nelinearni element je određen karakterističnom prijenosnom
funkcijom:
 Uzevši u obzir da se na elementu pojavljuju frekvencije od f1
do fn, dolazi do stvaranja novih frekvencija:
 koeficijenti an su cijeli brojevi
 Ove nove frekvencije nazivaju se intermodulacijski produkti
(IMs)
 Red intermodulacijskih produkata određen je s
n
n x
C
x
C
x
C
C
y 


 ...
2
2
1
0
n
n
i f
a
f
a
f ...
1
1 

n
a
a
a 

 ...
2
1
Generiranje intermodulacijskih produkata

28. 28
 Tri su glavna izvora intermodulacije:
– Intermodulacija generirana na odašiljaču
 intermodulacijski produkti će se generirati na odašiljačkom
izlaznom pojačalu zbog njihovih nelinearnih karakteristika (npr.
pojačalo klase C)
 u okolinu dospijevaju putem odašiljačke antene
– Intermodulacija generirana na nelinearnom
vanjskom elementu
 Tipični primjer vanjskih elemenata su razni metalni elementi na
krovovima, nosači antene, elementi antenskog stupa, loše
vodljivi metalni spojevi antena sa nosačima (ispravljački efekt –
ponašaju se kao diode) itd.
– Intermodulacija generirana na RF stupnjevima na
prijemniku
 proizvedena je sa dva ili više signala koji su dostigli na RF
stupnjeve prijemnika

29. 29
Intermodulacijski produkti
 ukoliko imamo 3 kanala a, b i c sa frekvencijama :
 moguće su slijedeći IM produkti 3 reda:
f
f
c
f
b
f
f
a







0
0
0
f
f
a
c
b
f
b
c
a
f
f
c
b
a













2
2
0
0
0
f
f
a
c
f
f
b
c
f
f
a
b
f
f
c
b
f
f
b
a
f
f
c
a
























3
2
2
2
2
2
2
2
3
2
0
0
0
0
0
0

30. 30
 slika 5.9 a) prikazuje originalne frekvencije i
intermodulacijske produkte podijeljene u 2
grupe :
 (A) produkti generirani kombinacijom 2 frekvencije
 (B) produkti generirani kombinacijom 3 frekvencije

31. 31
f
f
a
c
b
f
b
c
a
f
f
c
b
a













2
2
0
0
0
f
f
a
c
f
f
b
c
f
f
a
b
f
f
c
b
f
f
b
a
f
f
c
a
























3
2
2
2
2
2
2
2
3
2
0
0
0
0
0
0
produkti generirani kombinacijom 2 frekvencije
produkti generirani kombinacijom 3 frekvencije

32. 32
 ako je frekvencijska separacija između odašiljačkih
kanala pažljivo odabrana, moguće je postići sustav
bez interferencije
 npr. ako se koriste tri kanala a, b , c ali sa
separacijom različitom od predhodne (npr.
) , generirani
intermodulacijski produkti koji ne padaju niti u jedan
kanal a,b, c (slika 5.9 b)
 nedostatak ove metode je da se za 3 prijenosna
kanala zauzima čak 10 kanala zbog inter-
modulacijskih članova
f
f
c
f
b
f
f
a 





 2
;
; 0
0
0

33. 33
 Ako 2 odašiljača koriste frekvencije f1 i f2 sa
snagama P1i P2 , generirat će se intermodulacijski
frekvencijski produkti i snaga će im biti:
 gdje je K(dB) negativan broj
 smanjenjem snage pojedine komponente, npr. P1,
snaga PIM će se smanjiti nP1 puta
K
mP
nP
PM 

 2
1
1

34. 34
 Produkti 2. reda su proizvedeni kao zbroj ili razlika dvije
neželjene frekvencije:
a±b
 Ovi su produkti uglavnom nevažni, npr. ako dvije mobilne
stanice komuniciraju na niskoj VHF stazi, jedna na 75 MHz a
druga na 80 MHz ,one će generirati produkte drugog reda na 5
MHz i 155 MHz
 Prijemnički RF filter i izlaz odašiljača će omogućiti dovoljnu
atenuaciju
 Problem se ipak može pojaviti u blizini odašiljačkih radiodifuznih
postaja visoke snage
 Npr. FM/VHF odašiljač koji radi na 92 MHz može sa signalom
odašiljača kratkih valova (HF) na 10 MHz uzrokovati produkt od
82 MHz ( mobilne komunikacije u VHF području)
 Ova se interferencija može proširiti preko nekoliko mobilno-
komunikacijskih kanala, budući da odašiljači koriste
frekvencijsku devijaciju od 75 kHz
 Sličan je problem kod postojanja odašiljača baznih postaja na
900 MHz i 1800 MHz na istom antenskom stupu.

35. 35
 Produkti trećeg reda predstavljaju najveći problem jer
mnogi od njih padaju upravo u područje kanala
informacije
 Moguće ih je izračunati kao:
2a-b
a+b-c
 Intermodulacijski produkti višeg reda imaju značajno
manju snagu, pa obično nemaju veći utjecaj na
korisni signal

36. 36
 Problem intermodulacije zbog utjecaja odašiljačkih
frekvencija koje se mogu pojaviti na prijemnom dijelu
uspješno se rješava razdvajanjem prijemnih kanala
od odašiljačkih kanala frekvencijskim pojasom D
 Slika 5.10 prikazuje frekvencijski pojas unutar kojega
se mogu pojaviti različiti intermodulacijski produkti za
dvo-frekvencijski sustav, kao funkcije razdvajanja
frekvencija Δf, odašiljačko-prijemničke frekvencijske
separacije D i veličine zaštitnog područja G
 Ako se ovi parametri pažljivo odaberu moguće je
ograničiti frekvencijski pojas unutar kojega su
intermodulacijski produkti generirani

37. 37

38. 38
Karakterizacija odašiljačko-generirane
intermodulacije
 definirana ITU-R 739
 proces generiranja IM interferencije je prikazan
slikom 5.11
 za proračun intermodulacijskih efekata koriste se tri
parametra:
– gubitak vezanja (coupling loss) , AC (dB)
– gubitak konverzije(conversion loss), AL (dB)
– gubici propagacije (propagation losses), AP (dB)

39. 39
f1
f2

40. 40
– gubitak vezanja (coupling loss) , AC (dB)
 je dan odnosom između snage koju zrači odašiljač neželjene
frekvencije (koja uzrokuje intermodulaciju) i snage na izlazu
odašiljača u kojemu se generira IM produkt.Tipična vrijednost je
reda 30 dB za odašiljače koji dijele istu lokaciju
– gubitak konverzije(conversion loss), AL (dB)
 je definiran kao odnos snage neželjenog signala vanjskog
izvora i snage IM produkata, oba izmjerena na izlazu odašiljača
gdje je intermodulacija generirana. Ako se ne poduzmu mjere
predostrožnosti, ovaj parametar može poprimiti 5-20 dB za
poluvodičke odašiljače
– gubici propagacije (propagation losses), AP (dB)
 daju slabljenje signala IM produkta sa udaljenošću
interferiranog prijemnika od odašiljača

41. 41
 Ukupni gubici, A , između odašiljača koji generira
neželjeni signal koji uzrokuje intermodulaciju; i
interferiranog prijemnika koji radi na istoj frekvenciji
kao IM produkt, su:
 Veza ili izolacija između antena ovisi o tipu antena
(vertikalni ili horizontalni poredak)
 Slika 5.13 prikazuje izolacijske krivulje za separaciju
u “H” i “E” razini
p
I
c A
A
A
A 



42. 42

43. 43

44. 44

45. 45

46. 46

47. 47
 Primjer:
 Neka je Tx1 odašiljač na frekvenciji f1 koja na odašiljaču TX2
stvara IM produkt.
 Odašiljač TX2 ,koji radi na frekvenciji f2 , povezan je (coupled) sa
prvim uz gubitke vezanja AC
 tipični parametri za link budget intermodulacijskih produkata su:
 transmisijska snaga TX1 na f1 +44 dBm
 gubici vezanja AC 30 dB
 gubici konverzije AI 15 dB
 interferencijski prag prijemnika -116 dBm
 na prijemniku će interferencija biti prevelika ukoliko je :
44-AI-AC-AP> -116 dBm
 koristeći standardne vrijednosti za AC (30dB) i AI (15dB) , tada
će to vrijediti za AP< 115dB
 ovi gubici odgovaraju dosta velikoj udaljenosti za free-space
propagacijske uvjete

48. 48
 interferencija uzrokovana na baznoj postaji iz 2 mobilna odašiljača
pojavit će se ukoliko je mobilna stanica sa neželjnim IM signalom bliže
baznoj stanici, a željeni signal dolazi sa ruba servisnog područja

49. 49
Intermodulacija generirana na nelinearnim vanjskim
elementima
 Može se pojaviti zbog nelinearnih vanjskih elemenata radio
stanice poput metal-metal veze na antenskom stupu, napajanja
ili drugih antena u blizini
 Ista terminologija korištena u prethodnom ulomku može se
koristiti i ovdje samo što je mjerenje parametara AC i AI puno
složenije
 Dokazano je da je utjecaj intermodulacije generirane na
nelinearnim vanjskim elementima puno manji od onih
generiranih na odašiljaču te ovisi o snazi odašiljača, udaljenosti
od nelinearnih elemenata i njihove učinkovitosti kao pojačala i
radijatora

50. 50
 Glavni uzrok ovoj pojavi je postojanje mnoštva antena na
metalnom antenskom stupu, sa malim međusobnim
razmakom
 Vrlo je teško stvoriti savršenu metal-metal vezu na tako
brojnim točkama i najbolje bi bilo provjeravati sve spojeve
 Od korozije je najbolja zaštita bojanje
 Drugi uzroci mogu biti druge metalne strukture u blizini

51. 51
Intermodulacija generirana na prijemniku
 Zbog prisutnosti 2 ili više signala visoke razine na nelinearnoj
sekciji na ulaznim RF krugovima
 Kao i kod odašiljača, intermodulacijski produkt može “pasti” u
prijemnički RF frekvencijski pojas
 Za VHF i UHF prijemnike razina neželjenog signal već od 60
dBμV uzrokuje pojavu nelinearnih efekata i IM produkata

52. 52
Planiranje frekvencija
 Pri korištenju iste antene, kod jednokanalnih, kao i kod
višekanalnih sustava, javlja se problem intermodulacije.
 Za smanjenje ovih efekata preporučljivo je da sustavi
koriste dvofrekvencijske kanale
 Dodatno se primjenjuju postupci
– Selekcija kanala bez intermodulacije.
– Adekvatna izvedba BS (povećana izolacija odašiljački –prijemni
dio).

53. 53
 Kod jednokanalnih sustava koji koriste istu lokaciju potrebno
je odabrati kompatibilne frekvencije - problem ovakve opcije
je niska spektralna efikasnost.
Broj
kanala
Nužan broj
kanala IM-slobodni kanali trećeg reda
3 4 1,2,4
4 7 1,2,5,7
5 12 1,2,5,10,12
6 18 1,2,5,11,13,18
7 26 1,2,5,11,19,24,26
8 35 1,2,5,10,16,23,33,35
9 46 1,2,5,14,25,31,39,41,46
10 62 1,2,8,12,27,40,48,57,60,62

54. 54
 Drugi pristup temelji se na pokušaju adekvatne izolacije različitih
elemenata višekanalnog sustava.
 U pogledu uporabe frekvencija, ova tehnika je mnogo efikasnija.
 Izolacija se može postići sa izolatorima i filtrima, što slabi
neželjene signale koje dostižu nelinearne elemente bliskih
odašiljača.

55. 55
Metoda raspoređivanja frekvancija za
višekanalni sustav
 Kanali se dijele u blokove, koji su međusobno razmaknuti
određeni broj kanala –(metoda korištena u Kanadi na
400MHz, SAD i Kanadi na 800 MHz)
 Minimalni frekvencijski razmaci su: 250 kHz (10 kanala sa
pojasom 25 kHz) za 800 MHz, odnosno 100 kHz za
400MHz pojas.
 Tablica 5.6.prikazuje frekvancijski plan u SAD-u u pojasu
od 800 MHz za 200 kanala.

56. 56

57. 57
Frekvencijsko planiranje sa aspekta
istokanalne interferencije
 Zadnji korak u planiranju frekvencija mobilnih radio sustava većinom
se odnosi na izbjegavanje istokanalne interferencije.
 Unutar zone pokrivanja jedne bazne postaje mora postojati dovoljno
visok RF zaštitni odnos (Rp) – taj odnos mora biti zadovoljen za velik
postotak vremena i prostora.
Rp=10 log C/I (dB)
gdje C predstavlja snagu nosioca (carier), a I snagu interferencije
 ITU-R izvještaj 319 specificira za PMR i PAMR sustave, koji koriste
uskopojasnu frekvencijsku modulaciju, RP od 8dB za 25kHz razmak
kanala i 12dB za 12.5kHz razmak kanala.
 RP=17dB za AMPS/TACS
 za GSM-u RP=9dB.

58. 58

59. 59
Proračun omjera C/I

60. 60

61. 61
Na temelju definiranog Rp određuje se minimalna
udaljenost istokanalnih BS

62. 62
Celularni-ćelijski koncept
 Celularni koncept koriste svi najvažniji
bežični sustavi
 Omogućuje ostvarivanje mobilnog telefonskog
sustava za cijelu državu i kontinent uz pristupačnu
cijenu i ograničeni dio RF spektra
 Temelji se na dvije glavne karakteristike:
– ponovno korištenje frekvencije (frequency reuse)
– dijeljenje ćelija (cell splitting)
 Primjeri analognih celularnih sustava su AMPS
(Advance Mobile Phone Service) u Sj. Americi i TACS
(Total Access Cellular System) u Europi, a digitalnih GSM
u Europi

63. 63
 ćelijski koncept omogućuje:
– veliki broj korisnika
– efikasnu upotrebu RF spektra
– povećanu pokrivenost na razini države i
kontinenta
– prilagodljivost različitim uvjetima gustoće prometa
– posluživanje mobilnih i “hand-held” terminala
– usluge telefoniranja plus posebne usluge
– približno jednaku kvaliteta usluge fiksnoj mreži
– pristupačnu cijena

64. 64

65. 65

66. 66

67. 67

68. 68

69. 69
Dimenzioniranje mreža sa ćelijama
 Dimenzioniranje mreža s ćelijama se temelji na procijeni broja
radio kanala potrebnih baznoj stanici potrebnih da osigura
traženi GoS – Grade of Services
 GoS - se u dobija kao
GoS(%)=100[1-(1-pt)*pc]
pt – vjerojatnost blokiranja poziva zbog prevelikog prometa
pc- vjerojatnost pokrivanja odgovarajućim signalom
 GoS predstavlja vjerojatnost da će mobilnom korisniku biti
dbijen poziv bilo zbog zauzeća kanala, bilo zbog nepokrivanja
lokacije dovoljnim signalom

70. 70
 Vjerojatnost blokiranje se dobije po Erlang-B formuli:
 gdje je A količina prometa koju može prihvatiti BS, a N je broj
prometnih kanala
 Ako je poznata vjerojatnost blokiranja pt i broj raspoloživih
prometnih kanala N, maksimalni raspoloživi promet po ćeliji
računa se po inverznoj Erlang-B formuli
 



 N
k
k
N
t
k
A
N
A
N
A
B
p
0 !
!
,
  Erlanga
p
N
B
A t
,
1
1

 

71. 71
 Ukupni promet A je funkcija vjerojatnosti blokiranja pt i broja
prometnih kanala N
pt

72. 72
 Ako je A maksimalni telefonski promet koji bazna postaja može
poslužiti, a prosječni telefonski promet po mobitelu je a, tada
maksimalni broj mobitela koji mogu biti spojeni na baznu stanicu
uz dani GoS je:
 Prosječni promet po mobitelu, a, ovisi o prosječnom trajanje
poziva H (s) te prosječnom broju poziva po mobitelu (u radnom
satu), L,
a
A
m 
broj mobitela koji istovremeno mogu
telefonirati u području jedne BS
     
sekundi
mobitel
promet
L
sekundi
H
mobitel
Erlang
a
3600
/
/



73. 73
 Neka je raspoloživa pojasna širina 2B za sustav
podijeljena na dva dijela širine B za vezu prema
BS (up link)i vezu od BS (down link)
 Ako je širinu kanala f, ukupni broj mogućih
kanala je:
 Ako je J broj ćelija s različitim setom kanala
(veličina klastera), tada slijedi da je broj kanala po
ćeliji
f
B
C


J
C
N 

74. 74
 Ako je ukupna vjerojatnost neostvarenja poziva p
 te vjerojatnost lokacijske nepokrivnosti signalom
1-pc , tada se vjerojatnost blokiranja poziva računa korištenjem
izraza:







 


c
t
p
p
p
1
1
100
(%)
GoS
p 

75. 75
Primjer:
 Ako je vjerojatnost GoS=10%, odnosno p=0.1 te ako je tipična
vjerojatnost pokrivanja pc=0.95(95%) onda je vjerojatnost
blokiranja:
0.1=1-(1-pt)*0.95
 pt=5.2%
 Uz N=6 kanala slijedi (iz tablice) A=2.96 Erlanga
 uz H=60 s, L=4, slijedi a=67 mErlanga/mobitel
 m=2.96/0.067=44.2 mobitela/ćeliji

76. 76
Istokanalna interferencija
 Celularni sistemi su ograničeni interferencijom
 To znači da će u uobičajenom slučaju primati
ograničenu količinu interferencije koja će određivati
kvalitetu prijenosa kroz cijelo područje usluge
 Osim toga istokanalna interferencija će proizlaziti iz
višestrukih izvora (nekoliko okolnih ćelija)
 Možemo uzeti u obzir da je kritičan omjer c/i na rubu
ćelije (r=R, R je promjer ćelije)

77. 77
 Predpostavljajući da se istokanalna ćelija nalazi na
razmaku D, tada će snaga željenog signala i
interferencije biti:
 odnos nositelja prema interferenciji je:
• Ako se R smanji, smanjit će se i D, pa se odnos
neće promijeniti (kvaliteta transmisije neće oslabiti)
n
t
kR
p
c 
 n
t
R
D
k
p
i


n
n
R
D
R
R
D
i
c












 

i
c

78. 78
 Interferencija i granica smetnji u celularnim mrežama:

79. 79
 U realnim celularnim mrežama svaka ćelija je
okružena sa šest istokanalnih ćelija na razmaku D
 Nekada je važno uzeti u obzir i efekte drugog sloja
kao što je prikazano na slici:

80. 80
 Uzimajući u razmatranje samo prvi istokanalni sloj
preklapanja stanica, jednostavno se računa ukupni c/i
odnos:
 tj. c/i odnos je smanjen, te je on 1/6 za jednostruko
preklapanje
n
R
D
i
c







6
1

81. 81
Značajke celularnog koncepta
Primjer: Pretpostavimo da PMT(public mobile telephony) sustav
pokriva grad i okolicu čije je područje pokrivenosti krug radijusa
R=10 km. Vjerojatnost blokiranja poziva je 2% i raspoloživo je
40 2-frekvencijskih (dupleks) RF kanala.
 Inverzna Erlang-B formula daje intenzitet prometa koji sustav
može podržati:
Erlang
B
A 31
)
02
.
0
;
40
(
1

 

82. 82
 Područje pokrivenosti je
 Onda je gustoća prometa
 Pretpostavimo sad gustoću prometa
 Tada je ukupni promet A=314 Erlanga i inverzna Erlang-B
formula daje broj potrebnih kanala
 Ako zadržimo početnih 40 kanala dobivamo vjerojatnost
blokiranja
 Zaključak: implementacija jedne bazne stanice ne može
podnijeti takav teret
2
2
314
10 km



2
/
1
.
0
314
31
km
Erlang
t 


2
/
1 km
Erlang
t 

kanala
B
N 328
)
02
.
0
;
314
(
1

 
%
3
.
87
873
.
0
)
314
;
40
( 

 B
pt

83. 83
 Pretpostavimo sada da je područje pokrivenosti podijeljeno u
manje zone, ćelije, kružno s radijusom od 1.5 km. Sada je
površina svake ćelije
 Promet svake ćelije je
 Broj potrebnih kanala je
 Kod klasičnih višepristupnih tehnika, FDMA i TDMA, nije moguće
koristiti iste kanale (frekvencije) za susjedne ćelije zbog prevelike
istokanalne interferencije.
2
2
1
.
7
5
.
1 km
Areacell 

 
Erlang
Area
A ell
t
c 1
.
7


 
kanala
B
Nc 13
)
02
.
0
;
1
.
7
(
1

 

84. 84
 Ponovno korištenje frekvencija (“frequency reuse”) je moguće na
udaljenostima gdje je interferencija bezopasna.
 Zato se formira blok ćelija različitih frekvencija koji se zove klaster
 Nekoliko klastera koristeći isti set frekvencija pokriva cijelo područje
usluge.
 Pr. Ako pretpostavimo blok od 12 ćelija u jednom klasteru broj
potrebnih kanala je 12 x 13 = 156
 Broj klastera (frequency reuse) dan je omjerom cijelog područja i
klaster područja
7
.
3
1
.
7
12
314



Q

85. 85
Dvije glavne značajke ćelijskog koncepta:
– omogućuje smanjenje ćelija postupkom dijeljenja ćelija
– broj potrebnih kanala u celularnoj mreži:
– J označava broj ćelija unutar klastera i ovisi o interferenciji
istokanalnih odašiljača, odnosno o geometriji sustava i
omjeru zaštite
– indeks ponovnog korištenja (“reuse index”):
cell
t
t Area
p
N
B
A 

 

)
;
(
1
J
N
C 

cell
tot
Area
J
Area
Q



86. 86
 Tri faze razvoja celularne mreže:

87. 87

88. 88
Celularna geometrija
 U početnim fazama razvoja celularne mreže
postavljaju se neusmjerene antene tvoreći ćelije
kružnog oblika
 odgovarajućom geometrijskom aproksimacijom
kruga dobiju se ćelije u obliku heksagona
 pravila za dodjelu kanala ćelijama ovise o
parametrima pomaka i,j ( ):
– pomiči i ćelija po bilo kojem od 6 lanaca heksagona oko
originalne ćelije
– zatim pomakni j ćelija po lancu koji je zakrenut za 60° u
smjeru suprotno od kazaljke na satu
j
i 

89. 89
 raspored istokanalnih
ćelija(i=3,j=2)
 blokovi ćelija (klasteri)

90. 90
 Broj ćelija po klasteru je J
i to je osnovni parametar sustava jer uvjetuje broj
raspoloživih kanala svake ćelije pa tako i opseg
prometa mreže
 Izbor veličine J vezan je uz istokanalnu interferenciju i
ovisi o normaliziranoj udaljenosti ponovnog korištenja:
2
2
j
j
i
i
J 



J
R
D

 3

91. 91
Bazne postaje mogu se realizirati s usmjerenim i
neusmjerenim antenama
 neusmjerene antene
– početne faze razvoja
mreže
– u središtu ćelije
– primarni cilj: pokrivanje
cijelog područja usluge
 usmjerene antene
– zrelije faze razvoja
mreže
– zrače unutar 120° (60°) i
tvore 120°-ske ćelije
– poboljšanje c/i omjera,
smanjenje prostora
ponovne upotrebe i
povećanje kapaciteta
mreže

92. 92
 raspored baznih stanica u celularnoj mreži

93. 93
Dijagram zračenja 1200-sektor antene

94. 94
 7-ćelijski blok sa 120°-im antenama

95. 95
Dijeljenje ćelija
 Za zadovoljenje povećanih zahtjeva za prometom u
mreži primjenjuje se postupak dijeljenja ćelija
 Pri dijeljenju ćelija udaljenosti između središta ćelija
smanjuju se 2 puta, a njihove površine smanjuju se 4
puta
 Pozicije novih stanica su na pola puta između
postojećih
 Skup kanala koji se dodjeljuje svakoj novoj baznoj
stanici određen je tako što je nova stanica na pola
puta između postojećih stanica koje koriste isti skup
kanala

96. 96
 dijeljenje ćelija

97. 97
Napredni ćelijski koncept
 Implementacija mreže manjih ćelija preko postojećeg
uzorka mreže većih ćelija
 Problem koegzistencije ćelija različitih veličina unutar
mreže, odnosno zadržavanje određene kvalitete
usluge kroz cijelo područje
 U području s ćelijama različitih veličina svaki podskup
kanala podijeljen je u 2 grupe, za veće i manje ćelije

98. 98
 Koegzistencija ćelija različitih veličina

99. 99
Primjer plana uspostave AMPS mreže
 Raspoloživo 666 kanala, od kojih 21 za signalizaciju, ostalih 645
za govorne kanale
 Kanali se dijele u 2 podgrupe zbog sprječavanja interferencije u
susjednim malim i velikim ćelijama, odnosno kod ćelija s
usmjerenim i neusmjerenim antenama
 Početna veličina bloka je 12 ćelija s neusmjerenim antenama
 Veliki prometni zahtjevi uvjetuju uvođenje usmjerenih antena,
smanjenje veličine bloka na 7 ćelija i daljnje dijeljenje ćelija

100. 10
0
 plan razvoja AMPS mreže