Comunicaciones Móviles: Planificación de sistemas UMTS basada en simulación

Transcripción

1 Comunicaciones Móviles: Planificación de sistemas UMTS basada en simulación Comunicaciones ópticas Comunicaciones móviles Propagación y Caracterización de Canales RF Sistemas Móviles de 2ª Generación Sistemas Móviles de 3ª Generación Planificación de Sistemas Sistemas avanzados de telecomunicación Redes ópticas 1

2 Comunicaciones Móviles: Planificación de sistemas UMTS basada en simulación 1. Conceptos generales sobre planificación de sistemas móviles 2. Simulación de enlace 3. Simulación de sistema 2

3 Comunicaciones Móviles: Planificación de sistemas UMTS basada en simulación Bibliografía: J. Laiho, A. Wacker y T. Novosad (editores). Radio Network Planning and Optimisation for UMTS. 2ª edición. John Wiley, H. Holma y A. Toskala (editores). WCDMA for UMTS. 3ª edición. John Wiley,

4 Capítulo 1: Conceptos Generales sobre Planificación de Sistemas Móviles 4

5 Planificación Radio Planificación radio: Determinar número, ubicación y parámetros de estaciones base (nodos B): Número de sectores Diagrama de radiación, orientación de antenas Potencia en canales comunes Umbrales de traspaso, lista de vecinas, códigos Por qué es necesario simular para planificar UMTS? 5 El objetivo de la planificación de un sistema celular es determinar el número y parámetros de los equipos necesarios para el correcto funcionamiento de la red, de acuerdo con los objetivos fijados (calidad, capacidad, cobertura). Uno de los aspectos más críticos de este proceso es la etapa de planificación radio. Esto se debe a dos motivos: por un lado, la parte radio del sistema es la que limita la capacidad del mismo; por otro, el resultado de esta etapa condiciona la planificación de los restantes elementos del sistema ( núcleo de red ). El resultado de la planificación radio debe ser una lista de estaciones base con sus ubicaciones y parámetros asociados, que permita lograr los objetivos establecidos para la interfaz radio del sistema.

6 Planificación Radio en Sistemas Clásicos Planificación de sistemas clásicos (FDMA/TDMA): Dos etapas independientes : 1. Balance de enlace y estimación de cobertura 2. Análisis de tráfico y dimensionamiento 6 Los sistemas clásicos se caracterizan por el hecho de que los aspectos de cobertura y capacidad son, en principio, independientes. Por un lado, la cobertura de una estación base viene dada por la zona en la cual el nivel de señal recibida en ambos sentidos (ascendente y descendente) supera unos niveles mínimos; en estos niveles suelen incluirse márgenes de seguridad para hacer frente a desvanecimientos por sombra, degradaciones por multitrayecto e interferencias. Por otro lado, la capacidad está determinada por el número de radiocanales disponibles en cada célula, el cual a su vez depende de la estructura de la red y del entorno (por ejemplo, en entornos urbanos la existencia de edificios que apantallan la interferencia permite reducir el número de células por agrupación y aumentar así el número de canales por célula). Indudablemente, el planificador debe tener en cuenta ambos aspectos para diseñar adecuadamente la red celular. Esto introduce, en última instancia, una dependencia entre ambos aspectos: si el sistema no tiene capacidad suficiente, se recurrirá a modificar la estructura de la red (por ejemplo, instalando nuevas estaciones base), lo cual influirá en la cobertura de cada base. Sin embargo, ésta es una relación impuesta por el planificador, no una característica inherente al sistema.

7 Sistemas celulares CDMA Características (resumen): Limitación por interferencia Diversidad (promediado) de interferencia Compartición automática de capacidad Control de potencia (bucles externo e interno) Relación capacidad-cobertura Traspaso con continuidad (soft handoff) Multiplicidad de servicios 7

8 Planificación Radio en CDMA Planificación de sistemas CDMA Limitación por interferencia relación cobertura-capacidad Multiplicidad de servicios Los métodos clásicos únicamente proporcionan resultados aproximados. Es necesario simular para evaluar de forma realista el comportamiento del sistema. 8

9 Planificación Radio CDMA: Etapas 1. Planificación aproximada Balances de enlace Aproximaciones Relación cobertura-capacidad mediante factores de carga 2. Planificación detallada Elimina aproximaciones Más exacta Software específico 9

10 Planificación Radio CDMA: Etapas Planificación aproximada Configuración de la red Modificación Evaluación Simulación Planificación detallada 10

11 Simulación de Redes Celulares Simulación de la red completa: inviable. Separación en etapas: 1. Simulación de enlace 2. Simulación de sistema Interfaz enlace-sistema: Relación E B /N 0 Parámetros relacionados con el bucle cerrado de control de potencia 11 Un posible enfoque para la simulación de la interfaz radio de una red celular es considerar un modelo global de la red, que tenga en cuenta los aspectos de tráfico y movilidad de los usuarios, considerando de manera detallada los aspectos de codificación, modulación y propagación asociados a cada uno de los enlaces base-móvil. Sin embargo, una simulación directa de este tipo supone una carga de cálculo muy elevada, por lo que resulta poco práctica. Para reducir la complejidad de la simulación se suele llevar a cabo ésta en dos etapas o niveles de abstracción, que se denominan nivel de enlace (basemóvil) y nivel de sistema o de red (celular).

12 Simulación de Enlace y de Sistema SIMULACIÓN DE ENLACE Dispersión temporal y en frecuencia Modulación Codificación Control de potencia en bucle cerrado Microdiversidad (de antena, polarización, multitrayecto) Receptor Tasa de error objetivo (E B /N 0 ) objetivo Parámetros característicos del bucle cerrado SIMULACIÓN DE SISTEMA (E B /N 0 ) objetivo Parámetros característicos del bucle cerrado Pérdida de propagación Desvanecimiento por sombra Macrodiversidad (traspaso con continuidad) Limitación de potencia Tipo de receptor Estrategia de asignación Control de admisión Tráfico, distribución y movilidad de usuarios 12