Anno Accademico 2007-08
Trasmissioni radiomobili 1
Universita’ di TorVergata-Facolta’ di Ingegneria
Trasmissioni Radiomobili (IV parte)
Anno Accademico 2007-2008Antonio Saitto-Romeo Giuliano
Anno Accademico 2007-08
Trasmissioni radiomobili 2
Analisi delle prestazioni di un sistema cellulare
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Trasmissioni radiomobili 3
Parametri del canale
•Banda di coerenza Bc
•Banda doppler Bd=v/
•Delay spread m=1/Bc
•Tempo di coerenza t0=1/Bd
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Trasmissioni radiomobili 4
Canale Selettivo in frequenza
Se il canale selettivo in frequenza mantiene il notch nella banda l’errore non e’ eliminabile facilmente, a meno di usare tecniche di frequency hopping
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Trasmissioni radiomobili 5
Valutazione in presenza di affievolimento
r(t)=e-jsi(t)+(t), 0<t<T
P2(b)=Q( b) b= 2Eb/N0
P2=∫ P2(b)p(b)db
0
Assumendo una distribuzione di Rayleigh si ha
P2=1/2(1- ( ^b /(1+^
b))
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Trasmissioni radiomobili 6
Bilancio di radio collegamento (1)
PTGT
Ls
GR
PR=PTGTGR/Ls
N=N0B
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Trasmissioni radiomobili 7
Bilancio di radio collegamento (2)
Pr/N=EbR/BN0=PTGTGR/(L(d)N0B)
Eb/N0>(Eb/N0)0Ms
Eb/N0=(B/R) PTGTGR/(L(d)N0BMs)
Prel=Prob{SNRmed(d)-dBN(0,1)>SNR0}=prob{dBN(0,1)<Ms}
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Trasmissioni radiomobili 8
Bilancio di radio collegamento (3)
Prel=prob{dBN(0,1)<Ms}
Q(Ms/dB )=1-Prel
1-Relaibility
0.01%
0.10%
1.00%
10.00%
3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0
Ms/sigma
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Trasmissioni radiomobili 9
Analisi delle tecniche di accesso per una Rete cellulare
• I parametri piu’ importanti al fine di questa breve analisi sono:– Copertura del territorio– Prestazioni di una singola zona di copertura
(cella)– Interferenza tra le zone di copertura– Capacita’ di traffico a parita’ di banda occupata
per zona– Riuso di frequenza
• Le tecniche piu’ usate sono:– Systema FDMA (Frequency Division Multiple Access)
– Sistema Multi Frequency TDM-TDMA (Time Division Multiplexing -Time Division Multiple Access)
– Sistema DS-SS o CDM-CDMA (Code Division Multiplexing-Code Division Multiple Access)
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Trasmissioni radiomobili 10
Copertura del territorio
Area del territorio
A=M celleLato della cella
dArea cella
33d2/2Schema di riuso
Nf
Fattore di riuso di frequenza
A/(3Nf3d2/2)
Banda disponibile
BA/(3Nf3d2/2
Frequency reuse
M/Nf
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Trasmissioni radiomobili 11
Schema di Riuso
Distanza tra i centri di celle isofrequenza =d(3N)
Nf= 1/3(n2+¾m2)
0
2
4
6
8
10
12
0
2
4
6
8
10
12
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Nf
n
m
0 1 2 3 4 5 6
0 1
2
3
4
5
6
m
n
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Trasmissioni radiomobili 12
Interferenza al bordo di una singola cella
Densita’ di potenza bordo cella
Livello di interferenza accettabile
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Trasmissioni radiomobili 13
Relazione tra distanza tra interferente e bordo cella
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Frequency reuse number
r/d
=d
ista
nza
tra
bo
rdo
ce
lla
e c
en
tro
ce
lla
in
terf
ern
te
(r/d) min 3N- ½ 3
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Trasmissioni radiomobili 14
Miglioramento del rapporto SRI con l’uso dei settori (1)
• Ogni cella può essere divisa in settori:– Ogni settore utilizza una parte della banda destinata alla
cella– ciascuno settore è fornito di una propria antenna
• In tal modo ogni antenna diminuisce l’interferenza nelle direzioni di minore direttività non servite dal settore specifico
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Trasmissioni radiomobili 15
Miglioramento del rapporto SRI con l’uso dei settori (2)
• L’antenna non è omnidirezionale . Ad esempio scegliendo 3 settori l’antenna ha un fascio di circa 120 gradi.
• Al di fuori del settore l’interferenza diminuisce di oltre 15 dB
• Il numero di interferenti non è più pari a 6 per ogni anello, ma a circa 2-2,5
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Trasmissioni radiomobili 16
Esempio basato sul modello di Lee
Potenza ricevuta in antenna (dBm)
Cell edge
-140
-130
-120
-110
-100
-90
-80
-70
-60
-50
-40
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Distance (Km)
Potenza ricevuta in antenna (dBm) Free Space (dBm)
Reuse Number = 3 4 7 9 12 13 16 19
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Trasmissioni radiomobili 17
Esempi di copertura del territorio
Best Server Coverage ArrayEsempio di copertura urbana (singola cella)
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Trasmissioni radiomobili 18
Predizione di copertura e Separazione co-channel
Merged Survey Prediction Display of Co-channel separation
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Trasmissioni radiomobili 19
Traffico: richiami (1)
• Il traffico telefonico viene misurato in Erlang:– 1 Erlang=1 circuito (2 canali) usato per 60 mimuti nell’ora di punta
• La probabilita’ di blocco viene definita come la probabilita’che la richiesta di connessione di un utente sia rifiutata da un sistema composto da M circuiti con un traffico complessivo di E Erlang. Usando la formula Erlang B (chiamata rifiutata chiamata persa) si ha:
Pb=EM/M!
Ek/k!k=0
M
• una porzione di territorio puo’ essere considerata un insieme di circuiti offerti agli utenti per una quantita’ di traffico garantita con una assegnata probabilita’ di blocco
– Ed=Traffico totale per km2=( Numero di userper km2) x (Erlang per user)
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Trasmissioni radiomobili 20
Traffico: richiami (2)• Ogni cella radiomobile offre una capacita’ di traffico
collegata ai circuiti presenti nella base station• Una base station e’ divisa in settori ed ogni settore
e’ in grado di trasmettere un numero massimo di canali M
• La superficie coperta da un settore e’ quindi in grado di offrire :– Md=M/Area settore circuiti per km2
• Sulla base del traffico garantito per una assegnata probabilita’ di blocco va dmensionata la grandezza della cella ed il relativo numero di circuiti
• Assumendo che M sia costante per un settore si ricava, sulla base del traffico Ed per km2 la dimensione massima della cella.
• Detto Nu il numero di user attivi simultaneamente per ogni settore della cella (cosi’ definita) si ha:– Nu= Edx(Area)
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Trasmissioni radiomobili 21
Analisi del traffico
Traffic Density Raster
Traffic density forecast using live data
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Trasmissioni radiomobili 22
• Assumiamo:– Una probabilita’ di blocco Pb (ad es. 0.1%)– Che la base station abbia una capacita’ di M
circuiti a settore (ad es. 16)– Che gli Erlang corrispondenti siano E
(nell’esempio 6.7) – Che vi siano Nu utenti sull’area, per ogni
settore di cellasi ha un numero di utenti simultanei pari a EdxAs Erlang (As=Area da
coprire/numero di settori). – La relazione tra la dimensione della cella ed il
traffico risulta:
• Area settore=(3/2)3d2/(numero settori)=Nu/E
• d= (2/(33) Nu(numero settori)/E)½
Dimensionamento della singola cella
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Trasmissioni radiomobili 23
Esempio di dimensionamento (1)
16.05.0 3.0 0.1%0.03
0.0
4.0
8.0
12.0
16.0
20.0
Area
rifer
imen
to k
m2
Erlang
per
use
r
Circuit
i per
setto
re
Setto
ri pe
r cella
prob
abilit
a' di
bloc
co
Aumentando il traffico la dimensione della cella si riduce
0
10
20
30
40
50
60
0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000
user Area
Erl
an
g p
er
stt
ore
, n
um
ero
di
ce
lle
su
a
rea
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
rag
gio
ce
lla
Numero di celle sull'area (3) Erlang per area (3) raggio cella km (3)
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Trasmissioni radiomobili 24
0
10
20
30
40
50
60
0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000
User area
Erl
an
g,
nu
me
ro d
i c
ell
e s
u a
rea
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
rag
gio
ce
lla
(k
m)
Numero di celle sull'area (6) Numero di celle sull'area (3)
Erlang per area (6) Erlang per area (3)
raggio cella km (6) raggio cella km (3)
Esempio di dimensionamento (2)
Aumentando i settori la dimensione della cella aumenta
0,03 0,1%6,01,0 8,0
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
Areariferimento
km2Erlang per
userCircuiti per
settoreSettori per
cellaprobabilita' di
blocco
0,03 0,1%3,01,0 16,0
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
16,0
18,0
Areariferimento km2 Erlang per user
Circuiti persettore
Settori percella
probabilita' diblocco
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Trasmissioni radiomobili 25
Dimensionamento della cella sulla base del rapporto S/N
Down Link S/N
Up Link S/N
Interference I
Termal Noise N
Signal S
Interference I
Termal Noise N
Signal S
Occorre considerare due distente valutazioni:•link budget per l’up ed il down link•bilanciare I link budget per ottenere la stessa dimensione di cella sull’up ed il down link
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Trasmissioni radiomobili 26
Link budget (1)
Per up e down si puo’ scrivere:
[C/(N+I)][C/(N+I)]min+Ms (dB)
Dove:
C= Potenza ricevutaN= Potenza di rumoreI= Potenza complessiva interferente[C/(N+I)]min= Rapporto segnale disturbo per una data BER Ms= Margine dovuto allo scattering di una cella singolaMs=dBQ-1(1-Prel)
Prel e’ la Reliability del link
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Trasmissioni radiomobili 27
Link budget : soft hand-off gain(2)
Nel caso un utente passi da una cella all’altra il termine Ms deve tenere in considerazione la correlazione fra lo scattering delle due celle :
Prel correlationMs for
sigma=8dB
Ms for sigma=2.5d
B-0.5 1.52 0.480 3.84 1.2
0.5 6.16 1.93-0.5 3.36 1.050 6.16 1.93
0.5 8.96 2.8-0.5 5.12 1.60 8.56 2.68
0.5 11.76 3.680.98
0.95
0.9
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Trasmissioni radiomobili 28
Link budget (3)
Passando da C, N e I a Eb,N0, I0, si ha:
Per un segnale non espanso:Eb/(N0+I0)=C/(N+I)
Per un segnale espanso:Eb/(N0+I0)=(B/Rb)C/(N+I)
Dove:B= 1/Tc
Rb= Information bit rate
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Trasmissioni radiomobili 29
Up link budget: elementi
C=PTGTxGRx
LcTxLcRxLmed
Dove:PT potenza trasmessaGtx guadagno antenna Tx
GRx guadagno antenna Rx
LcTx perdite cavi e feeder TxLcRx perdite cavi e feeder Rx Lmed perdite tratta uplink
N=N0BF=kT0BF Dove:N potenza di rumore ricevutaN0 densita’ di potenzaB banda di rumorek costante di Boltzman (1.38 10-23 J/K)
T0 ptemperatura di rumore di riferimento (300 K)F figura di rumore
I=Iint+IextDove:I potenza interferente ricevutaIint dinterferenza dalla stessa cellaIext interferenza da celle vicine isofrequenza
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Trasmissioni radiomobili 30
Modello di propagazione COST 231
COST MODEL 231
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10distance (km)
atte
nuat
ion
dB
Dense Urban Urban Suburban Rural Road
Ambiente COST 231 Model (R in km) Lm hb (m) hm (m)Dense Urban 140.79+35xlog10(R) 30 1.5Urban 137.79+35xlog10(R) 30 1.5Suburban 125.52+35xlog10(R) 30 1.5Rural 105.27+35xlog10(R) 30 1.5Road 110.27+35xlog10(R) 30 1.5
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Trasmissioni radiomobili 31
Up link budget (2)
Per un segnale non espanso:Eb/(N0+I0)=C/(N+I)
Per un segnale espanso:Eb/(N0+I0)=(B/Rb)C/(N+I)
Iint dipende dall’interferenza da canale adiacente
Iext dipende dall’interferenza da celle isofrequenza vicine alla cella di interesse
Esempio a tre settori con Nf=3
Iint dipende dall’interferenza dovuta alla presenza di utenti con codici pn diversi nella stessa cella
Iext dipende dall’interferenza dalle celle isofrequenza vicine in genere tutte (sempre costituite da codici pn)
0
5
10
15
20
25
30
350
10 2030
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140150
160170180
190200210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
310
320330
340 350 I settori usano tutti la stessa frequenza la separazione in potenza e’ fatta dal fascio d’antenna
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Trasmissioni radiomobili 32
Up link budget (3)
Per un segnale non espanso:Eb/(N0+I0)=C/(N+I)
Per un segnale espanso:Eb/(N0+I0)=(B/Rb)C/(N+I)
Iint e’ un dato del sistema dipendente dalla scelta della modulazione e delle slot di frequenzaIext dipende dalla distanza delle celle isofrequenza, dal numero delle celle N, dal numero delle portanti Np nel settore, dalla direzionalita’ delle antenne della base station, del modello di propagazione.
Iint dipende dal numero di
utenti M/Ns attivi nel settore,inclusa la statistica di attivita’ vocale (<1), dalla precisione con la quale si controlla la potenza degli utenti (power control) (>1), detto il fattore di peso dovuto alla presenza di piu’ settori NsIext dipende dall’interferenza dalle celle isofrequenza vicine:
Iint=(M(1+) /Ns -1)C
Iext=n
PTGTx GRx (n)
LcTxLcRxLmed(n)
N
1 Iext=(M/Ns)C
=0-0.5
=0.33-0.55
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Trasmissioni radiomobili 33
Up link budget (4):(segnale a spettro espanso)
X=I/(I+N)=M/Mmax
Mmax=NsPG/{(Eb/N0)Target10Ms/10(1++) }
PG=B/Rb
Eb
N0+I0=
PTGTxGrx/(LmedLcTxLcRx)
N(1-X)PG [Eb/(I0+N0)]Target
Lmax=Lmed
PTGTxGrx/(LcTxLcRx)
N10Ms/10(1-X)PG
[Eb/(I0+N0)]Target
Da Lmax e’ possibile ricavare il massimo raggio della cella per un dato numero di circuitioppure il massimo carico possibile per un dato raggio, i.e.:
M=MmaxX
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Trasmissioni radiomobili 34
Up link budget (5):(segnale a spettro espanso)
Lmed(dB)PT(dBm)+GTx(dBi)+Grx(dBi)-LcTx(dB)-LcRx(dB)
+10log10(1-X)+PG(dB)-N(dBm)-Ms -[Eb/(I0+N0)]Target( dB)
Nel caso di spettro espanso le celle possono lavorare tutte alla stessa frequenza e l’interferenza e’ dovuta ai circuiti attivi nella cella e nelle celle vicine, ma e’ pesata dal guadagno di processo.
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Trasmissioni radiomobili 35
Esempio di calcolo di Eb/N0 per l’up link (1)
-40
-36
-32
-28
-24
-20
-16
-12
-8
-4
0
-2500 -2000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000 2500
Frequency
dB
Spettro segnale Spettro interferente max in banda base Spettro PN Spettro interferente max
Fasi 4Expansion ratio 300Numero di utenti max 300Rapporto Eb/No (dB) 8Coding gain (dB) 3Rapporto utente/interferente medio (dB) -1.5bitrate (Kbps) 13fattore di attivazione 0.5fattore xi 0.4settori 3fattore eta 0.4fading margin (dB) 3.0
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Trasmissioni radiomobili 36
Esempio di calcolo di Eb/N0 per l’up link (2)
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
8.0
9.0
0 50 100 150 200 250
1E-12
1E-11
1E-10
1E-09
1E-08
1E-07
1E-06
1E-05
1E-04
1E-03
1E-02
1E-01
1E+00
Eb/(No+Io) Probabilita' di errore
Fasi 4Expansion ratio 300Rapporto Eb/No (dB) 8Coding gain (dB) 3Rapporto utente/interferente medio (dB) -1.5bitrate (Kbps) 13fattore di attivazione 0.5fattore xi 0.4settori 3fattore eta 0.4fading margin (dB) 3.0
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Trasmissioni radiomobili 37
Up link budget (6):(segnale a spettro non espanso)
LcTxLcRxLmed
PTGTx GRx C=
=kPTGTx GRx
LcTxLcRxL(Nf)
=kCLmed/L (Nf)Iext=n
PTGTx GRx (n)
LcTxLcRxLmed(n)
Eb/(N0+I0)=C/(N+I)=C/MS/(N+kCLmed/L (Nf))
Nel caso di spettro non espanso le celle non possono lavorare tutte alla stessa frequenza dato che l’interferenza e’ dovuta ai circuiti attivi nelle celle vicine, che lavorano alla stessa frequenza, che darebbero nel punto di confine fra 3 celle un’interferenza superiore alla potenza del segnale
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Trasmissioni radiomobili 38
Down link budget: segnale a spettro espanso(1)
PilotaPer la pilota si puo’ scrivere:
Pp=Pc
Ec/N0=PcGTxGRx
(LcTxLcRxLmed) B(N0+I0,int+I0,ext)
I0,ext 1.8I0,int I0,int B PcGTxGRx
LcTxLcRxLmed
Ec/N0PcGTxGRx
(LcTxLcRxLmed) B(N0+ )2.8PcGTxGRx
LcTxLcRxLmed
Anno Accademico 2007-08
Trasmissioni radiomobili 39
Down link budget: segnale a spettro espanso(2)
Pilota
Ec/N0 PcGTxGRx
(LcTxLcRxLmed) B(N0+ )2.8PcGTxGRx
LcTxLcRxLmed
(Ec/N0 )targetPcGTxGRx
BN0(LcTxLcRxLmed) + 2.8PcGTxGRx
10-Ms/10
( -2.8)(Ec/N0 )target
10-Ms/10
Lmed BN0LcTxLcRx
PcGTxGRx
Anno Accademico 2007-08
Trasmissioni radiomobili 40
Down link budget: segnale a spettro espanso
Traffico
Mdl numero di user del settore di down link
Eb/(N0 +I0)(1-0)PcGTxGRx/Mdl
(LcTxLcRxLmed) B(N0+ )2.8PcGTxGRx
LcTxLcRxLmed
PG
(1-0)PcGTxGRx/Mdl
(LcTxLcRxLmed) B(N0+ )2.8PcGTxGRx
LcTxLcRxLmed
PG10-Ms/10 (Eb/(N0 +I0))target
Anno Accademico 2007-08
Trasmissioni radiomobili 41
Bilanciamento tra up e down link
BdB=Lmaxdownlink-Lmax
uplink
Assumendo Ms eguale per up e down link si ha:
B= [(Eb/(N0 +I0))target/PG- (Ec/N0 )target]dB +
[Fuplink-Fdownlink]dB+[PT-Pc]dB +
10log10{(-2.8(Ec/N0)target)/(1-X)}
Se B=0 il link e’ bilanciato, se >0, limitato dal down link, se <0 limitato dal up link
Anno Accademico 2007-08
Trasmissioni radiomobili 42
EsempioUnit logarithm unit
Chip rate 3840 kbit/sdata bit rate 144 kbit/sCode gain 1.0 numeral 0.0Processing gain 26.7 numeralpilot power fractionactivation factor 42.0% %external user % 55.0% %hand off gain 3.2 numeral 5.0 dBNumber of sector 1 numeralNumber of user 37 numeral
Base station tx Power 0.1 watts 21.1 dBmTx antenna gain 1.0 numeral 0.0 dBiTx feeder losses 0.6 numeral 2.0 dBAntenna height 30 mbody Losses 1.0 numeral 0.0 dB
Rx antenna gain 63.1 numeral 18.0 dBifeeder losses 0.6 numeral 2.0 dBThermal noise density 4.0E-18 mW/Hz -173.9 dBm/HzNoise figure 2.0 numeral 3.0 dBNoise power 3.1E-14 mW -135.1 dBmAntenna height 1.5 mEb/No Target 1.4E+00 numeral 1.5 dB
Prel 90.0% %sigma dB 8.0 dBShadowing margin 10.2 numeral 10.1 dBMax path lossRadius(km) dense urban 1.38 km 0.14Radius (km) Urban 1.68 km 0.23Radius (km) subUrban 3.75 km 0.57Radius (km) rural 14.11 km 1.15Radius (km) road 10.18 km 1.01
Tx
Rx
Path losses
CDMA parameters
UP LINKUnit logarithm unit
Chip rate 3840 kbit/sdata bit rate 144 kbit/sCode gain 1.0 numeral 0.0Processing gain 26.7 numeralpilot power fraction 9.5% -10.2activation factor %external user % %hand off gain 3.2 numeral 5.0 dBNumber of sector 3 numeralNumber of user numeral
Base station tx Power 20.0 watts 43.0 dBmTx antenna gain 63.1 numeral 18.0 dBiTx feeder losses 0.6 numeral 2.0 dBAntenna height 30 mbody Losses 1.0 numeral 0.0 dB
Rx antenna gain 1.0 numeral 0.0 dBifeeder losses 0.6 numeral 2.0 dBThermal noise density 4.0E-18 mW/Hz -173.9 dBm/HzNoise figure 5.0 numeral 7.0 dBNoise power 7.8E-14 mW -131.1 dBmAntenna height 1.5 mEc/No Target 1.0E-02 numeral -20.0 dB
Prel 90.0% %sigma dB 8.0 dBShadowing margin 10.2 numeral 10.1 dBMax path lossRadius(km) dense urban 1.76 km 0.25Radius (km) Urban 2.15 km 0.33Radius (km) subUrban 4.78 km 0.68Radius (km) rural 18.00 km 1.26Radius (km) road 12.98 km 1.11
Tx
Rx
Path losses
CDMA parameters
DOWN LINK
Anno Accademico 2007-08
Trasmissioni radiomobili 43
Down link segnale a spettro non espanso
Eb/(N0d+I0)=Cd/(Nd+I)
LcTxLcRxLmed
PuGTx GRx Cd=
Iext=n
PdGTx GRx (n)
LcTxLcRxLmed(n)
N
1
N=N0BFd=kT0BFd
I=Iint+Iext
Anno Accademico 2007-08
Trasmissioni radiomobili 44
Bilanciamento tra up e down per un segnale a spettro non
espanso
Eb/(N0d+I0)=Cd/(Nd+kCdLmed(Nf))= Eb/(N0+I0)= Cu/(Nu+kCu Lmed(Nf) )
Cd/Nd=Cu/Nu
Anno Accademico 2007-08
Trasmissioni radiomobili 45
Dimensionamento con lo stesso riuso fi frequenza per un
sistema GSMUnit logarithm unit 1800
Code/data ratio 2 kbit/s 0.5data bit rate 117 kbit/s d Nf 4.33 0.076935Code gain 2.0 numeral 3.0 Interference 0.3077coded bit rate 234.0 numeralpilot power fractionactivation factor 1.0 numeralexternal user 4.0 numeralhand off gain 3.2 numeral 5.0 dBNumber of sector 3 numeralFrequency reuse 9 numeral
16.483Base station tx Power 1.0 watts 30.2 dBm 32.888 2.29E+15 1.54E+02Tx antenna gain 1.0 numeral 0.0 dBi 9.4E-16Tx feeder losses 0.6 numeral 2.0 dBAntenna height BTS 30 mbody Losses 1.0 numeral 0.0 dB
Rx antenna gain 39.8 numeral 16.0 dBifeeder losses 0.6 numeral 2.0 dBThermal noise density 4.0E-18 mW/Hz -173.9 dBm/HzNoise figure 2.0 numeral 3.0 dBNoise power 9.4E-16 mW -150.3 dBmAntenna height user 1.5 mEb/No Target 4.0E+00 numeral 6.0 dB
Prel 90.0% %sigma dB 8.0 dBShadowing margin 10.2 numeral 10.1 dBMax path lossRadius(km) dense urban 2.31 km 0.36Radius (km) Urban 2.82 km 0.45Radius (km) subUrban 6.27 km 0.80Radius (km) rural 20.00 km 1.37Radius (km) road 17.04 km 1.23
Tx
Rx
Path losses
MF TDMA parameters
Unit logarithm unit 1800Code/data ratio 2 kbit/s 0.5data bit rate 117 kbit/s d Nf 4.33 0.076935Code gain 2.0 numeral 3.0 Interference 0.3077coded bit rate 234.0 numeralpilot power fractionactivation factor 1.0 numeralexternal user 4.0 numeralhand off gain 3.2 numeral 5.0 dBNumber of sector 3 numeralFrequency reuse 9 numeral
79.245Base station tx Power 5.0 watts 37.0 dBm 158.114 2.76E+15 1.54E+02Tx antenna gain 39.8 numeral 16.0 dBi 3.8E-15Tx feeder losses 0.6 numeral 2.0 dBAntenna height BTS 30 mbody Losses 1.0 numeral 0.0 dB
Rx antenna gain 1.0 numeral 0.0 dBifeeder losses 0.6 numeral 2.0 dBThermal noise density 4.0E-18 mW/Hz -173.9 dBm/HzNoise figure 7.9 numeral 9.0 dBNoise power 3.8E-15 mW -144.3 dBmAntenna height user 1.5 mEb/No Target 4.0E+00 numeral 6.0 dB
Prel 90.0% %sigma dB 8.0 dBShadowing margin 10.2 numeral 10.1 dBMax path lossRadius(km) dense urban 2.44 km 0.39Radius (km) Urban 2.97 km 0.47Radius (km) subUrban 6.62 km 0.82Radius (km) rural 20.00 km 1.40Radius (km) road 17.98 km 1.25
Tx
Rx
Path losses
MF TDMA parameters
Anno Accademico 2007-08
Trasmissioni radiomobili 46
Dimensionamento con lo stesso riuso fi frequenza per un
sistema DS SSUnit logarithm unit 1800Chip rate 1040 kbit/s 0.5data bit rate 13 kbit/s M max 63.44Code gain 1.0 numeral 0.0 X 26.3%Processing gain 80.0 numeralpilot power fractionactivation factor 50.0% %external user % 55.0% %hand off gain 3.2 numeral 5.0 dBNumber of sector 3 numeralNumber of user 50 numeral 80
Base station tx Power 0.1 watts 21.1 dBm 2.06036115 2.46E+14 5.7E-02Tx antenna gain 1.0 numeral 0.0 dBi 8.4E-15Tx feeder losses 0.6 numeral 2.0 dBAntenna height BTS 30 mbody Losses 1.0 numeral 0.0 dB
2080Rx antenna gain 39.8 numeral 16.0 dBifeeder losses 0.6 numeral 2.0 dBThermal noise density 4.0E-18 mW/Hz -173.9 dBm/HzNoise figure 2.0 numeral 3.0 dBNoise power 8.4E-15 mW -140.8 dBmAntenna height user 1.5 mEb/No Target 4.0E+00 numeral 6.0 dB
Prel 90.0% %sigma dB 8.0 dBShadowing margin 10.2 numeral 10.1 dBMax path lossRadius(km) dense urban 1.89 km 0.28Radius (km) Urban 2.30 km 0.36Radius (km) subUrban 5.13 km 0.71Radius (km) rural 19.31 km 1.29Radius (km) road 13.93 km 1.14
Tx
Rx
Path losses
CDMA parameters
Anno Accademico 2007-08
Trasmissioni radiomobili 47
Confronto di prestazioniMF TDMA CDMA
Kbps totali 240 Kbps totalicircuiti per cella 48 1404 50 1040
erlang per cella 20.1 20.1
Cella area max 27.7 1918.5
diametro ottimo 1.89 1.89
Riuso di frequenza 9.00 1.00
probabilita' di blocco
Erlang per settore
0.1%
6.7
Celle urbane a forte densita’
Celle sub-urbane a bassa densita’
MF TDMA CDMAKbps totali 80 Kbps totali
circuiti per cella 8 234 8 1040
erlang per cella 2 2
Cella area max 188.2 153.5188.2
diametro ottimo 6.02 5.44aumento celle CDMA 22.6%Riuso di frequenza 9.00 1.00
probabilita' di blocco
Erlang per settore
0.1%
2.0
Anno Accademico 2007-08
Trasmissioni radiomobili 48
Confronto di prestazioni (2)Unit logarithm unit
Chip rate 1040 kbit/sdata bit rate 13 kbit/sCode gain 1.0 numeral 0.0Processing gain 80.0 numeralpilot power fractionactivation factor 50.0% %external user % 55.0% %hand off gain 3.2 numeral 5.0 dBNumber of sector 3 numeralNumber of user 50 numeralRadius(km) dense urban 1.89 km 0.28Radius (km) Urban 2.30 km 0.36Radius (km) subUrban 5.13 km 0.71Radius (km) rural 19.31 km 1.29Radius (km) road 13.93 km 1.14
CDMA parameters Unit logarithm unitChip rate 1040 kbit/sdata bit rate 128 kbit/sCode gain 1.0 numeral 0.0Processing gain 8.1 numeralpilot power fractionactivation factor 50.0% %external user % 55.0% %hand off gain 3.2 numeral 5.0 dBNumber of sector 3 numeralNumber of user 9 numeralRadius(km) dense urban 0.90 km -0.05Radius (km) Urban 1.10 km 0.04Radius (km) subUrban 2.45 km 0.39Radius (km) rural 9.21 km 0.96Radius (km) road 6.64 km 0.82
CDMA parameters
Unit logarithm unitChip rate 1040 kbit/sdata bit rate 1040 kbit/sCode gain 1.0 numeral 0.0Processing gain 1.0 numeralpilot power fractionactivation factor 50.0% %external user % 55.0% %hand off gain 3.2 numeral 5.0 dBNumber of sector 3 numeralNumber of user 2 numeralRadius(km) dense urban 0.35 km -0.45Radius (km) Urban 0.43 km -0.37Radius (km) subUrban 0.96 km -0.02Radius (km) rural 3.60 km 0.56Radius (km) road 2.60 km 0.41
CDMA parameters
0
10
20
30
40
50
60
0 200 400 600 800 1000 1200
bit rate
nu
mer
o c
anal
i
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
canali per cella raggio km