Potencjalna pojemność sieci radiowych w zakresie bezprzewodowego szerokopasmowego dostępu do Internetu
Agenda Technologie radiowego dostępu szerokopasmowego Metoda liczenia pojemności sieci Wpływ interferencji na pojemność sieci Porównanie pojemności sieci Wnioski i podsumowanie www.is-
Technologie Radiowego Dostępu Szerokopasmowego www.is-
Wstęp Ewolucja Systemów Radiowych 1992 1997 2000 2005 2009 2011/2012 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 www.is-
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 www.is-
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: 790-862 (dywidenda cyfrowa) 2011 Brak danych 1.8GHz FDD: 1710-1785 MHz (UL) 2010 1 blok 2x20MHz 1805-1880 MHz (DL) 2GHz TDD: 2010-2025 MHz 2011 Prawdopodobnie: 3 bloki 1x5MHz TDD: 2570-2620 MHz 2010 1 blok 1x50MHz 2.6GHz FDD: 2500-2570 MHz (UL) 2620-2690 MHz (DL) 2011 Prawdopodobnie: 3 bloki 2x20MHz 1 blok 2x10MHz www.is-
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 www.is-
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* 2350 2400 MHz 2011(?) Brak danych (przetarg nie ustalony) 2.6GHz* 2570 2620 MHz 2010 1 blok 1x50MHz 3.5GHz 3400 3600 MHz 2010 Bloki 7MHz MoŜliwe uŝycie zamiast LTE MoŜliwe uŝycie zamiast stacjonarnego WiMAXa www.is-
Metoda Liczenia Pojemności Sieci www.is-
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 + 2*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) www.is-
Wpływ Interferencji Na Pojemność www.is-
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 www.is-
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! www.is-
Porównanie Pojemności Sieci www.is-
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) 20+20+10 2) 20+10+10+10 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 5+5+5 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 www.is-
Podsumowanie www.is-
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 www.is-