Báo cáo bài tập lớn thông tin di động thực hiện quy hoạch cell GSM 900

8 754 18
Báo cáo bài tập lớn thông tin di động   thực hiện quy hoạch cell GSM 900

Đang tải... (xem toàn văn)

Thông tin tài liệu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN: THÔNG TIN DI ĐỘNG GVHD:Tạ Trí Nghĩa SINH VIÊN THỰC HIỆN: Phan Ngọc Thiện Nguyễn Thanh Hoàng A YÊU CẦU  Thực quy hoạch cell GSM 900 cho nhà cung cấp dịch vụ để phủ sóng, cấu hình trạm BTS tính chi phí xây dựng hệ thống cho thành phố sau: Các yêu cầu hệ thống:  Theo ước tính, xấp xĩ 90% dân số sử dụng điên thoại di động Nhà cung cấp dịch vụ thiết kế hệ thống để phục vụ 20% người sử dụng thành phố Trong cao điểm người sử dụng thực trung bình gọi với thời gian trung bình gọi 120 giây Tỉ số tính hiệu can nhiễu (C/I) hệ thống tối thiểu 12 dB Xác suất phủ sóng tối thiểu 95% biên cell Xác suất nghẽn cell tối đa 2% Chiều cao (effective height) anten trạm gốc (BS) thiết kế từ 30 – 60 m Sử dụng băng tần 8.2 MHz =>41 carriers        B THÔNG SỐ THIẾT BỊ SỬ DỤNG: Thông số Base Station (BS) RBS 2102: • • • • Số lượng transceivers : Số sectors : Công suất phát : Độ nhạy máy thu : 1-6 1-3 28W / 44.5dBm ( GSM 900) -110dBm ( GSM 900) -111.5dBm với TMA ( GSM 1800 ) Thông số Mobile Station ( MS) : • Công suất phát • Độ nhạy máy thu : : Lớp : 33dBm Lớp : 29dBm -104dBm ( Sử dụng để tính toán) PHẦN TRÊN NÀY CHƯA ĐỤNG THỰC HIỆN: C I Khu vực : Đặc điểm: • Số người dự định phục vụ : N = 8800*32*90%*20% = 50688 người • ρu = 120/3600 = 1/30 Erl => Tổng dung lượng khu vực: ρ = ρu * N = 1689 Erl • Nhận xét: Đây khu vực có diện tích nhỏ số người sử dụng dịch vụ đông, ta ưu tiên thiết kế cho hệ thống đảm bảo dung lượng khu vực, sau xét tới yêu cầu phủ sóng cho khu vực khu vực có dung lượng lớn cần nhiều trạm BTS => bán kính trạm phát nhỏ => dễ thỏa yêu cầu vùng phủ sóng • Xác suất phủ sóng : Pcov = 0.95 , σ = Gọi SFM độ dự trữ kênh fading chậm ( Shadow fading margin ) Pcov = – Q(SFM/ σ) Q(SFM/ σ) = – 0.95 = 0.05  SFM / σ = 1.65 => SFM = 10dB ( Sử dụng cho fast fading margin) Quy hoạch cell: • Chia 1200 – sectors cho BTS • ht = 30m , hr = 1.5m Sử dụng mô hình Hata cho thành phố trung bình: a(hr ) = (1.1lgfc – 0.7) hr – (1.56lgfc – 0.8) = (1.1*lg 900 – 0.7)*1.5 – (1.56lg 900 – 0.8) = 0.011dB L(dB) = 69.55 + 26.16lg fc – 13.82 log ht – a(hr) + (44.9 -6.55lg ht)lg d = 69.55 + 26.16lg 900 – 13.82log 30 + (44.9 -6.55lg 30) lg d = 69.55 + 77.2 -20.41 + 35.22lg d – 0.011 = 126.32 + 35.22d  Xét Downlink: Pt(BS) + GABTS≥ ∑Loss + SFM + Độ nhạy máy thu(MS)  44.5 + 16 ≥ 126.32 + 35.22lg d + 10 + + 0.065 + 10 – 104dBm  35.22lg d ≤ 15.115 =>d ≤ 2.96km  Xét Uplink: Pt(MS) + GABTS≥ ∑Loss + SFM + Độ nhạy máy thu(BS)  29 + 16 ≥ 126.32 + 35.22lg d + 10 + + 0.065 + 10 – 110dBm  35.22lg d ≤ 5.651 =>d ≤ 1.44km • C/I ≥ 12dB => ≥ 12dB => K ≥ 3.34 => Chọn K = (cells) cells/cluster ; sectors/cell => 12 sectors/cluster Tối đa 41 carriers => Mỗi sectors sử dụng carriers =>36 carriers/ cluster  23 channels/ sector sử dụng cho kênh thoại => Dung lượng sector : 15.76Erl => Dung lượng cluster : 15.76*12 = 189.12Erl  Số Clusters cần dùng: 1689/189.12 ≈9 clusters ≈ 36 cells=> Mẫu sử dụng lại channel : M =  Diện tích cell : 32/36 = 0.89km2 => Bán kính cell : R = 0.58km ( thỏa yêu cầu d ≤ 1.44km) => Đảm bảo xác suất phủ sóng ≥ 95% Cấu hình trạm BTS: • Mỗi cell chia thành sectors Mỗi sector sử dụng carriers => Mỗi sector sử dụng phát Tx • Xét Downlink: với d =0.58Km Pt(BS) + GABTS ≥ ∑Loss + SFM + Độ nhạy máy thu(MS)  Pt + 16 ≥ 126.32 + 35.22lg 0.58 + 10 + + 0.065 + 10 – 104dBm  21.05dBm ≤ Pt: Mỗi sector nên phát công suất 21.05dBm Chi phí xây dựng: • Chi phí xây trạm BTS 30m : • Chi phí 36 trạm BTS có sóng mang: 6kUSD * 36 = 216kUSD 15kUSD * 36 = 540kUSD Chi phí tăng thêm cho carriers BTS : 3kUSD * = 24kUSD • Chi phí tăng thêm carrierscho 36 BTS: 24kUSD * 36 = 864kUSD • Chi phí chia sector cho 36 BTS : 2kUSD * 36 = 72kUSD  Tổng chi phí cho Khu vực : 1692kUSD II Khu vực : Đặc điểm: • Số người dự định phục vụ : N = 18500*10*90%*20% = 33300 người • ρu = 120/3600 = 1/30 Erl => Tổng dung lượng khu vực: ρ = ρu * N = 1110 Erl • Nhận xét: Đây khu vực có diện tích nhỏ số người sử dụng dịch vụ đông (ít khu vực 1), ta ưu tiên thiết kế cho hệ thống đảm bảo dung lượng khu vực, sau xét tới yêu cầu phủ sóng cho khu vực • Xác suất phủ sóng : Pcov = 0.95 , σ = Pcov = – Q(SFM/ σ) Q(SFM/ σ) = – 0.95 = 0.05  SFM / σ = 1.65 => SFM = 13.2dB ( Sử dụng cho fast fading margin) Quy hoạch cell: • Chia 1200 – sectors cho BTS • ht = 30m , hr = 1.5m Sử dụng mô hình Hata cho thành phố trung bình: a(hr ) = (1.1lg fc – 0.7) hr – (1.56lg fc – 0.8) = (1.1*lg 900 – 0.7)*1.5 – (1.56lg 900 – 0.8) = 0.011dB L(dB) = 69.55 + 26.16lg fc – 13.82 log ht – a(hr) + (44.9 -6.55lg ht)lg d = 69.55 + 26.16lg 900 – 13.82log 30 + (44.9 -6.55lg 30) lg d = 69.55 + 77.2 -20.41 + 35.22lg d – 0.011 = 126.32 + 35.22d  Xét Downlink: Pt(BS) + GABTS≥ ∑Loss + SFM + Độ nhạy máy thu(MS)  44.5 + 16 ≥ 126.32 + 35.22lg d + 10 + + 0.065 + 13.2 – 104dBm  35.22lg d ≤ 15.115 =>d ≤ 2.17km  Xét Uplink: Pt(MS) + GABTS≥ ∑Loss + SFM + Độ nhạy máy thu(BS)  29 + 16 ≥ 126.32 + 35.22lg d + 10 + + 0.065 + 13.2 – 110dBm  35.22lg d ≤ 5.651 =>d ≤ 1.17km • C/I ≥ 12dB => ≥ 12dB => K ≥ 2.4 => Chọn K = (cells) cells/cluster ; sectors/cell =>9 sectors/cluster Tối đa 41 carriers => Mỗi sector sử dụng 4carriers => 36 carriers/ cluster  30 channels/ sector sử dụng cho kênh thoại => Dung lượng sector : 21.93Erl => Dung lượng cluster : 21.93*9 = 197.37Erl  Số Clusters cần dùng: 1110/197.37 ≈ clusters ≈ 18 cells => Mẫu sử dụng lại channel : M =  Diện tích cell : 10/18 = 0.56km2 => Bán kính cell : R = 0.46km ( thỏa yêu cầu d ≤ 1.17km) => Đảm bảo xác suất phủ sóng ≥ 95% Cấu hình trạm BTS: • Mỗi cell chia thành sectors Mỗi sector sử dụng 4carriers => Mỗi sector sử dụng phát Tx • Xét Downlink: với d =0.46Km Pt(BS) + GABTS ≥ ∑Loss + SFM + Độ nhạy máy thu(MS)  Pt + 16 ≥ 126.32 + 35.22lg 0.46 + 10 + + 0.065 + 13.2 – 104dBm  20.7dBm ≤ Pt : Mỗi sector nên phát công suất 20.7dBm Chi phí xây dựng: • Chi phí xây trạm BTS 30m : • Chi phí 18 trạm BTS có sóng mang: 6kUSD * 18 = 108kUSD 15kUSD * 18 = 270kUSD Chi phí tăng thêm cho 11carriers BTS : 3kUSD *11 = 33kUSD • Chi phí tăng thêm carriers cho 18 BTS: 33kUSD * 18 = 594kUSD • Chi phí chia sector cho 18 BTS : 2kUSD * 18 = 36kUSD  Tổng chi phí cho Khu vực : 1008kUSD III Khu vực : Đặc điểm: • Số người dự định phục vụ : N = 1900*210*90%*20% = 71820 người • ρu = 120/3600 = 1/30 Erl => Tổng dung lượng khu vực: ρ = ρu * N = 2394 Erl • Nhận xét: Đây khu vực có dung lượng sử dụng dịch vụ cao điểm tương đối so với diện tích, ta cân dung lượng khu vực diện tích trạm BTS để đảm bảo xác suất phủ sóng yêu cầu • Xác suất phủ sóng : Pcov = 0.95 , σ = Pcov = – Q(SFM/ σ) Q(SFM/ σ) = – 0.95 = 0.05  SFM / σ = 1.65 => SFM = 10dB ( Sử dụng cho fast fading margin) Quy hoạch cell: • Chia 1200 – sectors cho BTS • C/I ≥ 12dB => ≥ 12dB => K ≥ 3.33 => Chọn K = (cells)  cells/cluster ; sectors/cell =>12 sectors/cluster • Tối đa 41 carriers => Mỗi sector sử dụng 3carriers =>36carriers/ cluster  23 channels/ cell sử dụng cho kênh thoại => Dung lượng cell : 15.76 Erl =>Số lượng cell để đáp ứng dung lượng khu vực : 2394/29.17 ≈ 152 sectors ≈ 52 cells ≈ 13 cluster => Mẫu sử dụng lại channel M=13  Diện tích cell :210/ 52 = 4.04km2 => Bán kính cell R = 1.24km • Giả thiết BTS MS phát hết công suất tối đa, ta tính toán ht • hr = 1.5m Sử dụng mô hình Hata cho thành phố trung bình: a(hr ) = (1.1lg fc – 0.7) hr – (1.56lg fc – 0.8) = (1.1*lg 900 – 0.7)*1.5 – (1.56lg 900 – 0.8) = 0.011dB L(dB) = 69.55 + 26.16lg fc – 13.82 lg ht – a(hr) + (44.9 -6.55lg ht)lg d = 69.55 + 26.16lg 900 – 13.82lg ht + (44.9 -6.55lg ht) lg R = 69.55 + 77.2 -13.82lg ht – 0.011 + 4.29 – 0.61lg ht = 151.03–14.43lg ht  Xét Downlink: Pt(BS) + GABTS ≥ ∑Loss + SFM + Độ nhạy máy thu(MS)  44.5 + 16≥ 151.03 – 14.43lg ht+ 10 + + 0.065 + 10 – 104dBm  14.43lg ht ≥ 9.595 =>ht ≥4.62m  Xét Uplink: Pt(MS) + GABTS ≥ ∑Loss + SFM + Độ nhạy máy thu(BS)  29 + 16≥ 151.03 – 14.43lg ht + 10 + + 0.065 + 10 – 110dBm  14.43lg ht ≥ 19.26 =>ht ≥21.05m Chọn ht = 30m • Cấu hình trạm BTS: Mỗi sector sử dụng 3carriers => Mỗi sector sử dụng phát Tx • Xét Downlink: với R =1.24Km , ht =30m Pt(BS) + GABTS≥ ∑Loss + SFM + Độ nhạy máy thu(MS)  Pt + 16 ≥ 151.2 – 14.47lg 30 + 10 + + 0.065 + 10 – 104dBm  32.89dBm ≤ Pt : Mỗi sector nên phát công suất 32.89dBm • • • • • IV Chi phí xây dựng: Chi phí xây trạm BTS 30m : Chi phí 51 trạm BTS có sóng mang: Chi phí tăng thêm cho 8carriers BTS : Chi phí tăng thêm carriers cho 51 BTS: Chi phí chia sector cho 51BTS  Tổng chi phí cho Khu vực : 6kUSD * 51 = 306kUSD 15kUSD * 51 = 765kUSD 3kUSD * = 24kUSD 24kUSD * 51 = 1224kUSD 2kUSD * 51 = 102kUSD 2397kUSD Khu vực : Đặc điểm: • Số người dự định phục vụ : N = 160*736*90%*20% = 21197 người • ρu = 120/3600 = 1/30 Erl=> Tổng dung lượng khu vực: ρ = ρu * N = 706.56Erl • Nhận xét: Đây khu vực có dung lượng sử dụng dịch vụ nhỏ so với diện tích, việc thay diện tích phủ sóng cell linh động => Ta ưu tiên đảm bảo dung lượng phục vụ cho khu vực, sau cân chỉnh diện tích phủ sóng hệ thống để đảm bảm xác suất phủ sóng • Xác suất phủ sóng : Pcov = 0.95 , σ = Pcov = – Q(SFM/ σ) Q(SFM/ σ) = – 0.95 = 0.05  SFM / σ = 1.65 => SFM = 4.95dB ( Sử dụng cho fast fading margin) Quy hoạch cell: • Chia 1200 – sectors cho BTS để giảm số lượng Cells • C/I ≥ 12dB => ≥ 12dB => K ≥ => Chọn K = (cells)  cells/cluster ; sectors/cell =>27 sectors/cluster  Tối đa 41 carriers => Mỗi sector sử dụng 1carriers =>27carriers/ cluster • Tối đa 41 carriers => Mỗi sector sử dụng carrier =>27 carriers/ cluster  channels/ sector sử dụng cho kênh thoại => Dung lượng sector : 2.935 Erl => Số lượng sector để đáp ứng dung lượng khu vực : 706.56/2.935≈ 243sectors ≈ 81 cells ≈ clusters => Mẫu sử dụng lại channel M=9  Diện tích cell :736/81= 9.08km2 => Bán kính cell R = 1.87km • Giả thiết BTS MS phát hết công suất tối đa, ta tính toán ht • hr = 1.5m Sử dụng mô hình Hata cho thành phố trung bình: a(hr ) = (1.1lg fc – 0.7) hr – (1.56lg fc – 0.8) = (1.1*lg 900 – 0.7)*1.5 – (1.56lg 900 – 0.8) = 0.011dB L(dB) = 69.55 + 26.16lg fc – 13.82 lg ht – a(hr) + (44.9 -6.55lg ht)lg d = 69.55 + 26.16lg 900 – 13.82lg ht + (44.9 -6.55lg ht) lg R = 69.55 + 77.2 - 13.82lg ht – 0.011+ 12.07 – 1.71lg ht = 158.81 – 15.53lg ht  Xét Downlink: Pt(BS) + GABTS ≥ ∑Loss + SFM + Độ nhạy máy thu(MS)  44.5 + 16 ≥ 158.81 – 15.53lg ht + 10 + + 0.065 + 4.95 – 104dBm  15.53lg ht ≥ 12.325 =>ht ≥ 6.21m  Xét Uplink: Pt(MS) + GABTS ≥ ∑Loss + SFM + Độ nhạy máy thu(BS)  29 + 16 ≥ 158.81 – 15.53lg ht + 10 + + 0.065 + 4.95– 110dBm  15.53lg ht ≥ 21.825 =>ht ≥ 25.42 Chọn ht = 30m Cấu hình trạm BTS: • Mỗi sector sử dụng 1carrier => Mỗi sector sử dụng phát Tx • Xét Downlink: với R =1.87Km , ht =30m Pt(BS) + GABTS≥ ∑Loss + SFM + Độ nhạy máy thu(MS)  Pt + 16 ≥ 158.81 – 15.53lg ht + 10 + + 0.065 + 4.95 – 104dBm  33.88dBm ≤ Pt : Mỗi sector nên phát công suất 33.88dBm Chi phí xây dựng: • Chi phí xây trạm BTS 30m : • Chi phí 81 trạm BTS có sóng mang: 6kUSD * 81 = 486kUSD 15kUSD * 81 = 1215kUSD Chi phí tăng thêm cho 2carriers BTS : 3kUSD * = 6kUSD • Chi phí tăng thêm carriers cho 81 BTS: 6kUSD * 81 = 486kUSD • Chi phí chia sector cho 81 BTS 2kUSD * 81 = 162kUSD  Tổng chi phí cho Khu vực : 2349kUSD D TỔNG KẾT: Khu vực Khu vực Khu vực Khu vực SFM(dB) 10 13.2 10 4.95 Toàn thành phố - Chia 1200-sector Có Có Có Có - Cluster size(K) 4 - Số cell 36 18 52 81 186 Số cluster 13 - Số carriers/sector - Bán kính cell(km) 0.58 0.46 1.24 1.87 - 30 30 30 30 - 21.05 20.7 32.89 33.88 - 1692 1008 2397 2349 7446 ht(m) Công suất trạm phát(dBm) Chi phí (kUSD) CÁC GIẢ THIẾT TRONG ĐỀ XUẤT: E Đề xuất xem việc quy hoạch channel vùng giao khu vực thực để tránh gây can nhiễu lẫn • Các trạm phát BTS ( Sector ) phát công suất đề nghị, phủ sóng diện tích trạm để tránh gây can nhiễu cho vùng lân cận • Shadow fading margin ( SFM ) bao gồm Fast fading margin (3dB) • ... dụng cho fast fading margin) Quy hoạch cell: • Chia 1200 – sectors cho BTS để giảm số lượng Cells • C/I ≥ 12dB => ≥ 12dB => K ≥ => Chọn K = (cells)  cells/cluster ; sectors /cell =>27 sectors/cluster... 10dB ( Sử dụng cho fast fading margin) Quy hoạch cell: • Chia 1200 – sectors cho BTS • C/I ≥ 12dB => ≥ 12dB => K ≥ 3.33 => Chọn K = (cells)  cells/cluster ; sectors /cell =>12 sectors/cluster... SFM độ dự trữ kênh fading chậm ( Shadow fading margin ) Pcov = – Q(SFM/ σ) Q(SFM/ σ) = – 0.95 = 0.05  SFM / σ = 1.65 => SFM = 10dB ( Sử dụng cho fast fading margin) Quy hoạch cell: • Chia 1200

Ngày đăng: 15/12/2015, 19:19

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan