DEPARTAMENTO DE INGENIERA AUDIOVISUALPRIVATE Y COMUNICACIONES

Ejercicios de COMUNICACIONES MVILES

Junio de 1997

EJERCICIO: Se pretende cubrir una determinada rea de 10000 Km2, con un servicio de telefona mvil privada para emergencias con prdida de llamadas.

a) Determinar el n mximo de usuarios, suponiendo que efectan dos llamadas cada uno en la hora cargada con una duracin media de 72 s y que se pretende obtener un grado de servicio del 0,3 %. El sistema dispone de 20 canales dplex de trfico.

b) Determinar la potencia necesaria en la estacin base para cubrir el rea con un 99% de probabilidad tanto en ubicaciones como en tiempo, (u = 6 dB, (t = 4 dB, suponiendo cobertura circular.

GB = 10 dB, GB = 10 dB, Pu = -100 dBm. Modelo de propagacin: A(d) = 85 + 36log d (Km) + X(c) Por otro lado la misma compaa de ingeniera debe planificar un sistema celular clsico para la misma rea. Con el modelo de propagacin anterior determinar el tamao del agrupamiento (cluster) necesario para una relacin c/I = 20 dB.

d) Si se han concedido 300 canales dplex, y teniendo en cuenta que es necesario uno de sealizacin por clula. Calcular el nmero de mviles por clula y por cluster que puede soportar el sistema para las mismas condiciones de trfico del apartado a).

e) Suponiendo que la potencia transmitida por un porttil es de 0,5 W, determinar el radio de la clula para un grado de cobertura y unas condiciones de propagacin iguales a las del apartado b), suponiendo un margen adicional de 10 dB para ruido impulsivo y desvanecimientos.

f) Determinar el nmero total de clulas en el rea y el nmero de mviles a los que puede dar servicio el sistema.

Septiembre de 1997EJERCICIO: Se desea planificar un sistema de comunicaciones mviles celulares GSM para una zona urbana de 400 Km2 con 3 millones de habitantes y un 10% de penetracin prevista. Los parmetros del sistema son los siguientes:

Agrupamiento de 7 clulas por Cluster, con divisin sectorial en tres sectores. (7/3)

Trfico por mvil: 20 mE, con distribucin uniforme.

Las antenas junto con los cables y conectores en el porttil dan un balance de 0 dB.

Potencia recibida umbral: - 100 dBm.

No se necesita un margen por desvanecimiento rpido debido a las tcnicas de mejora del sistema.

Desviacin tpica por ubicaciones y tiempo: 6 y 3 dB, respectivamente.

Antena de la estacin base, ganancia: 6 dB. Atenuacin de los cables 2 dB , hB = 30 m

Mejora por diversidad: 3 dB

a) Se utilizan 4 portadoras dplex GSM (TDMA/FDMA/FDD) por sector , y considerando dos canales de sealizacin en cada uno de ellos, determinar el tamao de las clulas y el nmero de las mismas para obtener un G.O.S. del 0,7 %.

b) Utilizando el modelo de propagacin de Okamura Hata determinar la relacin portadora a interferencia (C/I), suponiendo que las antenas empleadas en el sector tienen el diagrama de radiacin ideal siguiente y considerando la primera corona interferente. Haz una aproximacin para dos coronas interferentes.

c) Determinar la potencia necesaria en el porttil, al borde del sector teniendo en cuenta todos los parmetros anteriores y para obtener una cobertura del 99% en tiempo y ubicaciones.

Junio de 1998EJERCICIO: Un sistema de comunicaciones mviles DCS (banda de 1800 MHz) dispone de 45 portadoras de 8 canales TDMA cada una. Para la planificacin celular se ha elegido un sistema de agrupamiento (43), utilizando antenas con un diagrama de radiacin perfecto de 120. Teniendo en cuenta que es necesario un canal de control o sealizacin por sector.

Se pretende cubrir en una primera etapa, una gran ciudad (p. e. Madrid), con una superficie circular de 300 Km2. Se debe disear el sistema para un nmero de 800.000 usuarios (porcentaje de penetracin del 25 %) y una probabilidad de bloqueo (GOS) del 1%. Estos usuarios se suponen distribuidos uniformemente en el rea anterior. El trfico medio ofrecido por cada uno de ellos corresponde a una llamada de duracin media de 90 s. en la hora cargada.

a) Determinar el radio de la clula, el n total de clulas y el de clusters.

b) Dibujar el agrupamiento utilizado, incluyendo la primera corona de clulas interferentes y la estructura de sectores en las clulas cocanal.c) Determinar la potencia necesaria en el porttil para establecer una adecuada comunicacin en el borde de la clula con un 90% de probabilidad tanto en ubicaciones como en tiempo, (u = 7 dB, (t = 2 dB.

GB = 13 dB, GM = 0 dB, Perdidas en cables y pasivos = 2 dB, Sensibilidad = -104 dBm.

Margen por ruido y fading rpido = 6 dB.

Mejora por diversidad = 3.3 dB

Modelo de propagacin (Okumura Hata); hB = 25 m, hM = 1,5 md) Consideras que el modelo de propagacin recomendado en el apartado anterior es vlido. Porqu?.

e) A partir del dibujo de la estructura celular del apartado b) y considerando exclusivamente los sectores que son interferentes de la primera corona, determinar la relacin C/I para la situacin considerada en el resto del problema y suponiendo que todas las estaciones base son iguales.

Septiembre de 1998EJERCICIO: Se ha concedido una licencia para un sistema WLL (Wireless Local Loop) para una gran ciudad con un radio aproximado de 20 Km. Para ofrecer este servicio se pretende utilizar un sistema DECT para comunicaciones mviles en la banda de 1880-1900 MHz, que utiliza 10 portadoras FDMA, con 12 canales TDMA/TDD por portadora. La sealizacin en DECT se realiza dentro de cada canal de trfico.

Los equipos utilizados tienen una potencia de transmisin de 100 mW, una sensibilidad de 100 dBm y una ganancia de las antenas de GB = 6 dB, GM = 0 dB. Considerando 10 dB de margen de proteccin contra ruido y multitrayecto.

El modelo de propagacin para microceldas que se utiliza es el de dos pendientes, dado por las siguientes expresiones:

hB = 5 m, hM = 1,52 m. La desviacin tpica del modelo anterior puede considerarse de 7 dB

a) Determinar el radio mximo de cobertura de una clula para un 95 % de situaciones.

b) Considerando admisible una relacin portadora/interferencia de 12 dB y suponiendo 6 clulas interferentes, determinar la distancia de reutilizacin para el sistema anterior.

c) Aunque el sistema DECT utiliza asignacin dinmica de canales y por lo tanto no es necesaria una planificacin celular clsica, utilizar la estructura geomtrica clsica para obtener a un agrupamiento de clulas en racimos, que nos permita repartir los canales disponibles en una primera aproximacin

d) Teniendo en cuenta las caractersticas del sistema DECT y una estimacin de trfico de voz y datos de 0,1 Erlang por usuario. Obtener para una GOS del 1%, el nmero de canales por clula, el nmero de usuarios por clula; el nmero de clulas y usuarios totales en la ciudad y la densidad de trfico en Erlangs/Km2

Febrero de 1999

EJERCICIO: Se ha concedido una licencia a un operador (ej. amena) para ofrecer un servicio de comunicaciones mviles en la banda de 1.8 GHz (DCS) (8 canales TDMA por portadora). Se desea planificar un sistema para una zona urbana de gran densidad de usuarios. Los parmetros del sistema son los siguientes:

C/I admitida : 12 dB.

Trfico por mvil: 25 mE, con distribucin uniforme.

Potencia transmitida = 30 dBm.

Las antenas de Tx y Rx, junto con los cables y conectores dan un balance de 10 dB.

Potencia recibida umbral : -100 dBm.

Margen por desvanecimiento rpido: no es necesario por usar tcnicas de proteccin.

Margen para un porcentaje de ubicaciones del 99 %: 10 dB.

a) Considerando el modelo de propagacin urbana COST-231 determinar por cobertura el radio mximo de la clula. (b = 50 m., w = 25 m., hb = 25 m., hr = 20 m, hm = 1,5 m., ( = 90 ).

b) La densidad de usuarios prevista es de 800 mviles/km2. Obtener el nmero de usuarios por clula y determinar cuantos canales y portadoras por clula seran necesarios para satisfacer las necesidades de trfico con una grado de servicio del 1%. Considerar clulas hexagonales.

c) Suponiendo un modelo de cobertura clsica hexagonal, calcular el agrupamiento mnimo necesario para satisfacer los requisitos del sistema. Cuntas portadoras en total necesita el sistema?. Suponiendo una ciudad de 300 Km2, cuntas clulas son necesarias para cubrir la ciudad y cuntos usuarios totales puede haber en la misma?.

Junio de 1999EJERCICIO 6: En un sistema de comunicaciones mviles GSM (FDMA/TDMA) con un total de 16 portadoras, reservando en cada clula dos canales para sealizacin, determinar su viabilidad respondiendo a las siguientes cuestiones:

DATOS:

GOS = 15 dB.

Trfico por usuario: 10 mE,

Pendiente de prdidas: 3,8

a) Se plantea utilizar agrupaciones de 4 o 7 clulas por racimo. Determine cual cumple el requisito de C/I.

b) Si la densidad de usuarios es de 400 usuarios por Km2 , determine el radio de la clula para la agrupacin que cumpli el requisito anterior y para el GOS indicado.c) Para el radio calculado anteriormente (si no lo hizo suponga un radio de 2,5 Km), determine la potencia de transmisin del mvil, supuestos los siguientes datos, para el 90% de ubicaciones y tiempo:

GB = 14 dB.

Sensibilidad = -104 dBm.

Mejora por diversidad = 3 dB

GM = 0 dB

Margen por ruido y fading rpido = 5 dB. (L = 6 dB (T = 2,5 dB

Modelo de propagacin: Okumura Hata (gran ciudad); hB = 25 m, hM = 1,9 m frecuencia: 950 MHz.

Septiembre de 1999

EJERCICIO 2: Se pretende obtener los primeros datos para planificar un sistema de comunicaciones mviles celulares GSM-900 para una zona urbana de 400 Km2 con 3 millones de habitantes y un 25% de penetracin prevista. Los parmetros del sistema son los siguientes:

Agrupamiento de 4 clulas por Cluster, con divisin sectorial en seis sectores. (4/24)

Trfico por mvil: 20 mE, con distribucin uniforme.

Las antenas junto con los cables y conectores en el porttil dan un balance de 0 dB.

Potencia recibida umbral: - 100 dBm.

No se necesita un margen por desvanecimiento rpido debido a las tcnicas de mejora del sistema.

Desviacin tpica de la variabilidad con respecto al modelo de propagacin: 7 dB.

Antena de la estacin base, ganancia: 6 dB. Atenuacin de los cables 2 dB , hB = 30 m

Mejora por diversidad: 3 dB

a) Se utilizan 3 portadoras dplex GSM (TDMA/FDMA/FDD) por sector , y considerando dos canales de sealizacin en cada uno de ellos, determinar el tamao de las clulas y el nmero de las mismas para obtener un G.O.S. del 1 %.

b) Utilizando el modelo de propagacin de Okamura Hata determinar la relacin portadora a interferencia (C/I), suponiendo que las antenas empleadas en el sector tienen el diagrama de radiacin ideal siguiente y considerando la primera corona interferente. Si la segunda corona interferente produce una relacin C/I del mismo valor que la primera, Cunto vale ahora la relacin C/I total?

c) Determinar la potencia necesaria en el porttil, al borde del sector teniendo en cuenta todos los parmetros anteriores y para obtener una cobertura del 95%.

FEBRERO de 2000EJERCICIO 4: Se quiere instalar un sistema de comunicaciones mviles en interiores para GSM 1800, mediante el uso de picoclulas, para un gran centro comercial de 9 plantas de 50 x 50 m. Los parmetros del sistema son los siguientes:

Trfico por mvil: 25 mE.

Ganancia de la antena del Tx: 3 dB.

Densidad de usuarios por planta: 100

Ganancia de la antena del Rx: 0 dB.

Grado de servicio (GOS): 1 %

Potencia recibida umbral : -100 dBm

Prdidas en cables (20m) : 15 dB/100 m.

Margen por prdidas del cuerpo: 5 dB.

a) Se dispone de cuatro portadoras (de 8 canales TDMA cada una). Teniendo en cuenta el trfico ofrecido al sistema, la estructura del edificio, la problemtica de la propagacin y las interferencias y el posible coste del sistema instalado, disear el sistema celular ms idoneo, determinando el tamao de las clulas (n de plantas cubiertas), la ubicacin ms adecuada de las antenas de las estaciones base y la asignacin de frecuencias.

b) Suponiendo un modelo de propagacin de una pendiente ms prdidas por plantas, dado por la siguiente expresin:

Donde A0 es la atenuacin en el espacio libre a la distancia de referencia (para picoclulas: 1m).

(: es la pendiente de prdidas (para este tipo de edifico consideramos ( = 4).

d: es la distancia en metros (considerarla slo como la distancia horizontal dentro de una planta).

FAP: Factor de atenuacin por planta. 10 dB

Considerando un margen de variabilidad de 10 dB para un 95 % de ubicaciones, obtener la potencia necesaria en el Tx para la cobertura de clula deseada.

(Nota: Si no se ha resuelto en primer lugar el apartado anterior, suponer una potencia transmitida lgica, teniendo en cuenta que son picoclulas y determinar la cobertura. A partir de este dato se puede intentar resolver el apartado anterior).

c) Cul es el valor de la relacin portadora interferencia cocanal en el borde de una clula?

Junio de 2000Ejercicio de Comunicaciones mviles:a) Mencione el nombre de cuatros sistemas distintos de comunicaciones mviles y el tipo de servicio a que se aplica.

b) Determinar la distancia de cobertura para una BS con 100 W de PRA y un umbral de 100 dBm para los modelos de propagacin siguientes: espacio libre, tierra plana y Okumura-Hata.. HB = 30 m, hm = 1,5 m, frecuencia: 900 MHz. Gm = 0 dB.

c) Para una relacin C/I de 12 dB determinar el agrupamiento mnimo utilizable considerando un sistema celular clsico con 6 clulas interferentes en la primera corona, 12 clulas interferentes en la segunda corona (a una distancia 1,73 D) y un modelo de tierra plana para las prdidas de propagacin. Dibujar dicho agrupamiento, incluyendo el cluster central, la primera corona interferente y las clulas cocanal a una de las clulas del racimo central.

d) En el centro de una gran ciudad se tiene una densidad de trfico de 100 E/Km2 con 30 mE de trfico por mvil. Se pretende planificar un sistema de comunicaciones mviles GSM-1800 (FDMA/TDMA). Por cuestiones de tipo econmico y operativo se parte de un radio mnimo para las clulas de 0,5 Km y de un grado de servicio del 2%. Con estos datos y eligiendo un tipo de agrupamiento lgico para el sistema (clulas/sectores), determinar el n de portadoras por sector, por clula y totales necesarias. Calcular tambin el n de mviles por clula y por racimo que puede atender el sistema con esa probabilidad de congestin..

e) Determinar la probabilidad por desvanecimiento multitrayecto de que el nivel de seal instantneo (intensidad de campo) est por debajo de 10 dB del valor rms de seal, suponiendo una distribucin Rayleigh para el mismo. (la variable aleatoria para la distribucin Rayleigh viene dada en unidades V/m, no en dB).

Febrero de 2001 (muy parecido al de junio 99)

EJERCICIO.

En un sistema de comunicaciones mviles GSM 1800 con un total de 21 portadoras, reservando en cada clula dos canales para sealizacin, determinar su viabilidad respondiendo a las siguientes cuestiones:

DATOS:

GOS = 15 dB.

Trfico por usuario: 10 mE,

Pendiente de prdidas: 3,8

a) Se plantea utilizar agrupaciones de 4 o 7 clulas por racimo. Determine cual cumple el requisito de C/I.

b) Si la densidad de usuarios es de 400 usuarios por Km2 , determine el radio de la clula para la agrupacin que cumpli el requisito anterior y para el GOS indicado.c) Para el radio calculado anteriormente (si no lo hizo suponga un radio de 2 Km), determine la potencia de transmisin del mvil, supuestos los siguientes datos, para el 90% de ubicaciones y tiempo:

GB = 14 dB.

Sensibilidad = -104 dBm.

GM = 0 dB

Margen por ruido y fading rpido = 5 dB. (L = 6 dB (T = 2,5 dB

Mejora por diversidad = 3 dB

Modelo de propagacin: Okumura Hata (gran ciudad); hB = 25 m, hM = 1,9 m

Junio de 2001EJERCICIO: Se desea optimizar un sistema de comunicaciones mviles celulares GSM (900/1800) para poder dar una adecuada capacidad y cobertura en las competiciones deportivas a desarrollar en un estadio en el centro de una gran ciudad. El nmero medio de asistentes previsto es de 50.000 personas, con un 20% de penetracin para la operadora considerada.. Suponiendo una llamada cada dos mviles durante el evento (que dura 2 horas), con una duracin media de 180 segundos, determinar.

a) La intensidad de trfico medio por mvil y el trfico total ofrecido en la hora cargada.

b) El nmero total (aproximadamente) de canales necesarios para un GOS del 4%

c) El nmero total de portadoras GSM para satisfacer ese trfico (suponiendo un 10% de canales de sealizacin).

d) La estructura celular actual es de tipo (4,12), con sectores con cobertura hexagonal, como la de la figura (los crculos pequeos representan la posicin de la estacin base). La mayor parte del trfico en el estadio (elipse) es atendido por las portadoras de un racimo de clulas. Dibujar sobre la figura el agrupamiento utilizado.

e) Se instala en el estadio una microclula para atender parte del trfico y mejorar la calidad. Si esta dispone de dos portadoras (un canal de sealizacin), cuantos mviles puede atender (con las caractersticas de trfico enunciadas en el primer apartado).

f) Determinar la situacin para la microestacin y la PRA de cada una de las portadoras para un 99 % de cobertura del estadio (Considerar ste como una elipse de 200 m de dimetro en el eje mayor)

Considerar un modelo de propagacin para la microclula de una pendiente dado por la expresin:

Ab (dB) = 40 + 35log d (m) ;

y una variabilidad lognormal con respecto al modelo con una desviacin tpica de 5dB. El umbral de recepcin (incluido mrgenes de seguridad, ruido y desvanecimientos), es de 90 dBm.

g) A que distancia podrn reutilizarse las portadoras de la microcelda si se exige una relacin de proteccin de 15 dB, suponiendo el modelo de propagacin anterior y la existencia de 3 sectores interferentes, todos a la misma distancia.

Septiembre 2001EJERCICIO:Se desea planificar un sistema de comunicaciones mviles GSM 1800 para un municipio de 30 Km2 de extensin y 50.000 habitantes. Dado el entorno urbano se plantea un modelo celular (4,12) con sectores de tipo hexagonal y 2 portadoras por sector (2 canales de sealizacin por sector).

Suponiendo una distribucin uniforme del trfico en todo el rea del municipio, un ndice de penetracin de mviles del 60% y una cuota de mercado del operador en cuestin del 30% del ndice de penetracin. El trfico por usuario en la hora cargada es de 25 mE.

a) Determinar la densidad de trfico en E/Km2 para esa ciudad y para el operador. Calcular el radio de la clula y el nmero de clulas necesarias para ese operador, para un GOS del 1,5 %.

b) Teniendo en cuenta que la densidad de trfico no es uniforme en todo el municipio, siendo, con respecto al valor medio calculado anteriormente, de 0,1 veces en las zonas suburbanas y 10 veces en el resto del municipio, es necesario utilizar clulas de diferentes tamaos. Determinar para estos valores y el mismo GOS que en el apartado anterior, los tamaos de una clula omnidireccional hexagonal suburbana; y de una microclula tambin omnidireccional para el centro del municipio. El nmero de portadoras utilizado para cada clula es de 2.

c) Calcular la PIRE necesaria por portadora para la clula suburbana con un porcentaje de ubicaciones del 95%.

GB = 16 dB.

Sensibilidad = - 80 dBm. (incluido degradacin por ruido, multitrayecto, y la antena del mvil)

Modelo de propagacin: Okumura Hata (suburbano); hB = 30 m, hM = 1,5 m;

Variabilidad: ( = 7 dB. Septiembre de 2002Ejercicio 2. Comunicaciones Mviles

Para una Estacin Base (BS) de telefona mvil celular GSM, con las siguientes caractersticas.

Estructura celular sectorial: (4,12)

N de portadoras: 2 GSM 900 y 3 GSM 1800, por sector.

PT por portadora: 20 W.

Prdidas en feeders: 2 dB y multiplexores: 3 dB

Ganancia de las antenas: 16 dB

Altura de la BS: 20 m.

a) Determinar el nmero de usuarios que de forma simultanea puede atender la BS completa, la capacidad de trfico para un GOS del 2%, y el nmero de usuarios que puede atender estadsticamente, si el trfico por mvil es de 30 mE y son necesarios dos canales de sealizacin por banda y sector.

b) Considerando el modelo de propagacin de Okumura Hata, (centro ciudad) calcular la distancia de cobertura de la BS, para el 95 % de los casos ( = 7 dB), para la frecuencia de 900 MHz, considerando una altura del mvil de 1,5 m, una sensibilidad de -95 dBm (Gm = 0 dB), y una degradacin por ruido y multitrayecto de 5 dB.

c) Calcular la mxima distancia de cobertura para el terminal mvil, considerando una potencia mxima de emisin de 1 W, y para los mismos valores de porcentaje de cobertura, altura del mvil y degradacin. La sensibilidad de la BS es de -100 dBm.

Qu procedimiento podra utilizarse para aumentar el radio de cobertura del mvil, sin variar el valor de ninguno de los parmetros proporcionados?.

d) Teniendo en cuenta el Real Decreto 1066/2001, sobre restricciones a las emisiones radioelctricas y medidas de proteccin sanitaria frente a emisiones radioelctricas, que los niveles de referencia fijados en este decreto para las frecuencias de 900 MHz y 1800 MHz son de 4,5 W/m2 y 9 W/m2 respectivamente y que para exposicin a frecuencias mltiples se debe cumplir el siguiente requisito:

donde Ei es la intensidad de campo elctrico y ELi es el nivel de referencia de campo elctrico a la frecuencia i.Considerando en primera aproximacin campo lejano y el modelo de espacio libre, calcular la distancia de seguridad a la BS en la direccin de mxima radiacin (distancia a la que se cumplen los niveles de referencia fijados). Utilizar los datos de la BS suministrados. SISTEMAS Y SERVICIOS DE TELECOMUNICACION Febrero de 2003 (Final)

Ejercicio de Comunicaciones Mviles: Se quiere planificar una red de rea local inalmbrica (WLAN) para comunicaciones de datos en un aeropuerto.

Las caractersticas del aeropuerto son las siguientes:

Superficie a cubrir: 250.000 m2 Estimacin del nmero mximo de personas de forma simultanea en el aeropuerto: 75.000

WLAN IEEE 802.11-b con las siguientes caractersticas:

Frecuencia central: 2,45 GHz Sistema de acceso aleatorio. Rb total de 11 Mbits/s

Sensibilidad: -80 dB

Potencia transmitida: PT = 50 mW.

Antena del Punto de Acceso: omnidirecional en el plano horizontal. Ganancia: 4 dB.

Ganancia de la antena del terminal de datos: 0 dB.

El modelo de propagacin considerado es el de una pendiente:

Prdidas de referencia a 1 m : L (1m) = 40 dBPendiente de prdidas: 3,2

Variabilidad lognormal total del modelo: ( = 5 dB.

Margen por atenuacin de las personas: 5 dB

Las condiciones de trfico son:

Porcentaje de penetracin de terminales de datos: 10%

Porcentaje de utilizacin del terminal en la hora cargada: 50 %

Porcentaje de ocupacin temporal del canal en una comunicacin: 30%

Modelo de trfico: Por falta de datos se considera el modelo Erlang C Grado de servicio Probabilidad de tener que retransmitir un paquete porqu el canal est ocupado. GOS =1 %.

a) Calcular el rea de cobertura de un Punto de Acceso PA (equipo transceptor con conexin a la red fija, bien mediante cable, enlace radio, o extensin de la propia WLAN), para un 99 % de las situaciones, teniendo en cuenta las condiciones de nivel de seal. Determinar el nmero de puntos de acceso necesarios para una cobertura completa.

b) Para un enlace entre un terminal de datos y el PA, dentro de la zona de cobertura del mismo, determinar la posicin para que una componente multitrayecto con una sola reflexin dentro de esa zona de cobertura, tenga el mximo retardo posible y el mnimo nivel relativo (con respecto al rayo directo). Cunto valen estos valores?.

c) Determinar el nmero equivalente de canales necesarios para atender a los usuarios dentro del rea de cobertura de un PA para el GOS de partida. Considerando el nmero de canales como reparto equitativo del rgimen binario total, indicar en la situacin de diseo el Rgimen binario para cada uno de los usuarios. (Si no se ha obtenido el valor del rea de cobertura del apartado A, suponer un valor lgico)

Septiembre de 2003 (Final)

Ejercicio de Comunicaciones Mviles: En un sistema de comunicaciones mviles celulares GSM, se pretende estudiar las caractersticas de una clula con tres sectores, situada en el centro de una gran ciudad donde se ha estimado una densidad de trfico de 15,8 E/Km2. En una primera aproximacin se han asignado 3 portadoras GSM-1800 por sector (24 canales, de los cuales dos son para sealizacin asociada) y se requiere un grado de servicio, GOS del 1%.

a) Determinar para las condiciones anteriores el radio de la clula necesario y el nmero de mviles a los que atiende. El trfico por usuario es de 25 mE.

(* En la ordenada de la grfica de la distribucin Erlang B, figura la intensidad de trfico por canal.)b) Establecer los balances de los enlaces ascendente y descendente para determinar las potencias de transmisin necesarias tanto para la Estacin Base (BS) como para el mvil (MS) para un 90 % de cobertura en el borde de la clula. (Si no se ha determinado en el apartado anterior el radio de la clula tomar un valor lgico).

El modelo de propagacin utilizado es el denominado COST231-HATA, vlido para frecuencias entre 1500 y 2000 MHz en zona urbana:

Donde a(hm) tiene el mismo significado que el modelo Okumura Hata.

Cm = 0 dB para ciudad media o reas suburbanas y 3 dB para gran ciudad. Sensibilidad: BS= -104 dBm; MS = -100 dBm

Ganancia antenas: GBS= 17 dB; GMS = 0 dB.

Prdidas en cables: LBS= 3 dB; LMS = 0,5 dB. Alturas de antenas: hBS= 25 m; hMS = 1,5 m

Mejora por diversidad en la BS= 4 dB Desviacin tpica para el desvanecimiento lento: ( = 6 dB.

Margen desvanecimientos interferencias: 6 dB.

c) El canal de sealizacin que cursa las peticiones de comunicacin de los mviles (RACH) utiliza la tcnica de acceso aleatorio: ALOHA-ranurado. Se considera que para un acceso son necesarios 3 paquetes de sealizacin y que la duracin de cada uno de ellos corresponde con la de una rfaga GSM: 4,615 ms. El nmero medio de accesos por mvil en la hora cargada es =1.

Determinar el nmero de mviles a los que puede atender este canal de sealizacin para un Grado de Servicio (GOS) del 0,5 % (0,005). (En los sistemas de acceso aleatorio, el GOS es igual a la eficiencia del sistema: S throughput, o trfico cursado y en condiciones de estabilidad, el trfico cursado es igual al ofrecido por los mviles, todos los paquetes ofrecidos son cursados).

Durante un determinado tiempo se observa que el trfico total de paquetes en el canal (ofrecidos ms retransmitidos) es del 50% (0,5) calcular la eficiencia del sistema en esas condiciones (trfico cursado) y el nmero medio de retransmisiones de cada paquete. La relacin entre el trfico cursado y el total para ALOHA rasurado viene dado por la siguiente relacin:A (Erlangs)

10

20

30

GOS

N: Nmero de canales

10

15

25

20

30

EMBED WPDraw30.Drawing

GOS

N: Nmero de canales

EMBED PaintShopPro

10

20

30

A (Erlangs)

EMBED WPDraw30.Drawing

EMBED PaintShopPro

EMBED WPDraw30.Drawing

EMBED WPDraw30.Drawing

EMBED WPDraw30.Drawing

EMBED WPDraw30.Drawing

Erlang C

A (Erlangs)

GOS

N = n de canales

30

28

26

24

22

EMBED Equation.3

EMBED WPDraw30.Drawing

GOS

N: Nmero de canales

20

A (Erlangs)

10

30

4

6

8

20

80

70

130

90

110

140

50

30

20

120

60

40

100

10

canales

Probabilidad de congestin

Trfico (Erlangs)

0.05

0.04

0.03

0.02

0.01

0

150

100

50

0

EMBED WPDraw30.Drawing

18

16

14

12

10

8

6

4

2

0.05

0.04

0.03

0.02

0.01

0

20

18

16

14

12

10

8

6

4

2

0

EMBED WPDraw30.Drawing

GOS

N: Nmero de canales

20

10

EMBED WPDraw30.Drawing

EMBED WPDraw30.Drawing

EMBED WPDraw30.Drawing

GOS

N: Nmero de canales

20

A (Erlangs)

10

30

4

6

8

40

30

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

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_1125328340.unknown

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