Gezgin İletişim Sistemleri

Transkript

1 Gezgin İletişim Sistemleri HÜCRESEL AĞLAR Cellular Networks Assoc. Prof. Hakan DOGAN Notlar 3 Devam Doç. Dr. Hakan DOGAN

2 Büyük bir bahçenin sulamasını gerçekleştirmek için sabit ve her yöne su veren cihazlarımızın olduğunu varsayarsak mevcut alanı sulamak için 2 yöntem geliştirilebilir. 1. Orta noktasına yüksek tazyikli bir sulama cihazı koymak 2. Mevcut alanı eşit parçalara bölecek şekilde daha az tazyike sahip cihazlar kullanmak.

3 1. Çözümün dezavantajları Kablosuz Haberleşme açısından Problemin ele alınışı 1.1 Gerekli olan anten gücünün fazla olması 1.2 Kapsama alanı olarak her noktaya ulaşamaması 1.3 Antene yakın olanların alış gücü yüksekken, antenden uzak olanlar iletişim sorunları çekecektir. 1.4 Uzak Kullanıcılar istasyona ulaşmak için daha fazla güc harcayacak. (Batarya Problemi) 1.5 Kullanılan toplam bandgenişliği bir daha kullanılamayacak. 1.6 Aynı bandı kullanmak isteyen başkası olursa karışım (interference) olacak. 1.7 Verici antenin bozulması durumunda tüm yayının gitmesi

4 2. Çözüm 1. Gerekli olan anten gücünün azalması 2. Anyı bandı farklı alanlarda kullanarak toplam kapasite artıtımı 3. Daha fazla kapsama alanının sağlanması 4. Bitişik istasyonlarla farklı frekansları kullandığı için karışımın azalması. 5. İstasyonun bozulması durumunda sadece kendi kapsama alanının etkilenmesi Cellular networks offer a number of advantages *increased capacity *reduced power use *larger coverage area *reduced interference from other signals *more reliable

5 The key characteristic of a cellular network is the ability to re-use frequencies to increase both coverage and capacity Frekansların tekrar kullanımı kapsama alanı ve kapasite artırımını sağlar. Frequency reuse plan for N= 3, with hexagonal cells. (i=1, j =1) Frequency reuse plan for N= 7 (i=2, j =1). 2 2 N i ij j

6 Frekans planlama, Ayakizi, Demet (Salkım) kavramları The design process of selecting and allocating channel groups for all of the cellular base stations within a system is called frequency reuse or frequency planning. The actual radio covarage of a cell is known as the footprint and is determined from field measurements or propagation prediction models. The N cells which collectively use the complete set of avaible frequency is called a cluster Toplamda S adet çiftyönlü (duplex) kanalımız olduğunu düşünelim. Her bir hücreye k adet kanal tahsis ederek N adet hücrenin bir demet oluşturduğu varsayılırsa S=kN olur. Bu durumda, N adet hücre bütün frekansları içeren bir demet oluşturmaktadır. Demetin toplam kapsama alanı içinde M defa tekrarlanırsa toplam kapasi C=MkN=MS olur.

7 If the cluster size N is reduced while the cell size is kept constant, more clusters are required to cover a given area, and hence more capacity (a larger value of C) is achieved. Yorumlar Comments Hücre büyüklüğü sabitken demet büyüklüğünü ifade eden N azaltılırsa aynı alanı kapsamak için daha fazla demet gerekmektedir. Böylece daha fazla kapasite sağlanabilir. S=210 N=7 K=30 3 demet var Kapasite = 210*3=630 S=210 N=3 K=70 7 demet var Kapasite = 210*7=1470

8 Demet büyüklüğünün artması ile aynı frekansı kullanan hücreler arası mesafe ile bir hücrenin yarıçapı arasındaki oran azalır. Böylece aynı frekansı kullanan hücreler arasında oluşacak eşkanal karışımı azalır. Terten düşünülürse N nin azalması ile karışım ihtimali artar. Kapasite açısından düşünülürse N sayısının azaltılarak kapasitenin maksimize edilmesi planlanır. Frekans tekrar kullanım faktörü = 1/ N A larger cluster size causes the ratio between the cell radius and distance between co-channel cells to decrease, leading to weaker co-channel interference. Conversely, a small Cluster size indicates that co-channel cells are lacated mush closer together. From a design viewpoint, the smallest possible value of N is desirable in order to maksimize capasity over a given coverage area. Frequency reuse factor = 1/N

9 Turn 60º counter clockwise Method of locating co-channel cells in a cellular system. In this example, N = 19 (i.e., I = 3, j = 2).

10 * A congested cell is sub-divided into smaller cells (microcells), each with its own BS and reduction in antenna height and transmitted power. Increases the capacity due to additional number of channels/unit area.

11 *

12

13 Improves S/I and hence the capacity.

14

15

16 Umbrella cells: A terminal crossing very small cells produces increased number of handoffs among different small neighboring cells. To solve this problem, the concept of umbrella-cell is introduced. An umbrella cell covers several microcells. The power level inside an umbrella cell is increased comparing to power levels used in microcells that form the umbrella cell. When the speed ofthe mobile is too high, the mobile is handed off to the umbrella cell. The mobile will then stay longer in the same cell (in this case the umbrella cell). This will reduce the number of handoffs and the work of the network. The speed of the vehicle is detected by means of the number of handoffs and its propagation characteristics

17