Planificación de una red celular utilizando gsm 850

INTRODUCCIÓN






La planificación es una parte fundamental, en el diseño una red móvil celular, dada su importancia para alcanzar los objetivos de cobertura capacidad y calidad de servicio deseados.


En este trabajo se expondrán detalladamente todos los elementos necesarios para proponer un buen diseño de una red celular GSM en la banda de frecuencias de los 850 MHz. Para empezar, laplanificación del sistema celular está basado en la ciudad de Santiago de Cali, con una densidad de población de 2.075.000 personas; nuestras intenciones recaen en el 70% de dicha ciudad con el fin de ofrecerles servicios de transmisión de voz y de datos.
Por otra parte, se tendrán en cuenta las limitaciones que ofrece la banda de los 850 MHz, tales como el número de portadoras, el radio máximode las celdas, etc. También se utilizarán diferentes tipos de clusters de acuerdo a la concentración de celulares y la cantidad de tráfico que se genere en las diferentes zonas.













G S M

La estructura de la red GSM y GPRS a grandes rasgos se muestra a continuación:






Figura 1


En esta primera parte del proyecto, nos encargaremos de dimensionar la parte deservicios de transmisión de voz que corresponde a un 90% del número esperado de usuarios. Para ello tenemos en cuenta los siguientes datos iniciales:

• Número esperado de usuarios: 1’400.00 personas.
• Número de portadoras por cluster: 62.
• Tráfico por usuario: 30mErlang – 45mErlang.
• Tráfico por sector: 28,1 Erlang/Sector.




El primer paso consiste en dividir el mapa de Cali parasegmentar el tráfico por zonas y facilitar el diseño. En la figura 2 se muestra una propuesta con la cual realizaremos el trabajo.


Figura 2

Como vimos en la figura, resultaron 7 zonas (A, B, C, D, E, F y G) diferenciadas unas de otras por la cantidad de trafico generado en las horas pico. A continuación mostraremos la distribución de los usuarios para cada zona:

Zona Usuarios
A100000
B 170000
C 170000
D 350000
E 250000
F 190000
G 190000
Total 1420000
Tabla 1


Las zonas de mas alto tráfico serán el centro (zona D) y el norte (zona E) por la cantidad de personas que requieren el servicio.
Ahora calculamos la cantidad de sectores que necesitamos en cada zona:

Zona Trafico x Usuario Trafico HC(Erlangs) Sectores/Zona
A 0,03 3000 107
B 0,03 5100 181
C 0,03 5100181
D 0,045 15750 560
E 0,045 11250 400
F 0,03 5700 203
G 0,03 5700 203
Total 51600 1836
Tabla 2

Para el cálculo del número de sectores/Zona utilizamos el valor de 28,1 Erlangs/Sector.
Si conocemos la cantidad de sectores en cada zona, podemos calcular la cantidad de celdas y clusters que se requieren para ofrecer cobertura:

Zona Trafico x Usuario Canales/Sector Celdas/ZonaClusters/Zona
A 0,03 40 36 9
B 0,03 40 60 15
C 0,03 40 60 15
D 0,045 54 187 62
E 0,045 54 133 44
F 0,03 40 68 17
G 0,03 40 68 17
Total 612 180
Tabla 3

Ahora bien, tenemos el área en Km, hallamos el área que debe cubrir cada celda así:

Zona Parque GSM Celdas/Zona Área(Km) Área/Celda (Metros)
A 100000 36 20,8 584
B 170000 60 20,6 341
C 170000 60 23,9 395
D 350000 187 17,6 94
E 250000133 22,3 167
F 190000 68 22,2 328
G 190000 68 18,4 272
Total 1420000 612
Tabla 4

Rehúso efectivo de frecuencias:

Para las zonas de bajo tráfico, se implementará un cluster 4/12 (teórico) y se distribuirán de esta manera:


Figura 3

Para las zonas con una concentración de tráfico mayor, se optará por tener clusters 3/9 así:


Figura 4

Como sabemos, a medida que aumenta eltráfico generado en cada sector se requieren mas estaciones base para poder cursarlo sin congestión. En general, en redes jóvenes como la nuestra y en entornos urbanos, es preciso asignar mas de una frecuencia a una celda.


Para hacer un plan de frecuencias hay que tomar dos decisiones: la distribución de los canales disponibles con la selección del patrón de reutilización a emplear y la...