Comunicatii Mobile si Celulare

Comunicatii Mobile si Celulare

 

Se va proiecta un sistem de comunicatii mobile, cunoscand urmatoarele date de proiectare:

-Numarul de canale: C = 50

-Ecartul de frecventa intre canale: ∆f = 1 MHz

-Frecventa centrala: F_c = 1900 MHz

-Suprafata sistemului: S = 45 Km² (din care S₁ = 30%, S₂ = 70%)

-Densitatea de receptori pe mia m²_:

Zona 1: m_q1= 2.5 %_o

Zona 2: m_q2=1 %_o

-timpul mediu estimat: p_q1=6%_{o ,} p_q2=4%_o

- Zona 1 este marginita la Nord de frecventele1900 MHz, 1896 MHz

Suprafata zonelor:

S = S * (3/10) = 13.5 km² S₂= 31.5 km²

Numarul de canale pe zona:

Z₁: 45 km²50 de canale

13.5 km²x canale

X= (13.5*50) / 45 = 15 Z₁ are 15 canale ; Z₂ are 35 de canale.

Determinarea numarului critic de celule necesare pentru zone:

ZONA 1

Numarul total de statii mobile, notat N_MS:

N_MS1 = m_q1 S₁ = 2.5 %_o * 13.5 10⁶ = 33750 statii mobile

Numarul de canale critic, notat C_C:

C_C = p_q1 + N_MS1 = 6%_o 33750 = 203 canale

Din relatia: C_N = C_C + (p%) C_C, rezulta:

m_q1 = 2.5%_o < 1% p_q1%

C_N = 203 + 10%*203 = 223 canale independente (nr. de canale corectate)

Din cauza ca numarul de canale radio necesare zonei este mai mare decat numarul de canale disponibile C_N > C, zona va trebui impartita in celule.

Rata de repetitie a canalelor:

C_N/C_C = 223/15 15 clustere

Numarul de clustere alocate zonei va fi:

N_CLUST = 15 clustere

Fiecare cluster va avea alocate 15 de canale, fiind 5 canale pentru fiecare celula:

C / nr. de canale = 15 / 5 3 (numarul de celule dintr-un cluster)

Fiecare cluster va fi format din aria a 3 celule, ca in figura de mai jos:

Fig. 1.

Fiecare celula are o antena omnidirectionala situata in centrul ei.

Canalele disponibile se numeroteaza de la 1 la 15 si se grupeaza in seturi de canale, astfel:

-BS1 - Setul A₁ format din 5 canale (1, 3, 6, 7, 11)

-BS2 - Setul A₃ format din 4 canale (5, 10, 13, 15)

-BS3 - Setul A₂ format din 6 canale (2, 4, 7, 9, 12, 14)

Repartizarea frecventelor, corespondenta intre numarul canalului si setul din care face parte canalul respectiv este conform tabelului urmator:

1900 MHz si 1896 MHz sunt marginile de Nord.

Aria unui cluster:

S_CLUST = = 13.5 * 10⁶ / 15 = 0.9 km²

Aria unei celule:

S _cel = = 0,9 / 3= 0.3 km²

Raza unei celule:

S _hexagon = =>

=> R _Cel = * S_cel)/(3 * (3)^1/2 )^1/2 = 339 m

Puterea de emisie este egala cu produsul dintre patratul distantei dintre statia mobila si statia de baza si puterea de receptie P_r:

P_e = P_r d³

Sensibilitatea receptorului este E = 150 reprezentand intensitatea minima a campului electric in dreptul antenei, pentru care receptorul va detecta semnalul respectiv. Aceasta valoare trebuie sa se regaseasca la extremitatea celulei.

Din relatia P_r = , unde E₀= 300 si reprezinta impedanta aerului in conditii meteorologice variabile, rezulta:

P_e = E² * d³ / Z₀ = 2.92 mW

Intensitatea campului electric la antena de emisie va fi de:

E_e = (P_e * Z₀) ^1/2 =0.93 V/m

λ = c / f = 3*10⁸ / 1900*10⁶ = 0.15 m

Puterea pe suprafata de reflexie:

P_RS =

=0.52 mW

• Puterea de emisie devine:

P_e = 0,83 + 0,52 = 3,44 mW 15 mW

ZONA 2

Numarul total de statii mobile, notat N_MS:

N_MS2 = m_q2 S₂ = 1 %_o * 31.5 10⁶ = 31500 statii mobile

Numarul de canale critic, notat C_C:

C_C = p_q2 + N_MS2 = 4%_o 31500 = 126 canale

Din relatia: C_N = C_C + (p%) C_C, rezulta:

m_q2 = 1%_o < 1% , p_q2%

C_N = 126 + 10%*126 = 139 canale independente (nr. de canale corectate)

Din cauza ca numarul de canale radio necesare zonei este mai mare decat numarul de canale disponibile C_N > C, zona va trebui impartita in celule.

Rata de repetitie a canalelor:

C_N/C_C = 129/35 4 clustere

Numarul de clustere alocate zonei va fi:

N_CLUST = 4 clustere

Fiecare cluster va avea alocate 35 de canale, fiind 5 canale pentru fiecare celula:

C / nr. de canale = 35 / 5 = 7 (numarul de celule dintr-un cluster)

Fiecare cluster va fi format dintr-un numar de celule N_cel, determinat astfel:

N_cel= i² + j² + 2ij, i si j din N*

Alegem i = 1 si j = 2 N_cel= 1² + 1² + 2 x

Fiecare cluster va fi format din aria a 7 celule, ca in figura de mai jos:

Fig. 2.

Fiecare celula are o antena omnidirectionala situata in centrul ei.

-BS1 - Setul A₁ format din 5 canale (1,3,11,21,31)

-BS3 - Setul A₂ format din 5 canale (4,14,22,24,32)

-BS2 - Setul A₅ format din 5 canale (5,13,15,23,33)

-BS4 - Setul A₆ format din 5 canale (10,18,20,28,30)

-BS7 - Setul A₄ format din 5 canale (6,8,16,26,34)

-BS5 - Setul A₃ format din 5 canale (7,17,25,27,35)

-BS6 - Setul A₇ format din 5 canale (2,9,12,19,29)

Repartizarea frecventelor, corespondenta intre numarul canalului si setul din care face parte canalul respectiv este conform tabelului urmator:

1900 MHz este frecventa centrala.

Aria unui cluster:

S_CLUST = = 31.5 * 10⁶ / 4 = 7.8 km²

Aria unei celule:

S _cel = = = 1.14 km²

Raza unei celule:

S _hexagon = =>

=> R _Cel = * S_cel)/(3 * (3)^1/2 )^1/2 = 662 m

Puterea de emisie este egala cu produsul dintre patratul distantei dintre statia mobila si statia de baza si puterea de receptie P_r:

P_e = P_r d³

Sensibilitatea receptorului este E = 150 reprezentand intensitatea minima a campului electric in dreptul antenei, pentru care receptorul va detecta semnalul respectiv. Aceasta valoare trebuie sa se regaseasca la extremitatea celulei.

Din relatia P_r = , unde E₀= 300 si reprezinta impedanta aerului in conditii meteorologice variabile, rezulta:

P_e = E² * d³ / Z₀ = 21.75 mW

Intensitatea campului electric la antena de emisie va fi de:

E_e = (P_e * Z₀) ^1/2 =2.55 V/m

λ = c / f = 3*10⁸ / 1900*10⁶ = 0.15 m

Puterea pe suprafata de reflexie:

P_RS =

=0.52 mW

• Puterea de emisie devine:

P_e = 21,27 + 0,52 = 22,27 mW