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• Gran capacidad de abonados.• Calidad telefónica similar al servicio telefónico
convencional.
• Utilización eficaz del espectro.
• Conmutación automática de radiocanales.• Capacidad de expansión.• Gran movilidad y accesibilidad
• Poder constituir una red de comunicaciones
completa en sí mismos.
• Compatibilidad nacional e internacional
• Servicios portátiles y especiales
• Adaptabilidad para el tráfico denso
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" Femtocelda
- Radio : àrea del hogar
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•
Predominan efectos
de propagación debido
a objetos cercanos al
usuario• Los eventos atmosféricos
son importantes a las altas
frecuencias.
•
Estos Sistemas operanen bandas superiores a
1Ghz
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-dispositivo similar a un router pero que actúa como emisor 3G\4G-se trata de estaciones base de reducidas dimensiones compuestas por un
equipo de radio prácticamente idéntico al de una torre de comunicaciones de unoperador de telefonía móvil
-potencia de trabajo menor que la de un teléfono inalámbrico (50mW) # aumentala duración de la batería del móvil
-bandas licenciadas # -control por parte de compañía de telefonía móvil
-los que hagan uso de la femtocelda deben tener contratado el
servicio con la misma compañía
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Condiciones:
• Células con forma arbitraria en función del terreno.
• Ubicaciones limitadas por la disponibilidad de emplazamientos.
• Número de frecuencias diferente en cada célula o sector.
• Células o sectores de diferentes tamaños.
• No hay un patrón de reutilización regular.
•
Los parámetros radio (potencias, número de sectores, orientación deantenas, …) pueden ser diferentes en cada base.
Procedimiento:
•
Se utilizan herramientas software con mapas digitales y modelos de
propagación más detallados.
•
Se realiza el cálculo de C/I en toda la zona cubierta: mapa de C/I.• Se comprueba si en un porcentaje p del área cubierta se supera Rp, o
bien Rp + M’.
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• El objetivo es saber cuántos canales (intervalos de tiempo o
portadoras) se necesitan en una célula o sector.
• Hipótesis:
! Las llegadas siguen un proceso de Poisson (válido cuando hay muchos
usuarios: aproximación de población infinita).
!
El tiempo de servicio sigue una distribución exponencial.!
Un solo tipo de servicio, por conmutación de circuitos.
• Tratamiento de la congestión:
!
Sistemas de bloqueo o pérdidas (PLMN):
GoS = Pr [ llamada bloqueada ] = PB
!
Sistemas de espera (PMR, PAMR):
GoS = Pr [ espera > tiempo de referencia ].
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• Tráfico ofrecido en la célula (sector), A: número medio de canales ocupadossuponiendo que todas las llegadas son aceptadas.
•
Tráfico ofrecido por usuario, a: porcentaje de ocupación que genera unusuario, suponiendo que todas sus llegadas son aceptadas.
•
El tráfico ofrecido por célula (sector), A, puede calcularse como el tráfico
ofrecido por usuario, a, por el número medio de usuarios en la célula
(sector), M.
&:i]D? ?Z:8D@<?
cel./sec.laallegadasentre
segmento
T
T A ==
µ
!
esindividualllamadasentre
llamada
T
T a =
Tsegmento: duración media de un segmento
Tentre llegadas: tiempo medio entre llegadas a la célula (nuevas o traspasos)!: tasa de llegadas a la célula. ! = 1/Tentre llegadas a la cél./sec.
µ: tasa de servicio en la célula. µ = 1/ Tsegmento
Tentre llamadas individuales: tiempo medio entre llamadas por usuario
Tllamada: duración media de la llamada, suponiendo que no hay caídas
aM A !=
$,)+#R -
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http://slidepdf.com/reader/full/3conceptos-celulares1 81/107
$,)+#R -
En este modelo se asume:
–Que el arribo de peticiones de llamada se distribuye
según Poisson.
–Hay un infinito número de usuarios.
–Hay arribos de requerimientos con memoria nula.
–El tiempo de utilización de un canal por un usuario se
distribuye exponencialmente.
–Hay un numero finito de canales en el sistema.
$,)+#R -
7/25/2019 3CONCEPTOS CELULARES1
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$,)+#R -
1% 2% 1% 2%Erlang-B
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http://slidepdf.com/reader/full/3conceptos-celulares1 83/107
1% 2% 0.0101 0.0204
0.1526 0.22350.4555 0.6022
0.8694 1.09231.3608 1.6571
1.9090 2.2759
2.5009 2.93543.1276 3.6271
3.7825 4.3447
4.4612 5.08405.1599 5.8415
5.8760 6.61476.6072 7.4015
7.3517 8.2003
8.1080 9.0096
8.8750 9.82859.6516 10.655810.4369 11.4909
11.2301 12.3330
12.0306 13.1815
12
3
456
7
89
101112
1314
15
1617
1819
20
12.8378 14.036013.6513 14.8959
14.4705 15.7609
15.2950 16.630616.1246 17.504616.9588 18.3828
17.7974 19.2648
18.6402 20.150419.4869 21.0394
20.3373 21.931622.0483 23.724923.7720 25.5291
25.5070 27.343127.2525 29.1662
29.0074 30.9973
30.7712 32.836032.5430 34.6817
34.3223 36.533736.1086 38.3916
37.9014 40.2551
2122
23
242526
27
2829
303234
3638
40
4244
4648
50
1% 2%Erlang B
Erlang-B
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http://slidepdf.com/reader/full/3conceptos-celulares1 84/107
Erlang B
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0
2
4
6
8
10
12
14
Nc
A
1%
2%
$,)+#R !
7/25/2019 3CONCEPTOS CELULARES1
http://slidepdf.com/reader/full/3conceptos-celulares1 85/107
$,)+#R !
En el segundo tipo de sistemas, se implementa una cola para almacenar
las llamadas que son bloqueadas.•Este tipo es llamado “Blocked Calls Delayed”.
•Su medida de GOS esta definida como la probabilidad que una llamada
sea bloqueada y deba esperar un cierto tiempo en la cola.
La probabilidad de que una llamada no tenga acceso inmediato al
sistema estádada por la formula ErlangC:
&,cM.!" $# *#+ !O)*)+
7/25/2019 3CONCEPTOS CELULARES1
http://slidepdf.com/reader/full/3conceptos-celulares1 86/107
&,cM.!" $# *#+ !O)*)+
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http://slidepdf.com/reader/full/3conceptos-celulares1 87/107
!+%+!.4+4
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• $7 6; D;>B<;< <8 9:i]D? C=8 K=8<8 G;>8[;: =>; :8< D86=6;:0 $6 <@78j? <8 =>; :8<
D86=6;: 879i K8>7;<? K;:; 7?K?:9;: =>; A:;> D;K;D@<;< <8 9:i]D?_ A:;D@;7 ; C=8
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• $6 R"' 87 qK@D;G8>98 <;<? D?G? 6; K:?L;L@6@<;< C=8 =>; 66;G;<; 78;L6?C=8;<;_ ? 8EK8:@G8>98 => :89;:<? G;7 A:;><8 C=8 => K;9:F> VD=;><? 78B8>8 D?6;X0
7/25/2019 3CONCEPTOS CELULARES1
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http://slidepdf.com/reader/full/3conceptos-celulares1 89/107
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•
*9N9C@:9: @<FE[<?=C9 – *9<9>=? NDE C=>:9 NDE leLZ:;N>=Y\
– d8 <pZ)JK\
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• K8 K9<:9 := TE=C;=<C@9 DC;N9:9 NDE ;< C9<9> =< leLZ:;N>=Y\
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7/25/2019 3CONCEPTOS CELULARES1
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ab
!;K;D@<;<
•
+U=IN>D? := *9N9C@:9: %<FE[<?=C9 –
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•
<82^ K8#J2b xeL8 bQb6 leLZ:;N>=Y\^ )8 #!• d8 2pZbQb6J#!\ 8 #Q4 C9<9>=?pC=>:9pleLZ:;N>=Y\
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• d8 2bpZ#Q5J!\ 8 !# C9<9>=?pC=>:9pleLZ:;N>=Y\
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7/25/2019 3CONCEPTOS CELULARES1
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a!
"L[8BH?7 <8 "KBG@\;: !;K;D@<;<
•
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– cEDC=:@I@=<FD? := CD<I;F9C@M< V X9<:D}=RC@=<F=?
$] @ @ $ 9 6
7/25/2019 3CONCEPTOS CELULARES1
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$]D@8>D@; $7K8D9:;6
•
*D<C=NFD? N9E9 ;<9 A;=<9 =RC@=<C@9 – $@?=WD :=> =<>9C= := E9:@D
• *D:=C? := I=<DE H=>DC@:9:
•
lD:;>9C@M< := I9VDE <@H=>• f@>FED? IB? =?FE=CXD?
– $@?=WD :=> ?@?F=I9
• +RC@=<C@9 := =<FED<C9I@=<FD
•
l=UDE /=;?D := TE=C;=<C@9? ZC=>> ?N>@~<S\
• l=UDE S=?PM< := FEBRCD Z?=N9E9E PND? := FEBRCD\
$] @ @ 9 6
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a2
$]D@8>D@; 87K8D9:;6
•
+RC@=<C@9 =?N=CFE9> 561-+78#2-39: • +RC@=<C@9 =?N=CFE9> := C@EC;@FD 5/12/*1-'+7;83:
• +RC@=<C@9 =?N=CFE9> S=DSEBRC9 5/12/*1-'+7;837
<$=:
eficiencia = Erlang / Mhz / Km2
2 <@ @F ] @ @ 9 6
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a4
28<@D@F> 8]D@8>D@; 87K8D9:;6
•
+RC@=<C@9 =?N=CFE9> ZA@F?pe=EFL\ D :=<?@:9: := @<TDEI9C@M<Jl@:= >9 =RC@=<C@9 := >9 ID:;>9C@M< := /fJ
• +RC@=<C@9 =?N=CFE9> NDE C@EC;@FD Z*@EC;@FD?pleL\ :=<FED :=;<9 C=>:9 D := BE=9 := ?=EH@C@DJ l@:= =RC@=<C@9 :=
CD:@RC9C@M< V := ID:;>9C@M<3 :D<:= *8 );IA=E DT C@EC;@F? N=E C9EE@=E
K8 *X9<<=> A9<:•@:FX Z@<C>;:@<S S;9E:A9<:?\ @< xeL
/.8 );IA=E DT €E=?FE@CF=: 9:U9C=<F CX9<<=>?
0X= R<9> :@H@?@D< AV # @? <=C=??9EV FD 9CCD;<F TDE FX= ;?= DT FE9<?I@F 9<: E=C=@H= TE=G;=<CV N9@E?J
( )( )
MHz Circuits MHz
RA B
C /
2
1000
1=!
+!
*B> > R @ @ F >
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a5
*B>C;>D =RC@=<C@9 =?N=CFE9>Spectrum Efficiency calculations (circuits/MHz)
SYSTEM ARCHITE
CTURE
CHANNE
L
BANDWI
DTH
CIRCUITS
PER
CARRIER
CODER
BITRATE
Kb/s
MODULA
TION
INFORMA
TION
DENSITY
(BITS/Hz)
ADJACEN
T
CHANNE
L
RESTRIC
TION
CIRCUITS
PER MHz
AMPS
CELLULA
R
Analog
FDMA
30 kHz 1 - - Yes 5.5
DAMPS
Full rate
TDMA 30 kHz 3 13 1.6 Yes 16.7
DAMPS
Half rate
TDMA 30 kHz 6 6.5 1.6 Yes 33.3
DAMPS
E-TDMA
TDMA 30 kHz ~15 6.5 1.6 Yes ~80
CT-2 TDD 50 kHz 1 32 0.6 No 10
GSM TDMA 200 kHz 8 16 ~1 Yes ~7
IS-95 CDMA 1250 kHz 20 8 ~0.5 Yes 16
*B>C >D =RC@=<C@9 =?N=CFE9>
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a6
*B>C;>D =RC@=<C@9 =?N=CFE9>
•
+RC@=<C@9 =?N=CFE9> S=DSEBRC9 – -P>@L9 => E=;?D := TE=C;=<C@9J *D< )82 I=UDE
=RC@=<C@9 G;= CD< )8_J
–
*=>:9? IB? N=G;=W9? S=<=E9< IB? C@EC;@FD? NDExI#
!i6D=6? 8]D@8>D@; 87K8D9:;6
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a_
!i6D=6? 8]D@8>D@; 87K8D9:;6
( ) 2/ !! N C BionrumAllocat TotalSpect
overed TotalAreaC
Cell rcuits NumberofCills NumberofCe /!
( ) overed TotalAreaC N C B
lls NumberofCeionrumAllocat TotalSpect
!!!
!
2/
Where B is the channel bandwidth,
C is the circuits per carrier, and N is the reuse pattern
Eficiencia espectral geográfica
NumberofCircuits/Cell =
!;K;D@<;< 8> 7@798G;7 D86=6;:87
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!;K;D@<;< 8> 7@798G;7 D86=6;:87•
El dimensionamiento se hace por célula, o por sector si es una redsectorizada.
! !!!! S ad S aM A ===
d: densidad de usuarios (usuarios/km2)
S: superficie de la célula o sector
": densidad de tráfico (E/km2): " = d"a
• Dados Nc y PB, puede determinarse A = B-1(PB,Nc)
•
Para poder atender una mayor densidad de tráfico (") puede recurrirse a
reducir el tamaño de las células o sectores.
•
Eficiencia espectral (E/km2/MHz):
S B
N P B
B
c B
!
),(
total
1
total
!
==
" #
Btotal: ancho de banda total del sistema
!;K;D@<;<I 8[8GK6?
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!;K;D@<;<I 8[8GK6?
GSM 900 MHz: radiocanales de 200 kHz, 8 canales/radiocanal (TDMA)
Btotal = 12,5 MHz (para cada sentido)2 canales para señalización.
PB = 1%.
" = 20 E/km2.
Estructura celular:
1) omnidireccional con N = 7
2) sectorizada con N = 4, m = 3.
Se supone que ambas cumplen los requisitos de C/I.
¿S, #?
¿Densidad de emplazamientos?
!;K;D@<;<I 8[8GK6?
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K [ K1) Hay 12,5/0,2 = 62 radiocanales en total.
Pueden asignarse 62/7 $ 9 radiocanales por célula.
Nc = 9*8-2 = 70 canales de tráfico por célula.
A = 56,1 E por célula.
Scélula = A/" = 2,8 km2.
# = 56,1 / (12,5"2,8) = 1,6 E/km2/MHz = " / Btotal.
Densidad de emplazamientos = 1/Scélula = 0,36 km-2.
2) Pueden asignarse 62/(4*3) $ 5 radiocanales por sector.
Nc = 5*8-2 = 38 canales de tráfico por sector.
A = 27,3 E por sector.
Ssector = A/" = 1,48 km2.
# = 1,6 E/km2/MHz.
Densidad de emplazamientos = 1/(m"Ssector ) = 0,23 km-2.
La estructura sectorizada con N=4, m=3 es más interesante
que la omnidireccional con N = 7, pues requiere menosemplazamientos para la misma capacidad (").
+:C=@98D9=:; A8>8:;6 <8 => 7@798G; <8
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!b!
D?G=>@D;D@F>
Fuente Tx Rx Destino
Fuentesde Ruido
El canal
$7C=8G; Li7@D? <86 7@798G; <8
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!b#
,;<@?D?G=>@D;D@F>
Portadora (estabilidad de
frecuencia )Señal Deseada
Propagación Atenuación
espacial
desvanecimiento
Efecto Dopler
Despolarizacion
Antena TXDiagrama de
Radiación,
polarización
Txpot,Bw,
Densidad
espectral
Señal
12
34
Modulación (Dispersión de
energía )
1. Entrada de la señal de información al modulador.2. Salida de la señal modulada.
3. Salida de la señal amplificada y filtrada del Tx con destino a laantena.
4. Emisión de la portadora modulada
$7C=8G; Li7@D? <86 7@798G; <8
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!b2
,;<@?D?G=>@D;D@?>
Ruido
fuente,
naturalezapropagacion
densidad espect
Antena Rx
Diagrama deRadiación,polarización
EntradaRx SeñalRec.
7 6 5 8
Dem
Señal Recibida
RF/FI
SeñalDeseada
5. Llegada de las señales (deseada, interferentes y ruido)al Rx.
6. Entrada al demodulador del Rx.7. Recuperación de la información.
8. Actuación del ruido sobre el Rx.
Señal interferente
2"4$)" 4$ '.'&$2+ 4$ &,+'2.'.P#
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2"4$)" 4$ '.'&$2+ 4$ &,+'2.'.P#
!b4
2"4$)" '.'&$2+ 4$ &,+'2.'."#
7/25/2019 3CONCEPTOS CELULARES1
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2"4$)" '.'&$2+ 4$ &,+'2.'."#
!b5
T+#4"MM r T+#4"3$, r &,+'%+'"
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T+#4"MM r T+#4"3$, r &,+'%+'"
!b6