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1
Redes y Serviciosy
Módulo II. Redes multiservicio conmutadas
Tema 4. Redes móvilesParte A. Fundamentos, limitaciones y concepto celular
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Tema 4. Redes móviles 2
Índice
• Introducción• GeometríaGeometría• Tráfico y dimensionamiento• Estimación de la interferencia• Estimación de la interferencia
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Tema 4. Redes móviles 3
INTRODUCCIÓN
• Objetivo▫ Acceso a la red de comunicaciones…▫ … desde cualquier punto…▫ … y en cualquier momento• Ventaja▫ Acceso ubicuo• Problemas▫ Recursos escasos
F i li iFrecuencias, licenciasPotencia de transmisión- Ahorro de bateríasAhorro de baterías- Interferencias
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Tema 4. Redes móviles 4
Sistema celular
1. División de la superficie en celdas o células2 Formación de clusters (grupos de células entre las2. Formación de clusters (grupos de células entre las
que se distribuyen los radiocanales)▫ N = Nº de células/clusterN = Nº de células/cluster
GSM. N = 3 ó 4UMTS. N=1UMTS. N 1
3. Recubrir la superficie total repitiendo el cluster▫ Reutilización de frecuenciasReutilización de frecuencias
Distancia de reutilización o distancia cocanal
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Tema 4. Redes móviles 5
Ventaja que aporta el concepto celular
• Solución a los problemas▫ Potencia pequeña en el terminal móvilPotencia pequeña en el terminal móvil▫ Pequeño número de frecuencias
• Dada una densidad de tráfico ρu [E/km2]S[E] p
▫ ↓Sc ↓uccuc ·Sρ[E]u = pB
c1
Bp
uC E[ ]
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Tema 4. Redes móviles 6
Contrapartida
• Identidad única de un terminal para el sistema• Conocimiento de la red de dónde está el usuario y efectuar y
seguimiento automático (Location)• Para la conexión realiza una radiobúsqueda con aviso (Paging)• Acceso a distintas redes (roaming)• Traspaso (handover)• Itinerancia (roaming)• Arquitectura más compleja
S id d• Seguridad▫ Autenticación▫ Cifrado▫ Cifrado
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Tema 4. Redes móviles 7
Diseño• Complejo▫ ρu [E/km2]
Nú d l i t dó d it▫ Número de emplazamientos y dónde se permiten▫ Cobertura radioeléctrica▫ Movimiento de los usuarios▫ Distribución del tráfico▫ Dimensionamiento de frecuencias y reutilización▫ Factores políticos▫ Factores políticos▫ Factores económicos• Planificación celular Planificación en aprox sucesivas• Crecimiento de la red▫ Geometría▫ Tráfico▫ Tráfico▫ Potencia e interferencias
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Tema 4. Redes móviles 8
• RGEOMETRÍA
R• d• D
• No cobertura vs Solapamiento
R
S l ió b t lí• Solución: cobertura con polígonosR
▫ Maximiza coberturaR
▫ Minimiza nº estaciones
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Tema 4. Redes móviles 9
Geometría
• d·R3d =
• Sc
R3d =
2c ·R2
33S =
• D·R3·ND =
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Tema 4. Redes móviles 10
TRÁFICO Y DIMENSIONAMIENTO
• Sistema móvil se dimensiona como un sistema de llamadas perdidas Erlang Bllamadas perdidas Erlang B• pB ≡ probabilidad de bloqueo ≡ B(c, uc)▫ Probabilidad (real) de pérdida ])·1[(1 CB ppp −−=Probabilidad (real) de pérdida• Datos▫ Grado de servicio ≡ GoS = 100 p
])1[(1 CB ppp =▫ Grado de servicio ≡ GoS = 100·p
% máximo de intentos que se permite perder▫ Densidad de tráfico ≡ ρ [E/km2]▫ Densidad de tráfico ≡ ρu [E/km ]▫ Otros
c ≡ nº de radiocanales / célula Dimensionamiento 1c ≡ nº de radiocanales / célula Dimensionamiento 1R ≡ radio de cobertura Dimensionamiento 2
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Tema 4. Redes móviles 11
Dimensionamiento 1d l l• Dado c Calcular R
pB1
( )MAXB,p100
%GoS =c
,100
2u uC ,MAX
uC E[ ]
33
2·
ρ
uR·Sρu
u
MAXc,cuMAXc, =⇒=
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Tema 4. Redes móviles 12
Dimensionamiento 1d l l• Dado c Calcular R
pB1
c pB, 1 1 pB, 2 2 uC E[ ] uC, 1 uC, 2
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Tema 4. Redes móviles 13
Dimensionamiento 2d l l• Dado R Calcular c
( ) pB
1( )MAXB,p100
%GoS = c
uC ,MAX uC E[ ]
R→ SC →uc ,MAX = ρuSc
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Tema 4. Redes móviles 14
ESTIMACIÓN DE LA INTERFERENCIA
• Hipótesis▫ Pérdida básica de propagación lb=k·rαp p g b
r distanciak,α constantes para todas las estaciones
fl l l▫ No se consideran fluctuaciones de la señal deseada ni de las interferencias
▫ Se evalúa la interferencia para el enlace descendente y▫ Se evalúa la interferencia para el enlace descendente y un móvil situado en el vértice de la celda servidora
▫ Todas las estaciones base interferentes estánTodas las estaciones base interferentes están transmitiendo en la frecuencia e intervalo del móvil interferido
▫ Las señales interferentes son incoherentes Σpot
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Tema 4. Redes móviles 15
⎞⎛Potencia e interferencia ⎟⎠⎞
⎜⎝⎛
ic
ó
⎠⎝
• Hipótesis simplificadoras▫ Interferencias
incorreladas▫ Sólo importa la▫ Sólo importa la
primera corona▫ PropagaciónPropagación
kpot ≈ α(dist)p
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Tema 4. Redes móviles 16
Potencia e interferencia
kαα⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ −=≅⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛R
RD·
61
kR
k
ic
α⎠⎝
−⎠⎝ R6
D)(R
k6·i
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