La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

1 Il Sistema Radiomobile Cellulare: Concetti Generali e GSM.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "1 Il Sistema Radiomobile Cellulare: Concetti Generali e GSM."— Transcript della presentazione:

1 1 Il Sistema Radiomobile Cellulare: Concetti Generali e GSM

2 2 Introduzione r Il termine cellulare proviene dalla suddivisione dellarea di copertura del sistema in celle r Una cella è formalmente definita come larea nella quale luso delle risorse di comunicazione radio di una Mobile Station (MS) è controllato da una singola Base Station (BS) r La dimensione e la forma della cella e le risorse allocate per ogni cella dettano la performance del sistema m Dato il numero di utenti, la frequenza media delle chiamate, la durata media del tempo di chiamata

3 3 Sistema Radiomobile

4 4 Sistema Radiomobile connesso Switch

5 5 Sistema Cellulare Semplice Switch PSTN/ISDN

6 6 Copertura Radio (non-cellulare) r Gli operatori di sistemi convenzionali radiomobili, radio e TV e di servizi di localizzazione puntano a massimizzare larea di copertura. r La copertura di un segnale radio è proporzionale a: m Altezza dellantenna trasmittente m Potenza del trasmettitore m Sensibilità del ricevitore al rapporto segnale- rumore r Laltezza dellantenna è la più importante

7 7 Copertura Radio (cellulare) r Filosofia opposta a quella dei sistemi non- cellulari r Lantenna è resa più bassa possibile per coprire solo larea della cella (e permettere il riuso delle frequenze) r La potenza del segnale è bassa al punto giusto da permettere una qualità accettabile del segnale r La sensibilità del ricevitore è da relazionare alla dimensione della cella

8 8 Dimensione di una cella radio Contorni dellintensità di campo Tx S2S2 S1S1 S3S3 S4S4 S5S5 Rx Se la soglia di Rx è S 5, e Rx è il ricevitore standard per il sistema allora il raggio R definisce la dimensione della cella. R La dimensione della cella quindi è controllata da: potenza Tx, altezza antenna Tx, e soglia Rx.

9 9 Area di copertura di una cella r Idealmente larea coperta da una cella è di forma circolare r Molti fattori ne influenzano la forma reale m Riflessione, rifrazione dei segnali, presenza di una collina o di una valle o di un edificio molto alto e la presenza di particelle nellaria r La forma reale della cella è determinata dalla intensità del segnale ricevuto nellarea

10 10 Area di copertura ideale Base Station

11 11 Area di copertura modellata Base Station

12 12 Area di copertura reale Base Station

13 13 Cluster N = 7 N = 3 N = 4

14 14 Riuso delle frequenze con cluster N =

15 15 Geometria della cella D R R R

16 16 Distanza D R R

17 17 Riuso delle frequenze r In un sistema mobile, un canale radio consiste di una coppia di frequenze (full-duplex, uplink e downlink) r Il riuso delle frequenze è il concetto chiave dei sistemi cellulari r Un canale radio A radio che usa una frequenza f 1 in una cella con raggio R può essere riusata a distanza D. r Gli utenti in celle diverse possono usare la stessa frequenza contemporaneamente. r Una progettazione del sistema impropria può causare un livello di Interferenza Co-Canale inaccettabile.

18 18 Concetto di riuso delle frequenze D f1f1 f1f1 R R Dal concetto di Riuso delle Frequenze arriva il termine Interferenza Co-canale Segnale desiderato Segnale indesiderato Interferenza co-canale

19 19 Indice di riuso dove: D:Distanza tra i centri delle celle R:Raggio della cella q:Indice di riuso N:Dimensione del cluster Ipotizzando celle esagonali di uguale grandezza

20 D R

21 21 Esempio 1 per N = 4 e R = 5 km La distanza minima alla quale è possibile riutilizzare la stessa frequenza è approsimativamente 3.5 volte R, in questo caso km

22 D R

23 23 Esempio 2 per N = 7 e R = 5 km La distanza minima alla quale è possibile riutilizzare la stessa frequenza è approsimativamente 4.6 volte R, in questo caso km

24 24 Distanza della frequenza di riuso Dipende da: r Il numero di co-canali in vicinanza della cella centrale, r Il tipo di scenario geografico, r Altezza dellantenna, e r Potenza trasmessa in ogni cella.

25 25 Relazione N-D r Ipotizzando che le celle trasmettano tutte alla stessa potenza. r D in termini di R per un dato N: m N = 4D = 3.46R m N = 7D = 4.6R m N = 12D = 6R m N = 19D = 7.55R r Aumentare N corrisponde ad aumentare D

26 26 La sfida r Ridurre linterferenza co-canale ad un livello accettabile. r Più è grande N più grande sarà D. r Aumentare la distanza significa ridurre linterferenza co-canale. r Un sistema con N grande porta ad inefficienza nella gestione. r La sfida è ottenere il più piccolo N che realizza le performance richieste.

27 27 Interferenza co-canale r Il riuso delle frequenze è limitato dallinterferenza co-canale. r La dimensione della cella è determinata dallintensità del segnale. r Il livello di soglia del ricevitore è settato alla dimensione della cella. r Per una fissata dimensione della cella, linterferenza co-canale è una funzione del parametro q = D/R.

28 Interfering Cell First tier Second tier D R

29 29 Disposizione tipica su unantenna Tx Rx two Rx antennas for diversity

30 30 Intensità del segnale e parametri della cella r Quando una MS si muove allontanandosi dalla BS della cella, lintensità del segnale si indebolisce, e ad un certo punto entra in azione un meccanismo noto come m Handover m Handoff, hand-off, or hand off in Nord America

31 31 Contorni di intensità del segnale

32 32 Intensità del segnale ricevuto

33 33 Variazione nella potenza ricevuta

34 34 Handover r Per ricevere e interpretare i segnali correttamente, la MS deve ricevere una minima intensità di potenza P min. r La MS tra i punti X 3 e X 4 può essere servita sia da BS i che BS j. r Se la MS ha un link radio con BS i e si sta muovendo con continuità verso BS j, allora il cambio di link da BS i a BS j è conosciuto come handoff

35 35 Handover region

36 36 Handover area r Regione tra X 3 e X 4 r Dove realizzare un handover dipende da molti fattori m Una opzione è di fare handoff a X 5, dove le due BSs hanno uguale intensità m Una considerazione critica è che lhandoff non dovrebbe essere realizzato troppo presto per evitare che la MS debba tornare a collegarsi alla cella precedente, essendosi mossa avanti e indietro

37 37 Per evitare leffetto ping-pong r Alla MS è concesso rimanere connessa allattuale link radio con BS i finchè il segnale di BS j supera quello di BS i di una certa soglia specificata E

38 38 Altri fattori che influenzano lhandover r Area e forma della cella r In una situazione ideale la configurazione della cella deve coincidere con la velocità delle MSs e avere confini più ampi dove il rate di handover è minimo m La mobilità di un MS è difficile da predire m Ogni MS ha uno schema di mobilità differente

39 39 Stazione Radio Base


Scaricare ppt "1 Il Sistema Radiomobile Cellulare: Concetti Generali e GSM."

Presentazioni simili


Annunci Google