Potencjalna pojemność sieci radiowych w zakresie bezprzewodowego szerokopasmowego dostępu do Internetu

Transkrypt

1 Potencjalna pojemność sieci radiowych w zakresie bezprzewodowego szerokopasmowego dostępu do Internetu

2 Agenda Technologie radiowego dostępu szerokopasmowego Metoda liczenia pojemności sieci Wpływ interferencji na pojemność sieci Porównanie pojemności sieci Wnioski i podsumowanie

3 Technologie Radiowego Dostępu Szerokopasmowego

4 Wstęp Ewolucja Systemów Radiowych /2012 3GPP GSM GPRS UMTS HSPA LTE LTE-Advanced IEEE Mobile WiMAX Release 1.0 Mobile WiMAX Release 1.5 Mobile WiMAX Release 2.0 2G 2.5G 3G 3.5G 3.9G 4G

5 Technologie Radiowe LTE Płaska Architektura i struktura All- enb SGW Internet/... DuŜe przepływności Mobilne korzystanie z internetu Niskie opóźnienia enb Koncepcja always-on Ogólno-światowy roaming enb MME Sieć Dostępowa Sieć Szkieletowa Przepustowości Teoretyczne Usługi LTE Kierunek Szerokość Pasma 10MHz 20MHz Downlink 138Mbps (4x4) 325Mbps (4x4) 172Mbps (2x2) Uplink 37Mbps 75Mbps Vo/video konferencje WWW Video on Demand Online Gaming FTP

6 Częstotliwości LTE Przydziały Częstotliwości w Polsce Szerokości Kanałów LTE Szerokość Kanału 1.4 MHz 3 MHz 5 MHz 10 MHz 15 MHz 20 MHz Status Przydziałów Częstotliwości w Polsce Pasmo Częstotliwości Zakresy częstotliwości Rok Przetargu Bloki częstotliwości 800MHz TDD: (dywidenda cyfrowa) 2011 Brak danych 1.8GHz FDD: MHz (UL) blok 2x20MHz MHz (DL) 2GHz TDD: MHz 2011 Prawdopodobnie: 3 bloki 1x5MHz TDD: MHz blok 1x50MHz 2.6GHz FDD: MHz (UL) MHz (DL) 2011 Prawdopodobnie: 3 bloki 2x20MHz 1 blok 2x10MHz

7 Technologie Radiowe WiMAX Mobilny Sieć All- DHCP AAA BILLING DuŜe przepływności Mobilne korzystanie z internetu Niskie opóźnienia BS ASN-GW M Koncepcja always-on Sieć Szkieletowa BS Sieć Dostępowa Internet Przepustowości Teoretyczne Usługi WiMAX Mobilny 10 MHz (3:1) Kierunek Szerokość kanału 10 MHz (1:0) (0:1) Downlink 46 Mbps (2x2) 63 Mbps (2x2) 0 Mbps Uplink 4 Mbps (1x2) 0 Mbps 24 Mbps (2x2) Vo/video konferencje WWW Video on Demand Online Gaming FTP

8 Częstotliwości WiMAX Przydziały Częstotliwości w Polsce Szerokości Kanałów WiMAX Mobilny Szerokość Kanału 5 MHz 7 MHz 8.75 MHz 10 MHz Status Przydziałów Częstotliwości w Polsce Pasmo Częstotliwości Zakresy częstotliwości Rok Przetargu Bloki częstotliwości 2.35MHz* MHz 2011(?) Brak danych (przetarg nie ustalony) 2.6GHz* MHz blok 1x50MHz 3.5GHz MHz 2010 Bloki 7MHz MoŜliwe uŝycie zamiast LTE MoŜliwe uŝycie zamiast stacjonarnego WiMAXa

9 Metoda Liczenia Pojemności Sieci

10 Metoda Obliczania Pojemności Oferowanej Przykładowe Obliczenia nośna 1 sector 1 nośna Ustawienia: BW_network = 30MHz Frequency Reuse = 3 BW_sector = BW_network/3 = 10MHz KaŜdy sektor osobna częstotliwość/nośna SE efektywność widmowa dla konkretnego SNIR SNIR 1 = 1.5dB SNIR 2 = 7dB MCS = QPSK ½ MCS = 16QAM ½ SE 1 = 2 * ½ = 1bps/Hz SE 2 = 4 * ½ = 2bps/Hz Z krzywych modulacji SNIR_usage procent powierzchni na której występuje konkretny SNIR SNIR_usage 1 = 50% powierzchni = 0.5 SNIR_usage 2 = 50% powierzchni = 0.5 Na 50% całości powierzchni doświadczany SNIR = 7dB Na 50% całości powierzchni doświadczany SNIR = 1.5dB SE_average = SE i * SNIR_usage i SE_average = SE 1 *SNIR_usage 1 + SE 2 *SNIR_usage 2 = 1* *0.5 = 1.5bps/Hz Oferowana pojemność sektora R_sector = BW_sector *SE_average = 10MHz * 1.5bps/Hz = 15Mbps Metoda uŝywana do obliczeń pojemności średniej (nie uwzględnia overheadu)

11 Wpływ Interferencji Na Pojemność

12 Dostęp Radiowy Sieć Modelowa do Obliczeń Pojemnościowych Interfejs radiowy LTE lub WiMAX Mobilny Moc na wyjściu z anteny EIRP = 61dBm Liczymy średnią pojemność jednego sektora w środowisku interferencyjnym Odległość między stacjami ok. 2km Reuse 1 pełne pasmo wykorzystane w 3 sektorach jednej stacji Reuse 3 - kaŝdy sektor otrzymuje 1/3 pasma

13 Transmisja Radiowa Środowisko Interferencyjne Interferencja = sygnał niepoŝą Ŝądany z innej komórki niŝ obsługująca Zakładane obciąŝenie sieci Moc_Interferencji = obciąŝenie moc_sygnału_sąsiadów Moc sygnału z niepoŝądanego z komórki k obciąŝenie = 1/3 obciąŝenie = 1 20dB Małe obciąŝenie Sieć ograniczona przez szum Balans Sieć ograniczona przez interferencje 60dB DuŜe obciąŝenie Większa przepływność w jednej komórce ogranicza przepływność w innej wymaganie oszacowania interferencji dla zachowania balansu!

14 Porównanie Pojemności Sieci

15 Dostęp Radiowy Oferowane Pojemności Sektora Operator Pasmo Szerokość Kanału Technologia Przepływność na sektor w downlinku (warstwa fizyczna) A 2.6GHz 20MHz LTE (FDD) 23.3Mbit/s (reuse 1) B 2.6GHz 10MHz LTE (FDD) 11.6Mbit/s (reuse 1) C 2.6GHz Całość: 50MHz 1) ) LTE (TDD) DL/UL = 3:2 W zaleŝności od konfiguracji kanałów: 1) 32.3Mbit/s (reuse 1) 2) 22.6Mbit/s (reuse 1 i reuse 3) D 800MHz 20MHz LTE (TDD) DL/UL = 3:2 12.7Mbit/s (reuse 1) E 2.0GHz 5MHz LTE (TDD) DL/UL = 3:2 3.2Mbit/s (reuse 1) F* 2.0GHz Całość: 15MHz LTE (TDD) DL/UL = 3:2 4.3Mbit/s (reuse 3) 9.5Mbit/s (reuse 1) Opcja: Jeśli całe pasmo dostanie jeden operator G** 2.3GHz 10MHz WiMAX (TDD) DL/UL = 3:1 10.3Mbit/s (reuse 1) Zakładany przydział 10MHz na operatora H*** 3.5GHz 7MHz WiMAX (TDD) DL/UL = 3:1 Na podstawie obliczeń sieci modelowej 7.2Mbit/s (reuse 1) Uwzględnione zuŝycie zasobów na overhead warstwy fizycznej, konfiguracja bez MIMO Zakładane wykorzystanie pasma dla WiMAXa Mobilnego

16 Podsumowanie

17 Pojemności Sieci Radiowych Podsumowanie Pasmo/System 10MHz LTE FDD Przepływność średnia (na sektor) 11.6Mbit/s Teoretyczna przepływność maxymalna (na sektor) 50Mbit/s 20MHz LTE FDD 20MHz LTE TDD 23.3Mbit/s 12.7Mbit/s 100Mbit/s (325Mbit/s z MIMO) 65Mbit/s 10MHz WiMAX TDD 10.3Mbit/s 42Mbit/s (138Mbit/s z MIMO) Zasymulowane/zmierzone przepływności Odzwierciedlają warunki propagacyjne Uwzględniają rzeczywistą sygnalizację WiMAX i LTE jako komplementarne systemy Oferowana przepływność na sektor porównywalna z sieciami stacjonarnymi (np. DSL) Marketingowe przepływności Osiągalne w Labie Nie uwzględniają sygnalizacji Zaniedbują warunki propagacyjne