W-CDMA: Modelagem para Dimensionamento de Rede 3G Este tutorial faz uma abordagem do dimensionamento de uma rede W-CDMA, no tocante a determinação dainterface aérea, quantidade de torres (Node B) e RNC (Radio Network Controller). Para mostrar amodelagem, o tutorial apresenta o dimensionamento para quatro localidades do Distrito Federal.

Alessandro Moreira Fonseca É Engenheiro Eletricista pela Universidade Federal de Uberlândia (2002) e possui mestrado em EngenhariaEletrônica e Computação pelo Instituto Tecnológico de Aeronáutica (2005). Atualmente é Supervisor e Coordenador de Curso da Faculdade de Negócios e Tecnologia da Informação. Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em Eletrônica Industrial, Sistemas e ControlesEletrônicos, atuando principalmente nas seguintes áreas: Automatic Thresholding, Computer Vision, Color,Histogram Thresholding, TR, Lane Limits e Vehicle Detection. Email: alessandro.fonseca@unianhanguera.edu.br

Luciano Henrique Duque É Engenheiro Eletricista, com Ênfase em Eletrônica e Telecomunicações, pelo Instituto Nacional deTelecomunicações (INATEL, 1994) e Mestre em Engenharia Elétrica pela Universidade de Brasília (UnB,2008). Atualmente é professor Mestre da Faculdade ANHANGUERA/FACNET (Brasília, DF) e professor Mestreno Instituto de Educação Superior de Brasília (IESB) no curso de Engenharia Elétrica. Atua ainda comoConsultor de Telecomunicações da Oi/Brasil Telecom desde 1997.

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Tem experiência na área de Engenharia Elétrica, com ênfase em Telecomunicações, atuando principalmentenas áreas de TV Digital, IPTV e TI. Email: luciano.duque@brturbo.com.br

Categorias: Banda Larga, Telefonia Celular

Nível: Introdutório Enfoque: Técnico

Duração: 15 minutos Publicado em: 11/05/2009

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W-CDMA: Introdução O Sistema W-CDMA (Wideband – CDMA) é uma das tecnologias de interface aérea escolhida pelo ITU paraprover os serviços de 3G (terceira geração), previstos pelo IMT-200 e UMTS (Universal MóbileTelecomunication System). O W-CDMA pode oferecer serviços com taxas de até 2 Mbit/s, permitindo, porexemplo, o tráfego multimídia (voz, vídeo e dados). Hoje os sistemas móveis enfrentam um grande desafio, que é utilizar o espectro de freqüência de formaeficiente, em função da sua limitação. Nesse tutorial, é proposta a implantação do sistema W-CDMA (3G),para atender quatro regiões de Brasília, oferecendo aos usuários uma variedade de serviços, tais como:streaming de vídeo e áudio, vídeo conferência, vídeo telefonia, serviço de banco eletrônico e internet. Será garantido aos usuários cobertura, disponibilidade, taxa de transmissão variável e taxa de erro mínimapara o funcionamento dos serviços propostos. O objetivo é atender às seguintes regiões: Brasília, Taguatinga,Guará e Núcleo Bandeirante, totalizando uma população de 621.265 habitantes, oferecendo serviços de voze dados. Nossa proposta é de cobertura outdoor e indoor, em shopping centers, prédios, ministérios e órgãospúblicos, considerados de interesse para o projeto. No desenvolvimento do projeto, propomos uma metodologia que para atender aos seguintes pontos:

Arquitetura de rede, com descrição de seus componentes e respectivos custos (médios).Definição de 4 (quatro) critérios de QoS, considerando tráfego de voz e cobertura.Dimensionamento da cobertura da interface aérea e do segmento de rede fixa.

O W-CDMA no Brasil tem a faixa de 1,9 GHz a 2,1 GHz, definida pela ANATEL (Agência Nacional deTelecomunicações), no padrão FDD (Frequency Division Duplex). As regiões cobertas pelo projeto são apresentadas na tabela 1.

Tabela 1: Área de Cobertura.

Região AdministrativaÁrea(km2)

População(2000)

Densidade Demográfica(hab/km2)

RA-I Brasília 473 198.422 419,4

RA-III Taguatinga 121 243.575 2.007,2

RA-X Guará 46 115.385 2.524,8

RA-XII Núcleo Bandeirante 82 36.472 442,5

Será apresentada uma topologia de rede, proposta para o sistema W-CDMA, onde será descrita afuncionalidade de cada componente e seu respectivo custo médio. A topologia inicial irá conter apenas umelemento de cada componente de rede W-CDMA, e no final do projeto mostraremos toda a rede projetadapara o atendimento de 3G. Os critérios de QoS adotados serão 4 (quatro), atendendo os serviços de voz edados. Quanto ao dimensionamento da interface aérea, trabalharemos com modelos de predição,fundamentados em dados técnicos e pesquisas realizadas para o desenvolvimento do projeto.

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W-CDMA: Rede e QoS

Arquitetura de Rede A rede W-CDMA pode ser considerada como sendo composta das seguintes partes principais:

Rede de acesso (UTRAN);Rede de núcleo (core network);Serviços e aplicativos.

Na UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network) são realizados o processamento de tráfego e ogerenciamento dos recursos de rádio. A interface aérea a ser utilizada é o CDMA banda larga, com 5 MHzpor portadora e uma taxa de 3,84 Mbit/s. Ainda está previsto suporte a dois modos de acesso: Divisão emfreqüência (FDD), que será o que iremos utilizar em nosso projeto e o método de acesso de divisão de tempo(TDD – Time Division Duplex). A rede núcleo tem como função principal o gerenciamento da rede e de seusserviços, onde ocorrem a comutação, roteamento e controle de chamadas. A parte referente a serviços possui interface padrão, o que permite que outros fabricantes ofereçam diversosaplicativos. A figura 1 mostra a topologia básica do projeto.

Figura 1: Topologia básica do projeto. Os elementos da UTRAN são:

Nó B (Node B);RNC;

O Nó B também é conhecido como BS (Base Station). Nos sistemas convencionais ele representa a estaçãorádio base, ERB ou BTS. Suas principais funções são:

Codificação / decodificação do sinal;Modulação / demodulação;

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Espalhamento / desespalhamento espectral;Sincronismo no tempo e na freqüência (TDD e FDD);Controle de Potência; eProcessamento de RF.

A RNC (Radio Network Controller) tem como funções:

Gerenciamento dos recursos de rádio;Sinalização da interface aérea;Terminação das partes de acesso;Processamento de chamadas;Processamento de tráfego de voz e dados;Controle de potência (intra e intersistema);Prover funcionalidades de OALM (alarme, desempenho etc);Realizar soft e hard handover.

Compõem as interfaces do sistema W-CDMA:

Iub;Iur;Iu.

A Iub é a interface que permite a comunicação entre a RNC e o Nó B (BS). Esta interface provê:

Estabelecimento do “canal” ou link de rádio, para atender a estação móvel.Tratamento dos canais de controle. Exemplos: PCH (Paging Channel) e RACH/FACCH (RandomAccess Channel/ Fast Associated Control Channel).Troca de informações sobre medições da ERB (nó B).Gerenciamento de falhas.

Iur é o protocolo que possibilita a “comunicação” entre RNC diferentes. Suas principais funções são:

Suporte ao soft-handover;Suporte a registros de localização entre RNC;Informações sobre erros de protocolo;Transferências de medições da ERB (nó B) entre dois RNC.

Iu é a interface que conecta a UTRAN ao core-network (CN). Trata-se de uma interface aberta que permiteàs operadoras o uso de UTRAN e CN de diferentes fornecedores, além de possibilitar:

Gerenciamento do acesso à portadora de rádio;Paging;Gerenciamento de sobrecarga; eInformação referente à localização.

O núcleo da rede - CN (Core Network) é formado por:

MSC/VLR;GMSC;HLR;

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SGSN;GGSN.

O MSC (Mobiles Services Switching Center) realiza as comutações de chamadas telefônicas e contém osregistros de visitantes. O VLR realiza as sinalizações. A GMSC é a MSC gateway. Ela se conecta às centrais de telefonia fixa, encaminhando todo o tráfegotelefônico de móvel para fixa e vice versa. É também o ponto de interconexão com outras operadoras detelefonia fixa. O HLR (Home Location Register) contém toda a base de dados de usuários da operadora, com todas ascaracterísticas de configuração do assinante. O SGSN possui a função de manter a conexão lógica dos usuários móveis, quando estes passam de uma áreade cobertura de uma célula para outra. O GGSN (Gateway GPRS Support Node) possibilita a conexão com a internet e a outras redes decomunicação de dados.

Critérios de QoS Os critérios de QoS (Quality of Service) ou qualidade de serviço definidos para o projeto são:

Tráfego de voz: Fator de bloqueio GoS=2% e tráfego de 20 mErlang/Assinante;1.Taxa de erro (tanto para voz, quanto para dado): BER =10-6;2.Cobertura de 98% da célula e disponibilidade de 99,9% do tempo;3.Velocidade de comunicação de dados, ambiente outdoor:

Taxa de 384 kbit/s (acesso internet, w-Lan, correio eletrônico, partilha de dados) - tráfegocomutado por pacote (PS);Taxa de 128 kbit/s (vídeo telefonia, vídeo conferência, tele-trabalho,) - tráfego comutado porcircuito (CS);Taxa de 256 kbit/s (jogos interativos, banco eletrônico) - tráfego comutado por pacotes (PS).

4.

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W-CDMA: Dimensionamento – Macro-células Em macro-células serão ofertadas as seguintes classes de serviços, com as respectivas BER:

Tabela 2: Classes de Serviço em Macro-células.

CLASSE TAXA BER SERVIÇOS

1 384 kbit/s 10 – 6Acesso a Internet, W-LAN,

correio eletrônico, partilha de dados (PS).

2 256 kbit/s 10 – 6Vídeo telefonia, vídeo conferência,

tele-trabalho (CS).

3 128 kbit/s 10 – 6 Jogos interativos, banco eletrônico (PS).

No sistema W-CDMA, o uplink opera com a técnica de modulação BIT/SK e com QPSK, no downlink,utilizando uma codificação de canal turbo, permitindo taxas de 1/2, 1/3, etc. Será determinada a relação Eb /N0 em função da BER = 10-6. A figura 2 mostra o comportamento de [(Eb / N0) * BER]:

Figura 2: Resultados para o modo BIT/SK, R=1/3. Para uma taxa de erro 10-6, pelo gráfico acima (figura 2), é encontrada a relação(Eb / N0) = 5,5 dB paracada classe de serviço. No sistema W-CDMA a potência recebida pela BS, ou nó B, dependerá da carga paraqual o sistema foi projetado. Será iniciado o dimensionamento pela carga que será ofertada aos usuários. Emum sistema W-CDMA a carga é dimensionada da seguinte forma:

Onde:

k(1,2,3...N): classe de serviço oferecida aos usuários, que nesse projeto assumirá o valor k = 3 (três).ρk: relação Eb / N0.

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i: fator de interferência. Para macro-célula adotamos i = 0,65 e para micro-célula, i = 0,2.W: taxa de chips/s que, no caso do W-CDMA, assume o valor de 3,84 Mcps.vk: para comunicação de dados: vk = 1 e para voz: vk = 0,5.

Consultando a tabela 3, de serviços ofertados, pode-se encontrar a carga do sistema, como segue:

Carga para o serviço de voz e determinação de usuários por portadora Para o serviço de voz serão considerados: BER = 10-3 e carga total igual à carga total do serviço de dados,ou seja:

Desta forma a potência recebida será a mesma que no sistema de dados. Em função do codificador turbo:BER = 10-3, (Eb / N0) = 4 dB, pode-se determinar a quantidade de canais de voz por portadora.

Dados:

i = 0,65;R = 12,2 kbit/s;W = 3,84 Mcps;ρ = 4 dB;BER = 10-3;vk = 0,5.

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Quantidade de canais por portadora:

Logo teremos:

K = 139,7 usuário / portadora

Determinação da potência mínima recebida para dados e Voz para a carga do projeto No sistema W-CDMA a carga do sistema irá afetar diretamente a potência necessária para funcionamento nacarga projetada, em função das classes de serviços.

Onde Nf é a figura de ruído do sistema receptor da BS. Nesse projeto será adotado, no sistema de recepção, um fator de figura de ruído Nf = 2, ou seja, Nf = 3db.

Desta forma, temos:

Esta é potência necessária para atender a carga projetada, em função das classes de serviços. Com base napotência mínima recebida para a carga do projeto, pode-se determinar a relação sinal ruído S / N instantâneano momento de carga máxima:

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Logo, a relação sinal ruído instantânea em plena carga será de:

Esse projeto tem como meta uma taxa de BER = 10-6 e uma disponibilidade de 99,9%. Será adotado umcanal modelado tipo Rice, que mais se aproxima das características do canal. E será utilizado um fator K=30. A relação sinal ruído limite para carga máxima é:

Será determinada a relação sinal ruído média:

Pelo gráfico representado na figura 3, tem-se:

Figura 3: Curvas de Relação Sinal/Ruído Média.

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Com a relação sinal ruído média, determina-se qual a potência média que será trabalhada em nosso projeto:

Esta é a potência necessária para que seja mantida uma disponibilidade de 99,9% e uma taxa de erro BER =10-6.

Determinação da atenuação no Uplink Para uma carga de ηUPL = 0,92:

Sendo:

M: Margem do projeto. Adotaremos uma margem de 3,5 db.PT(MS): para celulares de 3G, representa a potência transmitida que é 28 dBm.GT(MS): Ganho da antena do celular, seu valor é igual a zero, por ser omnidirecional.GERB: Ganho da antena da BS, valor comercial e deste projeto: 15 db.

Determinação da atenuação no Downlink A atenuação de downlink é:

Onde:

PT(ERB) (dbm): é a potência transmitida pela ERB (Nó B). Será adotada em nossos rádios a potênciacomercial de 20W ou 43dbm (valores de mercado).Loutras (db) = LCabo (db) + LConector (db).

As torres nesse projeto assumem altura média de hb = 35 m, e para o telefone móvel utiliza-se a altura hm =1,5 m. O cabo que será utilizado é o RG50 com atenuação de LCabo (dB/m) = 0,17 dB/m, e o conector LConector= 2 dB, assim:

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Será considerada que a potência necessária para o móvel funcionar, a uma taxa de transmissão de 384kbit/se com taxa de erro BER = 10-6, é igual a:

Logo pode-se determinar a atenuação do Donwlink do nosso projeto:

O dimensionamento do raio da célula será em função do link que apresentar menor atenuação, ou seja, ouplink. A atenuação que é considerada para o cálculo da célula é de 131,58 do uplink. Na atenuação total dosistema deve ser considerado o desvanecimento, conforme segue:

Onde:

L50 (dB): Path Loss.Ls: desvanecimento.

Para a carga dimensionada nesse projeto temos que a atenuação total deve ser:

Agora é determinada a variabilidade do meio σL, que contribui com a parcela do desvanecimento lento:

Onde A=5,2, para o meio urbano, o que se aplica a este projeto. A Anatel, segundo consulta número 724, reserva 120 MHz para serviços de 3G, com dois blocos de 55 MHz+ 55 MHz e freqüência de 1,9 GHz (uplink) a 2,1 GHz (donwlink).

Substituindo na equação abaixo, tem-se:

O coeficiente de propagação neste projeto adota o coeficiente de terra plana, g = 4. A cobertura projetada éde 98% da célula atendida pela BS. Assim, pode-se determinar a componente do desvanecimento Ls.

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Desta forma encontra-se a cobertura da fronteira da célula, conforme gráfico apresentado na figura 4:

Figura 4: Curvas de Cobertura na Borda. Pelo gráfico acima observa'-se uma cobertura da borda da célula de 90%, logo pode-se calcular:

Do gráfico da função Q determina-se:

Temos que:

Como o ambiente será terra plana:

Obtém-se:

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Logo, o raio da macro-célula será:

Área da Célula A área da célula é:

O sistema foi projetado com três setores. Isso implica em um fator k=1,95.

Determinação da quantidade de células por região (macro-célula) O total de células por região é:

1. Brasília, área total de 473 km2:

2. Taguatinga área total de 121 km2:

3. Guará área total de 46 km2:

4. Núcleo Bandeirante área total de 80,43 km2:

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Tabela 3: Dimensionamento de Macro-Células.

Região Total de Células Total de Nó B (BS)

Brasília 38,5 39

Taguatinga 9,85 10

Guará 3,74 4

Núcleo Bandeirante 6,5 6

Total 58,6 59

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W-CDMA: Dimensionamento – Micro-células

Carga para o Serviço de Dados Em micro-células, oferta-se a seguinte classe de serviço com a respectiva BER:

Tabela 4: Classes de Serviço em Micro-células.

Classe Taxa BER Serviços

1 2 Mbit/s 10-6Acesso Internet, W-LAN, Correio Eletrônico,

Partilha de Dados, Jogos Interativos, Bancos eletrônicos.

No sistema W-CDMA, a potência recebida pela BS dependerá da carga para a qual o sistema foi projetado.Sabe-se que a carga é dimensionada da seguinte forma:

Pela tabela do serviço ofertado podemos encontrar a carga do sistema, onde:

Logo:

Carga para o Serviço de Voz Para o serviço de voz, vamos considerar BER = 10-3 e uma carga total igual à carga total de dados, ou seja:

Desta forma a potência recebida será a mesma que no sistema de dados. Em função do codificador TURBOabaixo, temos BER = 10-3, (Eb / N0) = 4 dB, logo podemos determinar a quantidade de canais de voz porportadora:

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Onde:

K: classe de serviço oferecida aos usuários.ρ = 4 dB e BER = 10-3.i = 0,2, para ambientes micro-célula.W = 3,84 Mcps.vk = 0,5, para voz.Rk = 12,2 kbit/s.

Portanto, temos 162,6 usuários por portadora.

Modelo ITU para Atenuação Indoor O Modelo ITU de Propagação Indoor, também conhecido por Modelo ITU de Atenuação Indoor, é ummodelo de propagação que estima o path loss dentro de uma sala ou dentro de um prédio delimitado porparedes ou alguma forma semelhante. Adequado para dispositivos desenhados para uso indoor, este modeloaproxima o path loss total que uma conexão indoor pode experimentar. Este modelo é aplicável somente para ambientes indoor. Tipicamente, em dispositivos com utilização debandas de microondas ao redor de 2,4 GHz. Contudo, este modelo pode ser aplicado em um alcance maior.O modelo ITU do path loss é formalmente expresso como:

Onde,

L: path loss total. Unidade: Decibel (dB).f: freqüência de transmissão. Unidade: Mega Hertz (MHz).d: distância. Unidade: Metro (m).N: coeficiente de perda de Potência por Distância.n: número de andares entre o transmissor e o receptor.Pf(n): fator de penetração de perda por andar.

Cálculo do Coeficiente de Perda de Potência por Distância (N) O coeficiente de perda de Potência por Distância, N, é um quantidade que expressa a perda de potência dosinal em relação à distância. Este coeficiente é empírico. A faixa de freqüência utilizada é de 2 GHz, sendoos valores fornecidos na tabela 5, abaixo:

Tabela 5: Coeficiente de Perda de Potência por Distância.

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Freqüência Área Residencial Área de Escritórios Área Comercial

2 GHz 28 30 22

Cálculo do Fator de Penetração de Perda por Andar O fator de penetração de perda por andar é uma constante empírica, dependente do número de andares queas ondas precisam penetrar. A faixa de freqüência utilizada é de 2 GHz, sendo os valores fornecidos natabela 6, abaixo:

Tabela 6: Fator de Penetração de Perda por Andar.

FreqüênciaNúmero de

AndaresÁrea

ResidencialÁrea de

EscritóriosÁrea

Comercial

2 GHz N 4n 15+4(n-1) 6+3(n-1)

Localidades Escolhidas para o projeto Escolhemos seis centros comerciais para dimensionamento de micro-células, relacionados abaixo:

Taguatinga Shopping, localizado em Taguatinga;1.Brasília Shopping, localizado no Plano Piloto;2.Park Shopping, localizado no Guará;3.Pátio Brasil Shopping, localizado no Plano Piloto;4.Shopping Conjunto Nacional, localizado no Plano Piloto;5.Senado Federal e Câmara dos Deputados, localizados na Praça do Três Poderes6.

Utilizando o Modelo ITU de Propagação Indoor, temos os seguintes resultados:

Tabela 7: Dimensionamento de micro-células para cobertura indoor.

CentroComercial

Comprimento(m)

x Largura (m)

Número dePisos de

Lojas(n)

N (ÁreaComercial)

Pf(n) (ÁreaComercial)

L (dB)

Taguatinga 262,6 x 99,0 3 22 12 103,24508

Brasília 111,6 x 34,0 2 22 9 92,06921

Park 306,0 x 217,0 3 22 12 104,70647

Pátio Brasil 188,0 x 80,3 4 22 15 98,50376

ConjuntoNacional

234,0 x 89,5 4 22 15 105,14335

Senado eCâmara

173,0 x 87,6 3 22 12 99,258

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Como já descrito, o modelo ITU do path loss é formalmente expresso como:

Conforme já mencionado, a Anatel, na consulta número 724, reserva 120 MHz para os serviços de 3G, comdois blocos 55 MHz + 55 MHz e freqüência 1,9 GHz a 2,1GHz (downlink).

Determinação do Raio da Célula O dimensionamento do raio da célula é realizado com base na menor atenuação, que é o uplink. Pelasequações anteriores, temos o path loss total. A atenuação do sistema também pode ser calculada como:

Onde:

L: path loss total. Unidade: Decibel (dB).r: raio da célula, que precisamos determinar.10log(k): constante de Clotter, vamos adotar 20 dB.hm: altura da antena da estação móvel em média, vamos adotar 1,5 metro.hb: altura da antena da estação base BS (Node B), vamos adotar 5 metros para ambiente indoor.N: coeficiente de perda de Potência por Distância.

Vamos determinar a variabilidade do meio σL que contribui com a parcela do desvanecimento lento:

Onde A=5,2 para o meio urbano (caso do projeto), e:

Como projetamos cobertura de 98% da célula, teremos:

Assim encontramos uma cobertura de 90% na fronteira da célula, logo:

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Pela função Q(x) encontramos que:

Logo:

Portanto temos que a perda por desvanecimento é:

Assim sendo, para determinarmos o raio da célula utilizamos a equação abaixo:

Determinação da Área da Célula A área da célula é:

Onde K=1,95 para sistemas com 3 setores, que é o sistema com o qual vamos trabalhar, S é a área da célula,e r é o raio da célula. Determinação da Quantidade de Células A quantidade de células é:

Onde:

AT: área total da região, que no caso de centros comerciais é Comprimento * Largura *Número_Pisos_Lojas, em m2.S: área da célula.

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Tabela 8: Dimensionamento de Micro-células para cobertura indoor.

Centro ComercialRaio da

célula (m)S (m²)

Quantidadede Células

Tráfego dePessoas

Nó B

Taguatinga Shopping 185,767 67293,288 0,386 1 milhão por mês 1

Brasília Shopping 97,628 18585,891 0,204 35 mil por dia 1

Park Shopping 202,071 79623,744 0,834 11,4 milhões por ano 1

Pátio Brasil Shopping 141,396 38986,016 0,387 1,5 milhão por mês 1

Conjunto Nacional 207,218 83731,634 0,250 70 mil por dia 1

Senado e Câmara 147,670 42522,727 0,3564 3 mil 2

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W-CDMA: Dimensionamento – Node B e RNC

Quantidade de Node B e RNC para Micro-célula e Macro-célula Em nossa rede temos um total de Nó B:

Onde:

NNode-BMacro: total de Node B em Macrocélulas=59.NNode-BMicro:total de Node B em Microcélulas=7.

Vamos trabalhar com um soft handover de 0,43, desta forma teremos um total de RNC:

Logo teremos um total de 33 Nó B por RNC, como temos um total de 66 Nó B, teremos 2 RNC em nossarede.

Determinação do tráfego de Voz Micro-célula Tráfego no Horário de Maior Movimento Considerado que metade do tráfego de pessoas que se encontram num centro comercial é entre as 19 horas e21 horas, temos que:

Onde, HMM = Horário de Maior Movimento.

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Tabela 9: Dimensionamento de Usuários por Célula, na HMM.

Centro ComercialTráfego no

HMMÁrea Total

(m²)Densidade(hab/m²)

Usuários porcélula

Taguatinga 16666 77992,2 0,214 14379,771

Brasília 17500 7588,8 2,306 42859,621

Park Shopping 15616 199206,0 0,078 6241,802

Pátio BrasilShopping

25000 60385,6 0,414 16140,444

Conjunto Nacional 35000 83772,0 0,418 34983,135

Senado e Câmara 5000 45464,4 0,11 4677,5

Determinação de Tráfego de Voz por Célula Vamos adotar para cada centro comercial coberto por um tráfego de 20 miliErlangs por assinante e GoS=2%(fator de bloqueio).

Número de Canais (GoS=2%) O Número de Canais para GoS=2% é encontrado na Tabela B de Erlang. Utilizamos o software ErlangCalcStandard Version 1.2 da Certis Technologies para realizar o cálculo desse valor.Todo projeto foi realizadocom três setores e duas portadoras por setor, ou seja, 6 portadoras para cada célula. Número de Canais por portadora

Para esse projeto a carga máxima para voz é capaz de suportar K = 162,6 usuários por portadora.Observamos que é possível suportar todo o tráfego dimensionado em nosso projeto, uma vez que a portadoraserá capaz de suportar 162,6 usuários. Taxa de Transmissão de Voz (Mbit/s)

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Tabela 10: Dimensionamento do tráfego de Voz Indoor.

CentroComercial

Tráfego porcélula

(Erlang)

Número deCanais

(GoS=2%)

Número deCanais porportadora

Taxa deTransmissão de Voz

(Mbit/s)

Taguatinga 287,595 302 50,33 3,926

Brasília 857,192 867 144,5 11,271

Park 124,836 138 23 1,794

Pátio Brasil 322,809 338 56,33 4,394

ConjuntoNacional

699,663 712 118,667 9,256

Senado eCâmara

779,583 791 11,167 10,283

Macro-célula

Para cada região que vamos cobrir, o tráfego por assinante oferecido será de 20mErlang. Vamos determinaro tráfego em cada região por célula:

Brasília

Canal de voz W-CDMA 13Kbit/s:

Total de canais/célula para GoS=2%, pela tabela de Erlang , será:N = 116. Taxa de transmissão de voz:

Taguatinga Canal de voz W-CDMA 13Kbit/s:

Total de canais/célula para GoS=2%, pela tabela de Erlang , será:N = 507. Taxa de transmissão de voz:

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Guará Canal de voz W-CDMA 13Kbit/s:

Total de canais/célula para GoS=2%, pela tabela de Erlang , será:N = 630. Taxa de transmissão de voz:

Núcleo Bandeirante Canal de voz W-CDMA 13Kbit/s:

Total de canais/célula para GoS=2%, pela tabela de Erlang , será:N = 123. Taxa de transmissão de voz:

Tabela 11: Dimensionamento do tráfego de Voz Outdoor.

CidadeTráfego por

célula(Erlang)

Número deCanais

(GoS=2%)

Número deCanais porportadora

Taxa deTransmissão de Voz

(Mbit/s)

Brasília 103 116 19,33 1,5

Taguatinga 493,17 507 84,5 6,59

Guará 620,34 630 105 8,19

NúcleoBandeirante

108,72 123 20,5 1,6

Obs: Quando dimensionamos o sistema de macro-célula, projetamos um total de usuário/portadora de 139,7.O tráfego acima atende o tráfego de voz dimensionado por nós.

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W-CDMA: Posicionamento – Macro e Micro-células Seguem as considerações para o posicionamento das macro-células e micro-células:

A altura das torres de macro-células é de 35 metros.A altura das torres de micro-células é de 5 metros.As macro-células são os pontos vermelhos no mapa de localização.As micro-células são os pontos amarelos no mapa de localização.

Figura 5: Localização das ERB no Guará.

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Figura 6: Localização das ERB em Brasília.

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Figura 7: Localização das ERB no Núcleo Bandeirante.

Figura 8: Localização das ERB em Taguatinga.

Referências [1] Keiji Tachikawa, W-CDMA: Mobile Communications System,Copyright 2002 John Wiley & Sons, Ltd. [2] Chin-Chun Lee, by John Wiley & Sons LtdBaffins Lane, Chichester, West Sussex, PO19 1UD, England. [3] John B. Groe, CDMA Mobile Radio Design Lawrence E. Larson.2002. [4] Propagation data and prediction methods for the planning of indoor radio communication systens and theradio local area networks in the frequency range 900MHz to 100GHz, ITU-R Recommendations, Geneva,2001. [5] Propagation data and prediction methods for the planning of indoor radio communication systens and theradio local area networks in the frequency range 900MHz to 100GHz, ITU-R Recommendations, Geneva,2001. [6] Google Earth. [7]Taguatinga Shooping, www.taguatingashopping.com.br; Brasília Shopping, www.brasiliashopping.com.br;Park Shopping, www.multiplan.com.br; Shopping Pátio Brasil, www.patiobrasil.com.br; Shopping ConjuntoNacional, www.cnbshopping.com.br.

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[8] ErlangCalc Standard Version 1.2, Certis Technologies, www.certis.com.

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W-CDMA: Teste seu Entendimento 1. Em uma rede W-CDMA o Node B possui função de:

Modulação/Demodulação.

Comutação.

Gerenciamento de quedas de chamada.

Gerenciamento de bilhetagem.

2. Em uma rede W-CDMA a RNC possui função de:

Espalhamento/Desespalhamento Espectral.

Codificação/Decodificação do Sinal.

Modulação/Demodulação.

Gerenciamento dos recursos de rádio.

3. O modelo de predição permite determinar:

A atenuação e conseguintemente o raio da célula.

A quantidade de canais.

O número de RNC por célula.

A taxa de transmissão do sistema.

4. Se aumentarmos a relação Eb/No o que irá ocorrer?

Diminuição da BER e aumento de potência.

Aumento da BER e aumento de potência.

Diminuição do número de RNC.

Diminuição do número de canais.

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