Radiové rozhraní GSM prakticky. Karel Mikuláštík

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Radiové rozhraní GSM prakticky. Karel Mikuláštík"

Oldřich Esterka
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Radiové rozhraní GSM prakticky Karel Mikuláštík

2 Kmitočty pro GSM a DCS Uplink Pásmo 900 MHz: MHz po 200 khz až MHz (kanály 1 až 124) Pásmo 1800 MHz: MHz po 200 khz až MHz (k ) Downlink Pásmo 900 MHz: MHz po 200 khz do MHz (kanály 1 až 124) Pásmo 1800 MHz: MHz po 200 khz do MHz (k ) Duplexní odstup GSM: 45 MHz, DCS 95 MHz Šířka kanálu Spektrum dané GMSK

8 MHz (k 512 885) Downlink Pásmo 900 MHz: 935.2 MHz po 200 khz do 959.

3 Kmitočty pro GSM a DCS Rozdělení kmitočtů mezi operátory 900 MHz Nové Oskar Eurotel T-Mobile Oskar

85 84 83 82 81 80 79 78 77 76 75 74 73 72 71 70 69 68 67 66 65 64 63 62 61 60 59 58 57 56 55 54 53 52 51 50 49 48 47 46

4 Kmitočty pro GSM a DCS Rozdělení kmitočtů v ČR mezi operátory 1800 MHz Kapacitní problémy řeší 1800 MHz Výhody/nevýhody 1800 MHz: - více kanálů větší pásmo, snadné plánování - horší šíření menší rušení - horší průnik do budov Eurotel T-Mobile Oskar

834 833 832 831 830 829 828 827 826 825 824 823 822 821 820 819 818 817 816 815 814 813 812 811 810 809 808 807 806 805 804 803 802 801 800 799 798 797 796 795 794 793 792 791 790 789 788 787 786 785

5 Buňková síť Všesměrové antény (OMNI) Směrové antény - sektorizace D R = 3N R poloměr buňky D vzdálenost buňky se stejným kmitočtem N počet buněk ve svazku (počet kmitočtů)

6 Konfigurace BTS 1 buňka BTS Base Transceiver station základnová stanice BTS nese 1 4 buňky = sektory Buňka základní stavební prvek mobilní sítě GSM Vysílací zařízení + antény pro pokrytí určitého území Komunikaci s účastníky zajišťují vysílače Transceivery TRXy Každý TRX v FDMA/TDMA zajišťuje 8 timeslotů První TRX přenáší timesloty se servisními informacemi nazýváme jej BCCH TRX SDCCH logický kanál pro přenos signalizace a např. SMS Další TRXy zprostředkovávají provoz traffic => TCH TRX BCCH 1 TCH 2 TCH 3 TCH

Transceivery TRXy Každý TRX v FDMA/TDMA zajišťuje 8 timeslotů První TRX přenáší timesloty se servisními informacemi nazýváme jej

7 Kmitočty pro GSM a DCS BCCH kmitočty Rozdělení kmitočtů na BCCH a TCH BCCH trvalý výkon BTS, pečlivé plánování Počet BCCH kmitočtů => počet BTS TCH výkon regulován, menší rušení TCH kmitočty

18 28 38 48 58 68 78 88 98 108 118 19 29 39 49 59 69 79 89 99 109 119 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 => počet BTS TCH výkon regulován, menší rušení TCH kmitočty 1 2 3 4 11 12 13 14 21 22 23 24

8 TCH - využívání Výkon reguluje BTS i MS Pevné kmitočty plánování Hopping - Baseband - dostupné TCH frekvence na sektror - Syntetised - přes celou pásmo fr. přidělených na TCH Výhody - snížení rušení - vlastnostem rozprostřeného spektra obrana proti rychlým únikům - u Syntetised odpadá frekvenční plánování, hladina rušení se pro celou sít průměruje a závisí hlavně na počtu kmitočtů v hoppingové sekvenci (mezi kmitočty se skáče v pseudonáhodné posloupnosti po uplynutí jednoho rámce) 1800 MHz Eurotel: , , , T-Mobile: (Praha)

přidělených na TCH Výhody - snížení rušení - vlastnostem rozprostřeného spektra obrana proti rychlým únikům - u Syntetised odpadá frekvenční

9 Konfigurace duální BTS 1. sektor 2. sektor 3. sektor př. Single BCCH BCCH BCCH BCCH 900 MHz TCH 1 TCH 2 TCH 1 TCH 2 TCH 1 TCH 2 TCH 3 TCH 3 TCH 3 BCCH BCCH TCH MHz TCH 1 TCH 2 TCH 1 TCH 2 TCH 5 TCH 6 TCH 3 TCH 3 TCH 7

TCH 2 TCH 1 TCH 2 TCH 3 TCH 3 TCH 3 BCCH BCCH TCH 4

10 Servisní timesloty na BCCH TRXu Buňka s jedním TRX (pouze BCCH TRX): BCCH +4SDCCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH Buňka s 2,3 TRXy: BCCH 8SDCCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH Buňka s 4,5 TRXy: TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH BCCH 8SDCCH 8SDCCH TCH TCH TCH TCH TCH Při zvýšeném provozu se připínají další TRXy (stále v provozu BCCH) Dynamické SDCCH umožňuje měnit Aktuální počet servisních timeslotů TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH TCH

TCH TCH TCH TCH Při zvýšeném provozu se připínají další TRXy (stále v provozu BCCH) Dynamické SDCCH umožňuje měnit Aktuální počet

11 Kapacita buňky Počet TRXů Kapacita [Erl] při blokování 2% Najednou si zavolá účastníků jednotka Erlang člověkohodina :o) Kapacita provoz - součet počtu hovorů násobených délkou jejich trvání Určuje zda-li počet instalovalovaných TRXů dostačuje pro provoz

1 Najednou si zavolá účastníků 7 14 22 29 jednotka Erlang člověkohodina

12 Idle a dedicated režim Idle - telefon přihlášen, poslouchá nejsilnější nebo preferovanou BTS, broacast list - při navázání hovoru o BTS rozhoduje telefon Dedicated - hovor navázán, o použité BTS rozhoduje BSC

broacast list - při navázání hovoru o BTS rozhoduje

13 Parametry radiového rozhraní - Idle RXLevel přijímaná úroveň v dbm C1 - síla signálu v db vztažená k prahové hodnotě sítě povolující přihlášení RXLev Access Minimum (v ČR - 90 až -105 dbm) CRO (Cell Reselect Offset) - preferenční parametr, umožňuje zvýhodnit konkrétní buňku proti ostatním při výběru na pozici aktivní buňky telefonem (bestserver) C2 údaj rozhodující o umístění té které buňky na aktivní pozici. C2 = C1 + CRO CellID, LAC, BSIC List sousedů

preferenční parametr, umožňuje zvýhodnit konkrétní buňku proti ostatním při výběru na pozici aktivní buňky

14 Duální síť GSM/DCS - směrování 1. Preference DCS už v Idle režimu - použití CRO 2. Preference DCS v Dedicated režimu - handover z GSM do DCS po navázání hovoru (extracelulární handover) 3. Single BCCH na DCS zrušeny signalizační timesloty, vše na GSM. Dochází k intracelulárnímu handoveru

15 P p Výkonová bilance mezi BTS a MS P p P v G Gp v, L d P p přijímaná výkonová úroveň signálu vysílaný výkon zisk přijímací a vysílací antény = Pv + Gv + Gp L (dbm, db) d 4πd = 10log λ útlum trasy mezi BTS a MS Kulová vlna (ideální případ) L d 2 Příklad: Výkon BTS 10 W 40 dbm, zisk vysílací antény 15 db vyzářený výkon 55 dbm, (cca 400 W) Přijímaná úroveň signálu: -100 až -30 dbm => útlum trasy db

BTS a MS Kulová vlna (ideální případ) L d 2 Příklad: Výkon BTS 10 W 40 dbm, zisk vysílací antény 15

16 Šíření vln v pásmech 900 a 1800 Ohyb, odraz a rozptyl na rozhraní Pomalé úniky (překážky) Rychlé úniky (odrazy, mnohocestné šíření) Velké časové rozprostření zpoždění => diverzita

17 Diverzita V místě BTS signál od MS značně kolísá Kolísání má v jiném kanálu odlišný průběh Na BTS jsou dvě přijímací cesty Vybírá se silnější případně součtový nebo váhovaný signál Prostorová diverzita Polarizační diverzita Spec. Frekvenční diverzita - hopping

Vybírá se silnější případně součtový nebo váhovaný signál

18 Antény pro základnové stanice Všesměrové (omni) Panelové - směrové - vertikální polarizace 2 antény pro sektor (prostorová diverzita) - duálně polarizované a -45 stupňů (polarizační diverzita) Vyzařování pro pokles o 3 db v horizontální rovině stupňů, ve vertikální stupňů, zisk 3 18 db, potlačení ve zpětném směru cca 30 db

-45 stupňů (polarizační diverzita) Vyzařování pro pokles o 3 db v horizontální rovině

19 Typy buněk Makro nad úrovní střech budov - umbrella vysoké kóty, 10tky km - velké město, dosah v kilometrech - malé jádra měst, průmyslové zábavní zóny Mikro pod úrovní střech stovky metrů Piko vnitřní rozvody v budovách Opakovače

- malé jádra měst, průmyslové zábavní zóny Mikro pod

21 Dosah síla signálu minimální úroveň u GSM cca -114 dbm (v blízkosti BTS je cca -30 dbm) minimální poměr signál/šum

22 Rušení na stejném a sousedním kanále potřebný odstup žádaného signálu od rušícího A MF filtr přijímače potlačuje sousední kanál o cca 25 db je na to nutné brát ohled při plánování BCCH kmitočtů

23 Handover úroveň signálu, kdy je nařízen handover minimální úroveň signálu (při nižší úrovni dochází k výpadku vzdálenost / maximální rychlost, při které dojde k úspěšnému handoveru

24 Základnové stanice v Dejvicích

25 Modulace GMSK speciální případ dvoustavové frekvenční modulace Ref -28 dbm Att 10 db *RBW 3 khz VBW 30 khz SWT 60 ms Marker 1 [T1] dbm MHz Vstupní data procházejí Gaussovským filtrem 1 RM* AVG Delta 2 [T1] db khz Delta 3 [T1] db khz A zlepšená spektrální účinnost PRN -80 SWP 100 of Center MHz 50 khz/ Span 500 khz Comment A: REd Date: 4.JAN :20:12

26 Frekvenční spektrum downlink GSM MHz - Dejvice Ref -28 dbm Att 10 db *RBW 3 khz VBW 10 khz SWT 2.8 s Marker 4 [T1] dbm MHz 1 SA AVG Marker 1 [T1] dbm MHz Marker 2 [T1] dbm MHz Marker 3 [T1] dbm MHz A PRN -80 SWP 94 of Start 935 MHz 2.5 MHz/ Stop 960 MHz Comment A: REd Date: 4.JAN :05:05

27 Frekvenční spektrum downlink GSM MHz - Dejvice Ref -28 dbm Att 10 db *RBW 10 khz VBW 30 khz SWT 740 ms Marker 1 [T1] dbm GHz 1 SA AVG Marker 2 [T1] dbm GHz Marker 3 [T1] dbm GHz Marker 4 [T1] dbm GHz A -70 PRN SWP 100 of Start GHz 7.4 MHz/ Stop GHz Comment A: REd Date: 4.JAN :09:31

28 Frekvenční spektrum NMT a 1 SA AVG Ref -28 dbm CDMA 450 Att 10 db *RBW 3 khz VBW 10 khz SWT 780 ms Marker 1 [T1] dbm MHz Delta 2 [T1] 0.47 db MHz Delta 3 [T1] db MHz A PRN -80 SWP 100 of Center MHz 700 khz/ Span 7 MHz Comment A: REd Date: 4.JAN :59:41

29 Děkuji za pozornost!

Podobné dokumenty

Semestrální práce-mobilní komunikace 2004/2005

Václav Pecháček Semestrální práce-mobilní komunikace 2004/2005 Provozní parametry celulárních sítí Celulární systém -struktura založená na určitém obrazci, ve kterém je definované rozložení dostupného