Comunicaciones Móviles Curso 2011-2012 Práctica 2 Planificación Radio II Índice 1. Introducción 2. Datos de la red 3. Indicaciones sobre el uso de Xirio-OnLine 4. Primera Fase 4.1. Selección inicial de emplazamientos 4.2. Ajuste de la inclinación de las antenas 4.3. Resultados que se deben entregar 5. Segunda fase 5.1. Cálculo de tráfico 5.2. Mejora de capacidad 5.3. Resultados que se deben entregar Apéndice A. Características de antena 1. Introducción El objetivo de esta práctica es realizar una planificación de una red GSM 1800 en una zona de Madrid, teniendo en cuenta aspectos de cobertura y de tráfico. Para ello se utilizará el programa Xirio-OnLine. La planificación se divide en dos fases: Primera fase: el operador realiza un despliegue mínimo de red con el objetivo de asegurar un cierto grado de cobertura. Dado que al comienzo de operación de la red el número de usuarios es bajo, los aspectos de tráfico no son críticos en esta fase. Segunda fase: con el tiempo se va incrementando la demanda de tráfico. Este incremento puede atenderse utilizando un mayor número de portadoras por base, hasta un cierto valor límite. Cuando se alcanza este límite, se hace necesario añadir estaciones base para aumentar la capacidad de tráfico de la red.
La planificación se llevará acabo siguiendo estas fases, de acuerdo con los pasos descritos en los siguientes apartados. En cada fase deberán entregarse resultados en forma de mapas y tablas, así como un breve texto descriptivo del procedimiento seguido. Los resultados mínimos de cada fase se indican en los apartados correspondientes. El apartado 2 define los datos de la red y los objetivos de la planificación. El apartado 3 contiene indicaciones sobre el uso de Xirio-OnLine en la planificación de la red. En los apartados 4 y 5 se indican los pasos que se deberán seguir en cada fase de la planificación. Finalmente, el Apéndice A contiene las características de la antena de la estación base. Por favor, tal y como se decía en la práctica 1 (aplicable a todas las prácticas), al elaborar la memoria de la práctica guíese por las siguientes dos máximas del refranero castellano: Lo bueno, si breve, dos veces bueno. Vale más una imagen que mil palabras (siempre que lo considere necesario incluya gráficos, pantallazos, diagramas que ayuden a comprender sus explicaciones) 2. Datos de la red La red bajo estudio utiliza la tecnología GSM 1800, y ofrece servicios de voz, SMS y datos por conmutación de paquetes por medio de GPRS. Para SMS se emplea 1 canal físico de señalización dedicada, no combinado con la señalización común. GPRS emplea los canales de tráfico GSM sobrantes en cada momento, y además se reservan 3 canales que cursan exclusivamente tráfico GPRS. Como frecuencia de trabajo para el enlace ascendente se utilizará la frecuencia central de 1748 MHz, y para el descendente 1843 MHz. La planificación se llevará a cabo para terminales móviles con potencia máxima de transmisión 0,25 W. La potencia de cada transmisor (portadora) de una estación base no puede superar 20 W. Las pérdidas en transmisión de la instalación de la estación base (cable y combinador de transmisores) son 3 db. La sensibilidad del móvil es -102 dbm, y la de la base es -106 dbm (ésta última incluye la ganancia por diversidad), ambas referidas a la salida de la antena. Se tendrá en cuenta un margen de 15 db, que incluye los efectos del desvanecimiento por sombra y un margen por penetración en interiores. No se considera margen de interferencia. Se emplean estaciones base trisectorizadas. Las características de las antenas se indican en el Apéndice A (no es necesario definir el diagrama de radiación de forma muy precisa). El número de portadoras asignables a cada sector está limitado a 6 por restricciones de la instalación de la base. El terminal móvil tiene una antena isótropa. Se consideran 3 db de pérdidas por atenuación del cuerpo del usuario. Como método de estimación de la pérdida básica de propagación se utilizará el siguiente: L b (db) = 39,3 + 33,9 log f(mhz) 13,82 log h t (m) + (44,9 6,55 log h t (m)) log d(km) + 0,1L dif ;
siendo h t la altura efectiva de la base, y L dif la pérdida por difracción en el perfil. Este modelo corresponde al de COST 231-Hata para ciudad grande y altura del móvil 1,5 m, más un término que tiene en cuenta parcialmente las pérdidas por difracción, más una corrección de -10 db (debida a que el modelo COST 231-Hata ya tiene en cuenta la difracción, en promedio). Se utilizará este modelo para todas las distancias y alturas efectivas de estación base. La zona en la que se realizará la planificación está definida por: Esquina NorOeste: (40 o 28'00.84"N, 003 o 41'58.88"W) Esquina SurEste: (40 o 27'04.76"N, 003 o 40'48.74"W) Esta zona de cálculo se define en la pestaña área del cálculo del estudio multitransmisor El objetivo de cobertura es conseguir que el 90% de los puntos de esta zona estén cubiertos. Un punto se considera cubierto si la potencia mediana en recepción supera el valor de potencia mediana necesaria. El objetivo de probabilidad de bloqueo para el servicio de voz es del 2%. La elección de emplazamientos para las estaciones base se hará de forma nominal, es decir, sin tener en cuenta la disponibilidad real de los mismos (restricciones administrativas, coste de alquiler de ubicaciones etc.) La altura de la torre está limitada a 4 m. Las orientaciones de los sectores pueden elegirse de forma arbitraria: no es necesario que los tres sectores estén separados 120 o, ni que la inclinación de las antenas sea la misma en los tres. Es posible también situar las antenas de los tres sectores en ubicaciones ligeramente diferentes dentro del emplazamiento (azotea) considerado. Asimismo, no es necesario utilizar los tres sectores en todos los emplazamientos. 3. Indicaciones sobre el uso de Xirio-OnLine Cobertura múltiple. Para observar la cobertura conjunta proporcionada por varias estaciones base se utiliza el siguiente procedimiento: se evalúan en primer lugar las coberturas por separado, utilizando para cada una un estudio de cobertura (tal y como se hizo en la práctica 1); y posteriormente se combinan las coberturas por medio de un nuevo estudio de cobertura multitransmisor. En la definición de dicho estudio, pestaña coberturas de red, se indican los estudios de cobertura que se quieren combinar. En la pestaña parámetros de cálculo de señal se indica la magnitud del resultado (potencia), las unidades (dbm) y el criterio tipo de servidor (mayor señal). De este modo cada punto del terreno se asigna a la estación base que mejor cubre ese punto, en el sentido de mayor potencia recibida. El resultado del cálculo se puede observar de tres formas (botones de la barra de herramientas): Recepción: muestra el nivel recibido en cada punto. Este valor corresponde a la base seleccionada de acuerdo con el criterio fijado (en nuestro caso Mejor servidor). Mejor servidor: muestra en cada punto cuál es la base mejor servidora, en el sentido de mayor potencia recibida. Solapamiento: muestra en cada punto el número de bases que proporcionan cobertura, es decir, el número de bases para las cuales el nivel recibido supera el valor definido como Sensibilidad en el estudio de cobertura correspondiente.
Definición de varios sectores Para definir varias estaciones base (sectores) en un mismo emplazamiento se recomienda lo siguiente: 1. Crear un primer estudio, correspondiente a uno de los sectores. 2. Crear un nuevo estudio duplicando el anterior. 3. En el nuevo estudio, modificar la orientación (dirección del lóbulo principal de la antena), inclinación u otros parámetros en el nuevo transmisor. Parámetros de interferencia. Para el cálculo de interferencias de coberturas de red, escoja la opción utilizar el método de cálculo de los estudios de cobertura (método principal). El modelo de cálculo de las coberturas individuales será el método editable ampliado de Xirio-OnLine según está definido en el punto 2 de este guión. Puede utilizar una resolución de 8m (aunque esto en realidad no afecta al cálculo gratuito, que tiene una resolución máxima de 400m). No se utilizará ningún método secundario de cálculo de interferencias ni tampoco habrá coberturas interferentes más allá de las que nosotros hayamos definido en la práctica. Manténgase el factor de rechazo que aparece por defecto. 4. Primera fase 4.1. Selección inicial de emplazamientos Calcule la potencia mínima que debe tener el transmisor de la estación base para que la cobertura esté limitada por el enlace ascendente (puede suponer que la pérdida de propagación es la misma a las frecuencias ascendente y descendente). Suponiendo que limita el enlace ascendente, fije los valores que deberá introducir en el programa para la potencia transmitida, pérdidas y potencia mediana necesaria (potencia umbral). Seleccione un conjunto mínimo de emplazamientos que permitan cumplir el porcentaje objetivo de área cubierta, en sentido ascendente. Se recomienda definir un transmisor con un valor por defecto de inclinación de antena de unos 5 o, y obtener los demás duplicando éste y cambiando únicamente posición y acimut. 4.2. Ajuste de la inclinación de las antenas Una vez seleccionado un conjunto de emplazamientos, ajuste la inclinación de cada antena. El criterio para ello es concentrar lo más posible la radiación en la zona de servicio de cada estación base, intentando disminuir el solapamiento entre bases (que contribuye a incrementar la interferencia) sin reducir la cobertura de cada una. 4.3. Resultados que se deben entregar Deben entregarse los siguientes resultados, junto con una BREVE descripción del procedimiento seguido: RESULTADO 1: Potencia de la base calculada en el apartado 4.1.
RESULTADO 2: Valores de potencia transmitida, pérdidas y potencia mediana necesaria utilizados en Xirio-OnLine, determinados en el apartado 4.1. RESULTADO 3: Número de emplazamientos y de sectores. RESULTADO 4: Mapa de ubicación de estaciones base y tabla con acimut y elevación de cada antena, después de los ajustes realizados en el apartado 4.2. RESULTADO 5: Mapas de mejor servidor y de solapamiento en el enlace ascendente, después de los ajustes realizados en el apartado 4.2. 5. Segunda fase 5.1. Cálculo de tráfico Se fija como objetivo un porcentaje de penetración en el mercado del 25%, y un tráfico de voz por usuario de 0,025 E. Para el tráfico de SMS y GPRS se consideran suficientes los intervalos reservados. Siguiendo el criterio de mejor servidor para definir la zona de cobertura de cada base, calcule el tráfico de voz ofrecido a cada sector, y el número de portadoras necesarias de acuerdo con la probabilidad de bloqueo objetivo. 5.2. Mejora de la capacidad Teniendo en cuenta el número máximo de portadoras utilizables por sector, introduzca los emplazamientos necesarios para conseguir la capacidad de tráfico necesaria, y calcule el número de portadoras necesarias por sector. Suponga que la posición de los emplazamientos iniciales no se modifica, y que el enlace ascendente es el que limita la cobertura. Obtenga mapas de cobertura total y de solapamiento de la red incluyendo los nuevos emplazamientos. 5.3. Resultados que se deben entregar Deben entregarse los siguientes resultados, junto con una BREVE descripción del procedimiento seguido: RESULTADO 6: Número total de emplazamientos y de sectores. RESULTADO 7: Mapa de ubicación de estaciones base, y tabla con acimut y elevación de las bases que se hayan añadido en el apartado 5.2. RESULTADO 8: Tabla en la que se indiquen el tráfico de voz que atiende cada base y el número de portadoras necesario en cada una, calculados en el apartado 5.2. RESULTADO 9: Mapas de mejor servidor y de solapamiento en el enlace ascendente, tras las modificaciones realizadas en el apartado 5.2.
Apéndice A En las páginas siguientes se indican las características de la antena utilizada en las estaciones base.
BG D3-400TV SIDE-BY-SIDE ANTENNA 2x BROADBAND 1800-1900-UMTS 1710-1880 1850-1990 1920-2170 H65º V13.9º H65º V13.4º H64º V13º Variable Tilt 0º-12º Variable Tilt 0º-12º Variable Tilt 0º-12º ELECTRICAL SPECIFICATIONS BROADBAND 1800 1900 UMTS Antenna Model BG D3-400TV Polarization ± 45º Frequency 1710-1880 1850-1990 1920-2170 Horizontal Beamwidth 65º 65º 64º Vertical Beamwidth 13,9º 13,4º 13º Gain (dbi) 15 15 15.3 Vertical Electrical Tilt VARIABLE 0º-12º VARIABLE 0º-12º VARIABLE 0º-12º Upper Sidelobe Suppression for the 1rst lobe above main beam (db) 17 18 18 Front-to-Back Ratio /Cpol @ ± 20º (db) > 27 > 27 > 30 VSWR < 1,4 : 1 < 1,4 : 1 < 1,4 : 1 Cross Polar Ratio @ ± 60º (db) > 10 > 10 > 10 Isolation Between Ports (db) > 30 > 30 > 30 Interband Isolation (db) > 33 (1710-2170//1710-2170) Maximum Power Per Input (W) 250 Intermodulation (dbc) < - 150 Impedance (Ω) 50 E&V Pattern 270 240 300 MECHANICAL SPECIFICATIONS 210 330 Connectors 4 X 7/16 Female Connector Position Bottom Survival Wind Speed (km/h) 200 Front Windload @ 160 km/h (N) 310 Lateral Windload @ 160 km/h (N) 60 Radome Color Grey, paintable Temperature Range (ºC) -55º to +60º Humidity 100% Antenna Weight (kg) 8 Antenna Dimension (mm) H X W X D 650 X 300 X 90 180 150 120 90 10 db 60 3 db 0 30 RYMSA Telecom Group Crtra. Campo Real, Km. 2100 28500 Arganda del Rey Madrid, Spain 9 Phone : +34 91 876 06 80 Fax : +34 91 875 75 32 telecom.commercial@rymsa.com www.rymsa.com
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