5/1/12
Izbor rjeenja za indoor radio planiranje UMTS/HSPA mree ovisno o
tipu objektamagistarski rad
Mentor: prof. Click to edit Master subtitle style dr. Ivo Kosti,
dipl.ing.el. Kanditat: Muamer Duri, dipl.ing.el. Sarajevo,
17.05.2011.
Sadraj rada5/1/12q
Poglavlje 1 (Uvod - potrebe za indoor planiranjem) Definisan je
i obrazloen cilj i predmet rada. Poglavlje 2 (Specifinosti
predikcije signala u indoor ambijentu) Date su teorijske i praktine
osnove vezano za adekvatno planiranje pokrivanja u indoor
ambijentu. Poglavlje 3 (Eksperimentalna analiza) Data je
elaboracija i analiza mjerenja izvrenih za indoor UMTS/HSPA sistem
u poslovnom kompleksu Unitic u Sarajevu.
q
q
q
Zakljuak Sistematizovani su osnovni rezultati i dati
prijedlozi.
Obrazloenje temeq
Oekivanje korisnika su da na svakoj lokaciji i u svakom
trenutuku imaju mogunosti koritenja usluge UMTS/HSPA mree. Kvalitet
usluge (QoS) - parametar koji odreuje koji operator e biti korak
ispred konkurencije. Procjenjuje se da se 70-80% saobraaja odvija u
indoor okruenju. Zadovoljavajue pokrivanje i kapacitet u indoor
hot-spot zonama ne moe se uvijek kvalitetno i efikasno obezbijediti
sa makro UMTS/HSPA baznim stanicama, te se pristupa novim rjeenjima
koja zbog svoje specifinosti pokrivanja unutranosti objekata
UMTS/HSPA radio signalom nazivamo indoor rjeenjima.
5/1/12
q
q
q
Ciljq
5/1/12
Elaborirati probleme vezane za indoor pokrivanje. Na praktinom
primjeru ukazati na nedostatke outdoor to indoor pokrivanja visokih
objekata izgraenih od modernih graevinskih materijala (objekat
Unitic u Sarajevu). Ukazati na potrebu implementacije namjenskih
indoor rjeenja kako bi imali kvalitetno pokrivanje UMTS/HSPA
signalom indoor ambijenta takvih objekata. Provjeriti da li
implementirano rjeenje u objektu Unitic u Sarajevu zadovoljava
kriterije za indoor planiranje saglasno vaeim standardima, te dati
prijedloge za poboljanje indoor pokrivanja UMTS/HSPA mree objekta
Unitic.
q
q
q
Potrebe za indoor planiranjemq
3G mree (u poreenju sa 2G mreama) omoguavaju vee brzine prenosa
podataka. Zahtijevaju se bolji RF uslovi za prijemni signal
zahtijevi za boljim pokrivanjem i veim kapacitetom mree za indoor
korisnike. Koritenje makro baznih stanica sa antenom postavljenom
na vrhu stuba ili na krovu zgrade - uobiajeni nain za pokrivanje u
objektima. Ogranienja sa aspekta interferencije i pokrivanja utiu
na djelotvorno koritenje outdoor mree i servisiranje indoor
korisnika. Slabljenje radio signala prilikom propagacije u
slobodnom prostoru + slabljenje prilikom penetracije u/iz
objekta.
5/1/12
q
q
q
q
5/1/12
Indoor ambijent i mikrotalase osobine graevinskih
materijalaq
Procjena srednjeg slabljenja radio signala usljed prodiranja u
unutranjost zgrade i slabljenje usljed propagacije u indoor
ambijentu je jedan od kljunih faktora koji se mora uzeti u obzir
prilikom planiranja namjenskih indoor rjeenja. Propagacija radio
signala u indoor okruenju ovisi od rasporeda prostorija unutar
objekta, te od karakteristika materijala od kojih su izgraeni
(ne)nosivi zidovi/pregrade. U literaturi moemo pronai veliki broj
studija i mjerenja atenuacije RF signala prilikom prodora u/iz
zgrada za razliite frekventne opsege i razliite uslove ne postoji
jedan izvor informacija.
q
q
5/1/12
Indoor ambijent i mikrotalase osobine graevinskih materijala
5/1/12
Indoor ambijent i mikrotalase osobine graevinskih
materijalaq
Graevinske materijale ovisno o slabljenju RF signala moemo
podijeliti na tri grupe i to one koje imaju:
Veliko slabljenje: debeli betonski zidovi, zidovi zidani raznim
vrstama blokova, puno drvo (1035 dB/zid ovisno o debljini zida i
frekvencije RF signala). Umjereno slabljenje: jednoslojni zidovi od
cigle, tanki zidovi zidani blokovima, drvene ploe, gipsani zidovi
(510 dB/zid). Malo slabljenje: perploa, staklo, drvena vrata,
suhozidni paneli (manje od 5 dB/prepreka).
Fasade u novijim modernim objektima su esto uraene od stakla
koje je presvueno slojem metalne glazure (slabljenje RF signala
priliskom prolaska kroz takve prepeke se kree oko 20-40 dB).
Namjenska rjeenja za pokrivanje indoor ambijenta radio signalom
UMTS/HSPA mree
5/1/12
Pokrivanje od strane makro mree (outdoor to indoor) Pokrivanje
koritenjem ripitera Rjeenja sa femto elijama Distribuirani antenski
sistem:
Pasivni DAS Aktivni DAS Hibridno rjeenje
Rjeenja sa zraeim kablom
Indikatori downlink performansi5/1/12
Logiranje na mreu. Uspostavljanje poziva. Odravanje ve
uspostavljenog poziva. Postizanje specifinih brzina prenosa
podataka.
Indikatori downlink performansi5/1/12
Nivo osjetljivosti prijemnika Propusnost na MAC sloju
Nivo osjetljivosti prijemnika predstavlja minimalni nivo signala
koji se zahtijeva na antenskom portu prijemnika da bi se postigao
zadovoljavajui kvalitet signala.
Indikatori downlink performansi5/1/12
Downlink Eb/N0 vrijednosti su izvedene na sljedei nain: 1. Eb/N0
se rauna na osnovu formule 2. Zahtjevi za EC/Ior i za Ior/Ioc su
uzeti iz 3GPP specifikacija Chip _ rate E c Eb Bit _ rate I or = 10
log 1 N0 1 orthogonal ity + I or I oc
Indikatori downlink performansi5/1/12
14 12 10 8 6 4 2 0Voice 64 kbps 144 kbps 384 kbps
Eb/N0 (dB) - DL
Indikatori downlink performansi5/1/12
Voice
Data 64 kbps
Data 144 kbps
Data 384 kbps
Eb/N0 (dB) Ec/N0 (dB) Nivo osjetiljivosti prijemnika (dBm)
12,0
9,8
9,5
9,8
- 13,0
- 8,0
- 4,8
- 0,2
- 117,0
- 108,2
- 105
- 100,4
Koncept planiranja indoor ambijenta po zonamaq
Cij planiranja indoor elija je napraviti plan za dobro
pokrivanje i dostatan kapacitet uz istovremeno smanjenje
interferencije na to je mogue nii nivo. Kvalitet signala kao i
brzina prenosa podataka ovisi o nivou intererencije glavni razlog
zato je potrebno osigurati dobru izolaciju izmeu indoor i outdoor
signala u UMTS/HSPA mreama. Efektivni dizajn nivoa signala indoor
sistema mora biti prilagoen konkretnom dijelu objekta (postojeem
nivou signala u objektu koji dolazi iz vanjske mree i izolaciji
objekta) dizajniranje vie nivoa snage indoor signala u istom
objektu.
5/1/12
q
q
Koncept planiranja indoor ambijenta po zonama
Zona ogranienog pokrivanja Zona ograniena pokrivanjem i
interferencijo Zona ograniena
5/1/12
Koncept planiranja indoor ambijenta po zonamaNivo interferencije
Zona A zona ogranienog pokrivanja Zona B zona ograniena pokrivanjem
i interferencijom Zona C zona ograniena interferencijom Nizak
Dizajnirani nivo (SSdes) - 80 dBm
Potrebni nivo (SSreq) - 90 dBm
5/1/12
Srednji
- 70 dBm
- 80 dBm
Visok
- 60 dBm
- 70 dBm
Dizajnirani i potrebni nivo signala u unutranjosti objekta sa
razliitim nivoom interferencije
Koncept planiranja indoor ambijenta po zonama
5/1/12
Potiskivanje signala koji dolazi od vanjskih makro baznih
stanica. Minimiziranje handover podruja. Sprijeavanje curenje
signala namjenske indoor elije van objekta.
Rezultati mjerenja5/1/12
Rezultati mjerenja5/1/12
Mjerna oprema5/1/12q q q
NEMO Handy (Nokia N97) NEMO Outdoor set za mjerenje PC kartica
Sierra (7.2 Mbps)
Reim rada mjerne opreme5/1/12Mjerna terminalna oprema je bila
postavljena u tri razliita reima rada: Idle mode (stanje mirovanja)
mjerenja bez uspostavljenog poziva; Active mode mjerenja sa
uspostavljenim pozivom; Active mode mjerenja propusnosti na MAC
sloju; povezivanje na namjenski FTP server instaliran za potrebe
testiranja 3G mree preko namjenske PC kartice (Sierra 7.2 Mbps).
Idle mode reim rada (dva sluaja):Sluaj 1. - mjerni ureaj zakljuan
na scrambling kod indoor elije namjenjene za pokrivanje
unutranjosti Nebodera A, objekat Unitic (elija Unitic1) Sluaj2. bez
zakljuavanja mjernog ureaja na odreenu eliju
Mjerenja za sva tri reima rada su uraena u istim (stacionarnim)
takama.
5/1/12
Poloaj mjernih taaka u odnosu na antene
Procedura prilikom izvoenja mjerenja5/1/12
1. Mjerenja su uraena drei mjernu terminalnu opremu na visini od
1,5 m od poda. 1. Testni telefon usrednjava mjerenja i zapisuje
srednju vrijednost. 1. Prilikom mjerenja propusnosti na MAC sloju
za povezivane na namjenski FTP server koritena je Sierra beina
kartica (max. Brzina u DL 7,2 Mbps) koja je bila povezana na laptop
na kojem je instaliran softver za mjerenje parametara na zranom
interfejsu (NEMO Outdoor).
5/1/12
5/1/12
5/1/12
Izmjereni nivo Ec/N0 (dB) indoor elije (Walk test)
5/1/12
5/1/12
Active set EC/N0 vs. RSCP(Idle mode, Sluaj 1., walk test)
5/1/12
-45 -50 -55 -60 -65 -70 -75 -80 -85 -90 -95
Izmjereni nivo RSCPa indoor/outdoor elije (Idle mode unlock);
Sluaj 2.
5/1/12
Pokrivanje unutranjosti objekta od strane namjenske indoor elije
(scr. kod 151) i od strane vanjske makro elije (scr. kod 52) idle
mode
RSCP (dBm); active mode walk test
5/1/12
5/1/12
Zagaenje pilota (engl. pilot pollution)
5/1/12
HSDPA MAC Throughput ovisno o SIR, CQI vrijednosti
5/1/12
1600
1500
12
1400 8
1300
1200 4 1100
1000 0 900
800
-4
700
600
-8
Uplink brzina prenosa podataka ovisno o CQI, EC/N0
vrijednosti
Rezultati mjerenjaNaprijed navedenu analizu rezultata mjerenja
moemo saeti u nekoliko taaka:1. Nezadovoljavajue pokrivanje indoor
ambijenta objekta Unitic od strane vanjskih makro elija (outdoor to
indoor). 1. U pojedinim dijelovima objektu imamo manji novi RSCP-a
indoor elije od nivoa koji se preporuuje za zonu ogranienu
interferencijom. 1. Slaba izolacija indoor ambijenta od uticaja
signala koji dolazi sa vanjskih baznih stanica (UE se nalazi u soft
handoveru to implicira neefikasno koritenje resursa indoor sistema,
kao i bespotrebno koritenje kapaciteta vanjskih makro baznih
stanica). 1. Zagaenje pilota (engl. pilot pollution) u pojedinim
dijelovima objekta usljed nedostatka dominantnog servera.
5/1/12
Prijedlozi za poboljanjeAktivnosti koje je mogue provesti u
svrhu poboljanja kvaliteta UMTS/HSPA mree BH Telecoma u objektu
Unitic, su:
1. Novi RF dizajn implementiranog indoor rjeenja sa montaom
dvije dodatne DAS antene (po spratu). 2. Instaliranje aktivnih
komponenti radi poboljanja RF uslova u indoor ambijentu. 3.
Poveanje snage pilota namjenskih indoor elija (Unitic1 i Unitic2).
4. Tiltovanje antena okolnih makro baznih stanica. 5. Smanjenje
snage pilota okolnih makro elija. 6. Oslobaanje GSM 900 MHz banda
za koritenje UMTS mree (implementacija 3G mree na 900 MHz).
5/1/12
Prijedlozi za poboljanje
Redoslijed aktivnosti koje je mogue provesti u svrhu poboljanja
kvaliteta UMTS/HSPA mree BH Telecoma u objektu Unitic, je:
1. Poveanje snage pilota namjenskih indoor elija (Unitic1 i
Unitic2). 2. Tiltovanje antena okolnih makro baznih stanica. 3.
Smanjenje snage pilota okolnih makro elija. 4. Instaliranje
aktivnih komponenti radi poboljanja RF uslova u indoor ambijentu.
5. Novi RF dizajn implementiranog indoor rjeenja sa montaom dvije
dodatne DAS antene. 6. Oslobaanje GSM 900 MHz banda za koritenje
UMTS mree (implementacija 3G mree na 900 MHz).
5/1/12
ZakljuakOsnovni zakljuci do kojih se dolo u radu na osnovu
analize Rezultata mjerenja, a vezano za implementaciju 3G mree u
postojei DAS sistem u kompleksu Unitic su:q
5/1/12
Bez implementacije namjenskog indoor rjeenja ne bi imali
pokrivanje 3G signalom indoor ambijenta objekta Unitic. S obzirom
da je kao namjensko indoor rjeenje izabran Pasivni DAS imamo veliko
slabljenje pasivnih komponenti, te manji nivo RSCP signala
namjenske indoor elije od nivoa koji se preopruuje za zonu
ogranienu pokrivanjem i zonu ogranienu interferencijom u indoor
ambijentu. Slaba izolacija indoor ambijenta od uticaja vanjskih
makro baznih stanica; UE se nalazi u soft handoveru sa okolnim
vanjskim baznim stanicama, to implicira neefikasno koritenje
kapaciteta indoor sistema, kao i bespotrebno koritenje kapaciteta
vanjskih makro baznih stanica.
q
q
Zakljuakq
Postojanje zagaenja pilota u pojedinim dijelovima objekta usljed
nedostatka dominantnog servera (u unutranjosti objekta Unitic pored
3G signala namjenske indoor elije izmjeren je signal vanjskih makro
baznih stanica iji je nivo signala u rangu sa nivoom signala
namjenske indoor elije Unitic1). Implementacijom 3G mree u
kompleksu Unitic povezivanjem 3G bazne stanice na postojei DAS
sistem koji je ranije implementiran za pokrivanje Unitic kompleksa
GSM signalom pomou antena distribuiranih du cijelog objekta, usljed
slabijih RF uslova krajnjim korisnicima se pruaju znatno manje
brzine prenosa podataka od maksimalnih brzina koje mrea
omoguava.
5/1/12
q
ZakljuakPreporuke / aktivnosti koje se mogu provesti u skorijoj
budunosti u cilju poboljanja performansi 3G mree BH Telecoma u
kompleksu Unitic su:
5/1/12
Poveanje snage pilota namjenskih indoor elija (Unitic1 i
Unitic2). Tiltovanje (obaranje) antena okolnih 3G makro baznih
stanica. Smanjenje snage pilota okolnih makro elija. Instaliranje
aktivnih komponenti radi poboljanja RF uslova u indoor ambijentu.
Redizajniranje postojeeg indoor rjeenja uz montau po dvije dodatne
DAS antene na svakom spratu. Oslobaanje GSM 900 MHz banda za
koritenje UMTS mree (tj. Implementacija UMTS/HSPA mree na 900 MHz).
Pored navedenih aktivnosti, potrebno je provesti diskusiju u okviru
kompanije
5/1/12
Hvala na panji!
Click to edit Master subtitle style
