ΚΙΝΗΤΕΣ & ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ 4 Ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ Π ΑΡΕΜΒΟΛΕΣ ΤΕΙ ΙΟΝΙΩΝ ΝΗΣΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ & ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ 1

ΠΑΡΕΜΒΟΛΈΣ ΣΤΟ ΑΣΎΡΜΑΤΟ ΠΕΡΙΒΆΛΛΟΝ Ομοδιαυλική παρεμβολή (co-channel interference): Παρεμβολή γειτονικών διαύλων (adjacent channel interference) 2

Ο ΜΟΔΙΑΥΛΙΚΗ ΠΑΡΕΜΒΟΛΗ Σε αντίθεση με τον θερμικό θόρυβο, ο οποίος μπορεί να αντιμετωπιστεί με αύξηση της εκπεμπόμενης ισχύος (αύξηση SNR), δεν ισχύει το ίδιο για τις ομοκαναλικές παρεμβολές, γιατί με αυτό τον τρόπο, αυξάνονται και τα επίπεδα παρεμβολής. Πρέπει οι ομοδιαυλικές κυψέλες να απέχουν κάποια απόσταση μεταξύ τους. 3

Ο ΜΟΔΙΑΥΛΙΚΗ ΠΑΡΕΜΒΟΛΗ 4

Ίσες κυψέλες, ακτίνας R ΣΒ εκπέμπουν όλοι την ίδια ισχύ Εξαρτάται από τον δείκτη α και τον εκθέτη απωλειών διαδρομής n Συντελεστής μείωσης παρεμβολών R ακτίνα κυψέλης D απόσταση ομοδιαυλικών κυψελών Όταν αυξάνεται το α, η παρεμβολή μειώνεται. 5

Ο ΜΟΔΙΑΥΛΙΚΗ ΠΑΡΕΜΒΟΛΗ στάθμη του τοπικού θορύβου είναι πολύ μικρότερη της στάθμης παρεμβολής συντελεστής μείωσης παρεμβολών από την k- οστη παρεμβάλλουσα κυψέλη 6

Ο ΜΟΔΙΑΥΛΙΚΗ ΠΑΡΕΜΒΟΛΗ 7

Συμμετρικό σύστημα D k = D και α k = α, για k = 1, …, ℓ και ℓ = 4 (τετραγωνικές κυψέλες) ή 6 (εξαγωνικές κυψέλες) Ισχύουν: Για S/I=18dB και n=4 προκύπτει α=4,41 στα τυπικά κυψελωτά συστήματα. Ισχύει για το 90% της περιοχής κάλυψης. Δηλαδή για να μην έχουμε έντονες παρεμβολές, θα πρέπει η απόσταση των κυψελών να είναι τουλάχιστον τετραπλάσια της ακτίνας της κυψέλης. 8

Ο ΜΟΔΙΑΥΛΙΚΗ ΠΑΡΕΜΒΟΛΗ - ΧΕΙΡΟΤΕΡΗ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ Για τετραγωνικές κυψέλες με ακτίνα R ισχύει: Ή διαφορετικά: 9

Ο ΜΟΔΙΑΥΛΙΚΗ ΠΑΡΕΜΒΟΛΗ - ΧΕΙΡΟΤΕΡΗ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ 10

Ο ΜΟΔΙΑΥΛΙΚΗ ΠΑΡΕΜΒΟΛΗ - ΧΕΙΡΟΤΕΡΗ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ Εξαγωνικές κυψέλες: Και Αν α=4,6 και n=4 τότε S/I= 17,3dB. Αν χρησιμοποιήσουμε την μικρότερη απόσταση D-R τότε S/I=14,47dB 11

Π ΕΡΙΟΡΙΣΜΟΣ ΟΜΟΔΙΑΥΛΙΚΗΣ ΠΑΡΕΜΒΟΛΗΣ Αύξηση του Κ, αύξηση απόστασης ομοδιαυλικών κυψελών άρα και το α. Σωστή κατανομή διαύλων, ώστε να περιορίζεται η ομοδιαυλική παρεμβολή. Κατευθυντικές κεραίες, διαίρεση κυψέλης σε τρεις ή έξι τομείς. Κατευθυντικές κεραίες σε συνδυασμό με την κατανομή διαύλων. Χρησιμοποίηση διαφορικής λήψης, δυο ή περισσότερα αντίγραφα του αρχικού σήματος λαμβάνονται από τον δέκτη. 12

Π ΑΡΕΜΒΟΛΗ ΓΕΙΤΟΝΙΚΩΝ ΔΙΑΥΛΩΝ Καλύτερος έλεγχος από την ομοδιαυλική παρεμβολή Φυσικά γειτονικοί δίαυλοι, δίαυλοι διπλανοί μεταξύ τους στο φάσμα της συχνότητας. Επηρεάζουν τη σχεδίαση του συστήματος, χρειάζονται αρκετό διαχωρισμό στο πεδίο της συχνότητας. Η παρεμβολή μεταξύ γειτονικών διαύλων μειώνεται αν λάβουμε υπόψην μας τα εξής: D, γεωγραφικός διαχωρισμός |f1-f2|, διαχωρισμός συχνότητας Χρησιμοποίηση κατευθυντικών δεσμών με διαφορετικές γωνίες κλίσης 13

Β ΕΛΤΙΩΣΗ ΧΩΡΗΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΣΕ ΚΥΨΕΛΩΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Διάσπαση κυψελών, βαθμιαία ανάπτυξη κυψελωτού συστήματος. Χωρισμός κυψελών σε τομείς, κατευθυντικές κεραίες για έλεγχο ομοδιαυλικής παρεμβολής και επαναχρησιμοποίησης συχνοτήτων. Χρησιμοποίηση μικρότερων περιοχών κάλυψης στην ίδια κυψέλη, αυτό επιτυγχάνεται με μικροκυψέλες που επεκτείνουν τα όρια κάλυψης της κυψέλης σε πιο δυσπρόσιτα σημεία. 14

ΤΟΜΕΟΠΟΙΗΣΗ Τρεις τομείς των 120 ο Έξι τομείς των 60 ο 15

Α ΣΚΗΣΗ 1 Κυψελωτό σύστημα χρησιμοποιεί εύρος ζώνης 10MHz προς κάθε κατεύθυνση μετάδοσης. Οι σταθμοί βάσης χρησιμοποιούν ισοτροπικές κεραίες και ισχύει n=4. Θεωρήστε τη χειρότερη περίπτωση παρεμβολής στη ζεύξη καθόδου και υπολογίστε τον αριθμό των διαύλων ανά κυψέλη για: (θεωρούμε ότι παρεμβάλλουν, μόνο οι κυψέλες της πρώτης σειράς) Α) ΑΜ διαμόρφωση, S/I=40dB,απόσταση διαύλων 5 kHz B) FM διαμόρφωση, S/I=20dB, απόσταση διαύλων 30 kHz Δίνεται ότι 16

Α ΣΚΗΣΗ 2 Τα κυψελωτά συστήματα ξεκινούν τη λειτουργία τους με ισοτροπικές κεραίες και Κ=12. Στη συνέχεια οι κυψέλες διασπώνται σε μικρότερες και χρησιμοποιούνται κατευθυντικές κεραίες 120 ο και ομάδες επαναχρησιμοποίησης Κ=7. Σε περιοχές με μεγάλη συμφόρηση χρησιμοποιούμε κεραίες 60 ο και Κ=4. Για n=4 να βρείτε τη χειρότερη περίπτωση του λόγου σήματος προς παρεμβολή S/I σε κινητό τερματικό για κάθε μία από τις παραπάνω διατάξεις. Για τον υπολογισμό του S/I θεωρούμε ότι παρεμβάλει μόνο η πρώτη σειρά ομοδιαυλικών κυψελών. 17

Α ΣΚΗΣΗ 2- ΙΣΟΤΡΟΠΙΚΗ ΚΕΡΑΙΑ 18

Α ΣΚΗΣΗ 2 3 τομείς 120 ο 6 τομείς 60 ο 19

Α ΣΚΗΣΗ 3 Θεωρούμε κυψελωτό σύστημα που διαθέτει 336 ραδιοδιαύλους φωνής και τις εξής τρεις περιπτώσεις: Α) Κ=12 και ισοτροπικές κεραίες Β) Κ=7 και κυψέλες με τομείς 120 ο Γ) Κ=4 και κυψέλες με τομείς 60 ο Καθορίστε τη μέγιστη προσφερόμενη κίνηση (erlang/κυψέλη) που μπορεί να εξυπηρετήσει το σύστημα (Erlang B) όταν GOS=0,02. 20

Α ΣΚΗΣΗ 4 Έχουμε κυψελωτό σύστημα με εύρος 10 MHz με ισοτροπικές κεραίες. Θεωρούμε ότι παρεμβάλλουν μόνο οι ομοδιαυλικές της πρώτης σειράς. Να υπολογιστεί ο αριθμός των διαύλων ανά κυψέλη και η τηλεπικοινωνιακή κίνηση ανά κυψέλη, αν S/I=13dB και εύρος ζώνης διαύλου προς κάθε κατεύθυνση είναι 50kHz. Έστω n=4 και GOS=0.02 (Erlang B). Στη συνέχεια χωρίστε σε τομείς των 120 ο για αύξηση της χωρητικότητας. Πόσα erlang/ κυψέλη μπορεί να εξυπηρετήσει το σύστημα; Τι αλλαγές παρατηρείτε σε κάθε περίπτωση? 21