Baz İstasyonlarında Hücre Planlama Kavramları

Slides:



Advertisements
Benzer bir sunumlar
SAYISAL MODÜLASYON Bir haberleşme sisteminde iki veya daha fazla nokta arasında dijital olarak modüle edilen analog sinyallerin iletimidir. Analog sisteme.
Advertisements

İNTERNET HABERLEŞME ARAÇLARI
KURANPORTÖR SİSTEMİ MEHMET ŞENLENMİŞ ELEKTRONİK BAŞ MÜHENDİSİ.
ZAMAN BÖLMELİ ÇOĞULLAMA
RADYO DALGALARININ YAYILIM AÇISI
FİBER OPTİK TEKNOLOJİSİ Cüneyt SÖNMEZ Onur CÖMERT
İleri Sayısal Haberleşme
Bilgisayar Ağ Pasif Bileşenleri
GSM Uygulamaları Ergin Boyacı Eylül 2013.
Veri Haberleşmesi Sunumu Konu : ZigBee
Sistem Analizi ve Planlama
Sayısal İşaret İşleme Laboratuarı
KİTLE İLETİŞİM ARAÇLARI
ÇOKLU ORTAM UYGULAMALARINDA GÖRSELTASARIM.
DIGITAL VIDEO BROADCAST ING – TERRESTRİAL
Cep Telefonlarının Yaydığı Radyasyon ve Sağlık Riskleri
GSM(Global System for Mobile Communications )
GSM ve YÖNLENDİRME.
İletişim Lab. Deney 3 Genlik Modülasyonu
MC-CDMA (Çok Taşıyıcılı-Kod Bölmeli Çoklu Erişim ) Alıcılarda Yakın-Uzak Problemine Yönelik Yapay Zekâ Uygulamaları Metin ÇİÇEK, Bilgi Teknolojileri ve.
Yeni Nesil Mobil Genişbant Teknolojileri ve Türkiye
Bilgi Teknolojisinin Temel Kavramları
BENZETİM Prof.Dr.Berna Dengiz 4. Ders Modelleme yaklaşımları
GSM ve BAZ İSTASYONLARI
LTE -> 4G için STRATEJİ.
MULTİMEDYA HABERLEŞME Salı Multi  Çoklu Medya (Media)  Ortam.
Telefon giderlerini düşürmenin akıllı yolu BlueGate Analog FCT’nin fiziksel özellikleri Montaj Tipi: Masa üstüne veya duvara Ebatlar (mm): 90 x 60 x.
(Radio Frequency Identification) (Radyo Frekansları ile Tanımlama)
MOBİL GENİŞBANDIN GELECEĞİ
AMATÖR TELSİZCİLİK. AMATÖRLÜK NEDİR? ➔ Amatör telsizcilik, haberleşme elektroniğine meraklı kişilerin bir hobisidir. ➔ Amatörlük işin kalitesini değil.
İLETİŞİM ÇÖZÜMLERİNDE ENTEGRASYON
Bilişim Sistemleri Mühendisliği nedir? Neden ihtiyaç vardır?
KABLOSUZ AĞ TEKNOLOJİLERİ
YAZILIM TABANLI RADYO UYGULAMALARI
ANALOG/SAYISAL ÇEVİRİM
ERP KONSEPT EĞİTİMİ.
ACİL YARDIM KURUMLARI PERSONELİ İÇİN TELSİZ KULLANIMI
BENZETİM Prof.Dr.Berna Dengiz 5. Ders.
MİKRODALGA FİLTRELER.
EĞİTİMDE FATİH PROJESİ
xDSL TEKNOLOJİLERİNİN ÖZELLİKLERİ ve SON GELİŞMELER
BENZETİM Prof.Dr.Berna Dengiz 5. Ders.
21 - ÖLÇME SONUÇLARI ÜZERİNE İSTATİSTİKSEL İŞLEMLER
Turkcell Iletisim Hizmetleri Corporate Communications Ekim 2008 HABTEKUS 2008 Çok-girdili Çok-çıktılı Sistemlerde Konum Belirleme Tekniği Güneş Karabulut-Kurt,
Gökçen ÖZDEMİR Necmi TAŞPINAR
Şahin BAYZAN Kocaeli Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi
Bilişim Teknolojileri için İşletme İstatistiği
Eğitim Psikolojisi -Eğitim Psikolojisinin Kapsamı-
Mobil İletişimin Gelişimi
KISIM 1 Bilgi İşleme Teorisi BÖLÜM 2 Duyusal, Kısa Süreli ve İşleyen Bellek.
BÖLÜM 3 SU ALMA YAPILARI. BÖLÜM 3 SU ALMA YAPILARI.
ISL429-Yönetim Bilişim Sistemleri İletişim ve Ağ Sistemleri.
Kurumsal Ağlarda Uzak ve Merkezi İşlem Birimlerinin Sanallaştırılması: Bir Uygulama Emrah ÇOLAK, SGK Aydın ÇETİN, Gazi Üniversitesi ŞUBAT 2016.
Ağ Donanımları Ağ Nedir ? Ağ Donanımları Bridge Hub Switch Router
OTOMOTİV YAN SANAYİ FİRMASINDA İYİLEŞTİRME
Suat Baysan Acmena Technology Management & Investment Corparation Creating a New 4.5 & 5G Ecosytem in Turkey.
Öğr.Gör.Volkan ALTINTAŞ
BİLGİ İŞLEM ORGANİZASYONU -Voice/VoIP
Esra Söğüt O. Ayhan Erdem GAZİ ÜNİVERSİTESİ
OTOMOTİV YAN SANAYİ FİRMASINDA İYİLEŞTİRME
Lojistik Merkez Yer Seçimi
OTOMOTİV YAN SANAYİ FİRMASINDA İYİLEŞTİRME
GSM. GSM Nedir?  Global System for Mobile Communication’ın kısaltmasıdır. Türkçesi, “Mobil İletişim İçin Küresel Sistem" anlamına gelen cep telefonu.
Araç Takip ve Güzergah Planlama Sistemi
WIMAX NETWORK MIMARISI
İletişim teknolojilerinde ki hızlı gelişim küreselleşmeyi hızlandırmaktadır. Özelikle mobil iletişim sistemlerinin yaygınlaşması ile dolaşımda olan bireylerin.
M. Erkan YÜKSEL1, A. Halim ZAİM2  
Sunan: Gül TÜRKER Süleyman Demirel Üniversitesi
NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ
Amasya Üniversitesi Semih ÇAKIR
Sunum transkripti:

Baz İstasyonlarında Hücre Planlama Kavramları ve Örnek Bir Frekans Planı SENCER AKSOY Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi Bilişim Sistemleri Mühendisliği ABD

Giriş Bu çalışmanın amacı son yıllarda git gide artan mobil ağ teknolojisindeki en önemli problemlerden biri olan, frekans planlaması temellerinin işlenmesi ve gelecek çalışmalara ışık tutmaktır. Frekans planlama ya da diğer adıyla kanal planlama problemi de GSM’in yaygınlaşması ile birlikte hizmetlerin iyileştirilmesi konuları arasındaki ilgisini arttırmıştır. Günümüzde, operatörlerin kullandıkları frekans bantlarının hükümetler tarafından lisanslanarak ücretlendirilmesi sonucunda operatörler yüksek girişim seviyelerinden kaçınarak lisans maliyetlerini en aza indiren frekans planlama yöntemlerini kullanmaya çalışmaktadırlar. Hem mobil ağ operatörleri hem de sağlayıcı firmalar verimli frekans tasarımın yanında eş ölçüde verimli ağların planlanmasının da gerektiğini fark etmişlerdir. Bunun sonucunda ağ planlaması ve ilgili servislerin iyileştirilmesi konularında çalışmalar yapılmış ve halen daha yapılmaya devam etmektedir. Frekans ve ağ planlaması gibi konularda yapılacak çalışmaların başarılı olabilmesi için temel bazı kavramların ve konuların güncel teknolojilere ile birlikte bilinmesi ve geliştirilmesi önem arz etmektedir.

1N-4N Evrimi 1N sistemler 900 Mhz analog sistemler sadece ses aktarıyor idi. 2N(2G-GSM) 900 Mhz frekansında 25Mhz bandında yayına başlamıştır. 212 ülkede 3 milyardan fazla insan kullanmaktadır. Operatörler arası uluslar arası dolaşım anlaşmaları ile kullanım daha da yaygınlaşmıştır. 2G hücresel bir ağ olup, kablosuz haberleşme temellidir. 2G’ nin veri kapasitesi için GPRS (General Packet Radio Service) servisi devre alındığında 2.5G olarak adlandırılmıştır. Max daha hızı 170kbps. GPRS modülasyon tekniği değiştirilerek, EDGE (GSM Evrimi için Genişletilmiş Veri Aktarım Oranları) olarak isimlendirilmiştir. EDGE literatürde 3G standardı olarak görünse de genelde 2.75G olarak adlandırılmaktadır. Teorideki max hız 473 kbps.

3N(3G)’nin, başlangıç planlarında mobil telefonlar için video konferans gibi çoklu ortam uygulamalarına odaklanılmıştır. Globalleşen dünyada bu teknoloji, pazar ihtiyacı gereği daha çok data trafiğine hizmet etmektedir. 384Kbps-42Mbps aralığında data hızı erişimi. Son dönemlerde, yeni bir teknoloji olan 4N(4G) Türkiye’nin gündemine girmiştir. 4G’nin ana hedefleri aynı anda her yerde bulunma, çoklu-hizmet platformu ve düşük bit maliyeti olarak açıklanmıştır. Bu yönleri ile 4G’nin, diğer kablosuz telefon standartları gibi hücresel bir ağ sistemi kullanması ve üçüncü nesilde ortaya çıkan kapasite/hız sorunu başta olmak üzere bir önceki teknolojiye ait hücresel sistemlerin yetersiz kaldığı bazı sorunları çözmesi beklenmektedir. Teoride max 2Gbps hız. Lansmanda max 375Mbit öngörülüyor. Farklı nesil networklar arası haberleşme ve frekans kısıtı sebepli iyi bir network planlamanın önemi herkes tarafından kabul görmüştür. Bu sunumun temel amacı network’ te girişimi minimize etmek için hücre ve frekans planlama tekniklerini ele almaktır.

İHALE ÖNCESİ BAND TAHSİSİ

İHALE SONRASI BAND TAHSİSİ

Resim 1. Dragon Hücre Yerleşimi GSM Hücreleri Mobil telefon sistemlerinde haberleşmenin yapılacağı alan, hücre adı verilen küçük alanlara bölünmekte ve GSM hücrelerinin planlanması yerleşim bölgelerinin özeliklerine göre yapılmaktadır. Mobil telefonlar haberleşmelerini baz istasyonu üzerinden yaparlar. Baz istasyonları birbirlerine bir ağ yapısı şeklinde bağlıdır. Baz istasyonlarının görevi, sinyalleri toplamak ve bir diğeri üzerinden santrale göndermektir. Hücrelerin tasarımında kolaylığı sağlamak için kapsama alanlarının bal peteği şeklinde olduğu varsayılır. İdeal bir hücrenin oval şeklinde olmasını bekleriz. Ancak pratikte, planlamanın yapıldığı bölgedeki bina, ağaç, deniz, göl vb. sebepli oval olması gereken hücreler hiçbir zaman tam anlamıyla oval olarak ışıma yapamaz. Hücre Tipleri Bir GSM şebekesinin “makro, mikro, pico ve Dragon(Şemsiye)” tipi dört farklı hücre tipi vardır. Her bir hücrenin kapsama alanı uygulama ortamına göre değişmektedir. Dragon Hücreler Dragon(Umbrella) hücre diğer tipte hücrelerin servis veremediği kapsama boşluklarını kapatır, Resim 1’de gösterildiği gibi anten seviyesi ortamdaki en yüksek binalardan yüksektir. Kapsama ve girişim alanı en büyük olan hücre tipidir. Resim 1. Dragon Hücre Yerleşimi

Macro Hücreler Resim 2’den de görülebileceği gibi, macro hücrenin anten seviyesi ortamdaki ortalama engel ya da bina seviyesinden yüksektir, bu hücreler de açık alanda ve kapalı alanda iyi seviyede kapsama sağlarlar. Resim 2. Macro Hücre Yerleşimi

Micro Hücre Micro hücrelerin anten seviyesi bölgedeki mimari yapının altında olup (Resim 3), sinyal yayılımı binaların üzerinden değil arasından sokak boyunca olmaktadır, bu tip hücrelerde sinyal bina ağaç, taşıt, gibi pek çok engele maruz kalmaktadır. Yoğun şekildeki yansımalardan dolayı bu tip hücrelerde diversity (ana sinyal ve yansıyan sinyalin kombine edilmesi) özellikle polarizasyon diversity kazancı büyüktür. Hücre servis sahası büyüklüğü tipik olarak 150-500 metre arasındadır. Resim 3. Micro Hücre Yerleşimi

Pico, Femto(indoor) Hücre Resim 4’den görüldüğü üzere Pico (indoor) hücre, antenleri bina içinde bulunan hücrelerdir, binanın bir parçasında ya da tamamında kapsama sağlayabilirler. Yüksek kapasite ve iyi bir kapalı alanda kapsama için en uygun hücre tipidir. Resim 4. Pico Hücre Yerleşimi Frekans Planlama Radyo sinyali ana sinyal ve yansıyan bileşenlerden oluşur. Özellikle şehir içinde farklı engeller (binalar, ağaçlar, tepeler) üzerinden yansıyarak gelen sinyaller farklı büyüklükte ve fazda olurlar (Şekil 1). Şekil 1. Sinyal Yansıması

Yansıma ve soğrulma sebepli oluşan sinyal/kalite kaybına çözüm için diversity ve frekans hoplaması özelliği kullanılır. Ortalama sinyal seviyesinde uzaklıktan bağımsız, ani olarak (Short-term), hızlı (fast fading) bir dalgalanma oluşur. Hızlı hareket eden mobillerde bu etki daha fazla olur. Şekil 2. Yansıma ve Soğurulma Sebepli Cep Telefonunda Alınan Sinyalin Temsili Gösterimi

Diversity (Ana sinyal ve yansıyan sinyal kombinasyonu) Farklı olan sinyallerden iyi olanının seçilmesi ya da her ikisinin toplanarak en iyi sinyalin elde edilmesidir. Diversity, birçok yoldan yansıyarak alınan sinyalin, gereken seviyede olmasını sağlar. Şekil 3’den gösterildiği gibi, Rx1 ve Rx2 iki ayrı antende ya da aynı antendeki farklı dipole’lerde alınan sinyalleri ifade etmektedir. Rx1+Rx2 gönderilen sinyale en yakın sinyal formunu elde etmemizi sağlar. Şekil 3. Baz istasyonu tarafında alınan sinyal

Frekans Hoplaması (Frequency Hopping) Frekans hoplaması özelliği zayıflayan sinyal sebepli bozulan kalitenin geri kazanımı için çözüm yollarından birisidir. Şekil 4 Frekans hoplaması ile diplerin minimizasyonu Girişim Hücresel sistemler girişim sınırlı sistemlerdir. Hücrenin servis kalitesini belirleyen faktörlerden birisi girişim oranıdır (Şekil 5). Aynı frekansta girişim etkisi frekans hoplama özelliği devrede iken C/I>9 db, frekans hoplaması özelliği devrede değil iken C/I>12 db olur. Yani eğer frekans hoplaması devrede ise konuşma girişime daha dayanıklı olur. BCCH (Broadcast Control Channel) taşıyıcısı TCH (Traffic Channel) taşıyıcısına göre güç ayarlaması yapılmadan süreli sinyal bastığı için, TCH’e göre daha çok girişim yaratır. Şekil 5'de verilen grafiğe göre; taşıyıcı frekansın(C), girişim yapan frekanslara(I) göre minimum 12 db daha iyi olduğu alanlarda görüşme sorunsuz yapılabilmektedir. Şekil 5. Aynı Frekans C/I Grafiği

Şekil 6’dan görüleceği üzere komşu kanal (200 kHz aşağısı/yukarısı) girişim etkisi C/A<-3 db droplara sebebiyet vermez fakat kaliteyi bozucu etkisi vardır. Girişim etkisini ortadan kaldırmak için frekans planlamanın etkisi büyüktür. Şekil 6. Komşu Frekans C/A Grafiği

Frekans Planlamanın Temel ilkeleri Ortalama bir baz istasyonu 3 hücreden oluşur. Planlama yapılırken BCCH ve TCH frekansları önem arz etmektedir. BCCH frekansı, her hücre için ayrıdır, görüşme başlamadan önce sinyalleşmenin yapıldığı frekanstır. TCH frekansı ise her hücrede Base Band(BB) hoplama için TRX (Transmitter-Receiver) sayısı kadardır. Synthysiser hoplama (SH) için ise TRX sayısından bağımsızdır. Frekans planlaması yapılırken; Öncelikle Frekans (kapasite) yoğunluğu en fazla olan bölgeler planlanmalıdır. Aynı hücrede aynı BCCH/TCH frekansları kullanılmamalıdır. Aynı site’ın farklı hücrelerinde aynı BCCH kullanılmamalıdır Aynı site’ın farklı hücrelerinde kapsamaları fazla örtüşmüyor ise aynı TCH kullanılabilir. Fakat önerilmez. Komşu hücrelerde girişim etkisi sebepli komşu BCCH kanal kullanılmaması önerilir. BCCH frekansları mümkün olduğu kadar temiz olmalı, yani iyi planlanmalıdır.

Manuel ve Otomatik Frekans Planlama Piyasada en iyi sonucu veren frekans planlayıcı programı (tool’u) yazmak için firmalar çalışmalarını sürdürmektedir. Otomatik frekans planlamasının kalitesi katalizör olarak programın değerlendirdiği aşağıdaki verilerin doğruluğuna bağlıdır. Bina bilgisi içeren harita (Koordinat) Yayılım (Propagasyon) modeli Clutter tanımlamaları Anten tip, yön ve yükseklikleri Hücrelerin trafik verileri Komşuluk ilişkileri

Yapılan Frekans planının değerlendirilmesi Yapılan otomatik ya da manuel planlama sonrası istatistiki olarak ya da sürüş testleri ile gelişmenin görülmesi beklenir.

Downlink/Uplink kalite hücre geçişleri 𝑪𝑺𝑺𝑹 %=𝟏𝟎𝟎∗ 𝑪𝑵𝑹𝑶𝑪𝑵𝑻 (𝑪𝑵𝑹𝑶𝑪𝑵𝑻+ 𝑹𝑨𝑨𝑪𝑪𝑭𝑨 𝟑 +𝑹𝑨𝑻𝑹𝑯𝑭𝑨𝑬𝑴𝑪𝑨𝑳+𝑹𝑨𝑻𝑹𝑯𝑭𝑨𝑨𝑵𝑷𝑨𝑮+𝑹𝑨𝑻𝑹𝑯𝑭𝑨𝑶𝑻𝑯𝑬𝑹) ∗ 𝑪𝑴𝑺𝑬𝑺𝑻𝑨𝑩−(𝑪𝑵𝑫𝑹𝑶𝑷−𝑪𝑵𝑹𝑬𝑳𝑪𝑶𝑵𝑮)+𝑻𝑪𝑯𝑺𝑰𝑮 𝑪𝑪𝑨𝑳𝑳𝑺− 𝟐∗ 𝑪𝑪𝑶𝑵𝑮𝑺−𝑪𝑪𝑶𝑵𝑮𝑺∗ 𝑹𝑨𝑶𝑻𝑯𝑬𝑹 𝑪𝑵𝑹𝑶𝑪𝑵𝑻 −𝑻𝑪𝑯𝑺𝑰𝑮 𝟑 −𝑪𝑪𝑶𝑵𝑮𝑺∗ 𝑹𝑨𝑶𝑻𝑯𝑬𝑹 𝑪𝑵𝑹𝑶𝑪𝑵𝑻 ∗ 𝑻𝑪𝑨𝑺𝑺𝑨𝑳𝑳+𝑨𝑺𝑺𝑶𝑻𝑯 𝑻𝑨𝑺𝑺𝑨𝑳𝑳+𝑨𝑺𝑺𝑶𝑻𝑯   𝑨𝑺𝑺𝑶𝑻𝑯=𝑂𝑈𝑇𝐺𝑂𝐼𝑁𝐺 𝐻𝑂𝑆𝑈𝐶𝐵𝐶𝐿+𝐻𝑂𝑆𝑈𝐶𝑊𝐶𝐿 −𝐼𝑁𝐶𝑂𝑀𝐼𝑁𝐺(𝐻𝑂𝑆𝑈𝐶𝐵𝐶𝐿+𝐻𝑂𝑆𝑈𝐶𝑊𝐶𝐿)  Downlink/Uplink kalite hücre geçişleri Hücre geçişi başarı (handover successs) oranları Sürüş testlerinde toplanan sinyal seviyesi ve kalite örneklerinin dağılımı ağırlıklı iyi ölçekte olmalıdır. Devam eden görüşme kesilmemelidir.

Şekil 7. Otomatik Frekans Planı Sonrası İstatistikler Örnek Bir Frekans Planının Sonuçları Microsoft Excel programı ile Bölüm 2.4’deki frekans planlama teknikleri göz önüne alınarak gerçekleştirilen kural tabanlı ve istatistiksel yöntemlerin kullanıldığı bir ön çalışma gerçekleştirilmiştir. Bu çalışma ile Bodrum, Datça, Kuşadası ve Didim ilçelerinde 2G BCCH+TCH otomatik frekans planı uygulaması yapılmıştır. Şekil 7. Otomatik Frekans Planı Sonrası İstatistikler

Sonuç ve Öneriler Frekans planı sonrası; Her ilçe için Çağrı Kurulma Başarı Oranı(CSSR) anlamlı oranda iyileşmiştir. Bu orana göre en iyi iyileşme %14,59 ile Didim ilçesinde gerçekleşmiştir. Görüşme kalitesi parametresine göre en iyi iyileşme %48,63 ile Datça ilçesinde meydana gelmiştir. Drop ile ifade edilen görüşme esnasında kesilme oranı da %6,67 ile Bodrum ilçesi hariç iyileşmiştir. Bu durum bize bir takım kabuller ile kodu geliştirilen otomatik frekans planının bazı noktalara yanılabileceğini göstermektedir. Bu gibi durularda manuel olarak sorun yaşanan frekanslar güncellenmelidir.

TEŞEKKÜRLER....