HETEROGÉN MOBILHÁLÓZATOK, MOBIL BACKHAUL ÉS GERINC HÁLÓZAT GYAKORLAT

Hasonló dokumentumok
Kétrétegű LTE-Advanced Kis Cellás Rendszerek Modellezése Sztochasztikus Geometriával

Csoportosítsa a videoátviteli szolgáltatásokat, jellemezze az egyes csoportokat!

Massive MiMo megvalósitása az 5G-ben Hte Rádiószakosztály Rendezvény kiss tamás tanácsadó Magyar Telekom

e (t µ) 2 f (t) = 1 F (t) = 1 Normális eloszlás negyedik centrális momentuma:

Megoldások. ξ jelölje az első meghibásodásig eltelt időt. Akkor ξ N(6, 4; 2, 3) normális eloszlású P (ξ

3G / HSDPA. Tar Péter

MOBIL ÉS VEZETÉK NÉLKÜLI

Heterogeneous Networks

Cellák. A cella nagysága függ a földrajzi elhelyezkedéstől és a felhasználók számától, ill. az általuk használt QoS-től! Korszerű mobil rendszerek

Femtocellák alkalmazása LTE hálózatokban

A kommunikáció evolúciója. Korszerű mobil rendszerek

OPTIMÁLIS HETEROGÉN MOBIL HÁLÓZATI ARCHITEKTÚRÁK ELTÉRŐ FORGALMI KÖVETELMÉNYEK MELLETT

Matematika A3 Valószínűségszámítás, 5. gyakorlat 2013/14. tavaszi félév

7. EA. HETEROGÉN MOBILHÁLÓZATOK

biometria II. foglalkozás előadó: Prof. Dr. Rajkó Róbert Matematikai-statisztikai adatfeldolgozás

A kommunikáció evolúciója. Korszerű mobil rendszerek

Rádiós hozzáférő hálózatok elemzése és méretezése analitikus módszerekkel Rákos Attila Nokia Siemens Networks

E.4 Markov-láncok E.4 Markov-láncok. Sok sorbanállási hálózat viselkedése leírható "folytonos idejű Markovláncok " segítségével.

Kültéri heterogén mobil hozzáférési hálózatok méretezése Monte Carlo szimuláció segítségével


egyenletesen, és c olyan színű golyót teszünk az urnába, amilyen színűt húztunk. Bizonyítsuk

Gyakorlat anyag. Veszely. February 13, Figure 1: Koaxiális kábel

Az LTE. és a HSPA lehetőségei. Cser Gábor Magyar Telekom/Rádiós hozzáférés tervezési ágazat

Nagysebességű Mobil Távközlés

1. ÁLTALÁNOS HÁLÓZATI TRENDEK ÉS MOBIL HÁLÓZATI HATÁSAIK

MOBIL ÉS VEZETÉK NÉLKÜLI

Valószínűségi változók. Várható érték és szórás

Minősítéses mérőrendszerek képességvizsgálata






A rádiócsatorna 1. Mozgó rádióösszeköttetés térerőssége Az E V térerősséget ábrázoljuk a d szakasztávolság függvényében.

A 450 MHZ-es frekvencia és a kormányzati hálózatok fejlesztésének kapcsolódásai

Úton az 5. generáció felé

Feladatok és megoldások a 13. hétre

VIHIMA07 Mobil és vezeték nélküli hálózatok. Forgalmi modellezés és tervezés

Statisztika - bevezetés Méréselmélet PE MIK MI_BSc VI_BSc 1

Statisztikai módszerek a skálafüggetlen hálózatok

Wi - Fi hálózatok mérése (?) Tóth Tibor

Sztochasztikus temporális logikák

Szenzorkommunikációs lehetőségek az IoT világában. Dr. Fehér Gábor BME Távközlési és Médiainformatikai Egyetem

Növekvő Sávszélesség-igény Válaszok

GROVER-algoritmus. Sinkovicz Péter. ELTE, MSc II dec.15.

Forgalmi tervezés az Interneten

Mobile network offloading. Ratkóczy Péter Konvergens hálózatok és szolgáltatások (VITMM156) 2014 tavasz

pacitási kihívások a mikrohullámú gerinc- és lhordó-hálózatokban nkó Krisztián

Hálózati réteg. WSN topológia. Útvonalválasztás.

7. EA. HETEROGÉN MOBILHÁLÓZATOK

Biomatematika 2 Orvosi biometria

Orvosi Biofizika I. 12. vizsgatétel. IsmétlésI. -Fény

Gazdasági matematika II. vizsgadolgozat megoldása, június 10

Kis-cellás hálózatok szabályozási kérdései

Benkovics László ZTE Hungary K:

Matematika B4 VIII. gyakorlat megoldása

Babeş-Bolyai Tudományegyetem Fizika Kar, Kolozsvár. Hegyi Géza. Filozofia és Történelem Kar, Kolozsvár. M.A. Santos, R. Coelho és J.J.

Wi-Fi alapok. Speciális hálózati technológiák. Date

Számítógépes Hálózatok 2010

Abszolút folytonos valószín ségi változó (4. el adás)

WiFi hálózatok üzemeltetése

[Biomatematika 2] Orvosi biometria

Véletlenszám generátorok és tesztelésük. Tossenberger Tamás

1. Egy 30 cm sugarú körszelet körívének hossza 120 cm. Mekkora a körív középponti szöge?

RÁDIÓS ERŐFORRÁSKEZELÉS TÖBBSZINTŰ CELLÁS MOBIL HÁLÓZATOKBAN

Távközlő hálózatok és szolgáltatások Mobiltelefon-hálózatok

Antenna Hungária Jövőbe mutató WiFi megoldások

Hálózati architektúrák és rendszerek. Nyilvános kapcsolt mobil hálózatok (celluláris hálózatok) 2. rész

5G: eszközök vezetéknélküli internete

Eseményalgebra. Esemény: minden amirl a kísérlet elvégzése során eldönthet egyértelmen hogy a kísérlet során bekövetkezett-e vagy sem.

Hálózati Technológiák és Alkalmazások

UMTS RENDSZER ÉS INTERFÉSZEK. UMTS KÓDOSZTÁS ALAPJAI. W-H KÓDOK, KÓDFA. KÓDOSZTÁS, SPEKTRUMSZÓRÁS

Véletlen szám generálás

Matematika A3 Valószínűségszámítás, 6. gyakorlat 2013/14. tavaszi félév

Nagy számok törvényei Statisztikai mintavétel Várható érték becslése. Dr. Berta Miklós Fizika és Kémia Tanszék Széchenyi István Egyetem

Mobil helymeghatározás. Zsiborás Attila

A következő feladat célja az, hogy egyszerű módon konstruáljunk Poisson folyamatokat.

WiFi hálózatok üzemeltetése

Nevezetes diszkre t eloszlá sok

Használati Utasítás. ZTE Corporation. All rights reserved

SzIP kompatibilis sávszélesség mérések

Gazdasági matematika II. vizsgadolgozat megoldása A csoport

Kommunikációs rendszerek programozása. Wireless LAN hálózatok (WLAN)

READy Suite: mobil és fix kiolvasó hálózat fogyasztásmérőkhöz

A Markovi forgalomanalízis legújabb eredményei és ezek alkalmazása a távközlő hálózatok teljesítményvizsgálatában

Mérhetőség, σ-algebrák, Lebesgue Stieltjes-integrál, véletlen változók és eloszlásfüggvényeik

Modelldokumentáció az NMHH BU-LRIC modelljéhez

MATEMATIKA HETI 5 ÓRA. IDŐPONT: június 8.

CHT& NSZT Hoeffding NET mom. stabilis november 9.

ÚTON AZ 5. GENERÁCIÓ FELÉ

Véletlen jelenség: okok rendszere hozza létre - nem ismerhetjük mind, ezért sztochasztikus.

Véletlenszám generátorok és tesztelésük HORVÁTH BÁLINT

Gyakorlat. Szokol Patricia. September 24, 2018

Adatátviteli rendszerek Vezetékes kommunikációs interfészek. Dr. habil Wührl Tibor Óbudai Egyetem, KVK Híradástechnika Intézet

V2I - Infrastruktúra

Optika gyakorlat 6. Interferencia. I = u 2 = u 1 + u I 2 cos( Φ)

Internet-hozzáférések teljesítményvizsgálata webböngészőben

Valószín ségszámítás és statisztika

Hálózati és szolgáltatási architektúrák. Lovász Ákos február 23.

VIK A1 Matematika BOSCH, Hatvan, 5. Gyakorlati anyag

Átírás:

HETEROGÉN MOBILHÁLÓZATOK, MOBIL BACKHAUL ÉS GERINC HÁLÓZAT GYAKORLAT Mobil és vezeték nélküli hálózatok (BMEVIHIMA07) 2015. április 3., Budapest Jakó Zoltán BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék jakoz@hit.bme.hu

Tartalom LTE HetNet hálózatok Jelentősége, előnyök, problémák, Field tesztek a HetNet világából Számolások: Interferencia, SIR számítások Áteresztőképesség meghatározása (ha marad rá idő: Backhaul méretezése small cellákra) 2

LTE- A HetNet 3

(LTE-A) HetNet jelentősége Két réteg: makró réteg (kültér), Small cellák alkotta réteg (kül- és beltér). Előnyök: Jobb lefedettség, Korábban rossz lefedettséggel rendelkező helyeken javul a szolgáltatás minősége, Nagyobb kapacitás, Energia hatékonyság, makro enb tehermentesítése Hátrányok: Interferencia, időzítés Backhual miatt kapacitás QoS biztosítás kérdései 4

LTE Small cell teszt 1 - Virgin Virgin media field teszt: Newcastle és Briston-ban 2012 Newcastle: 5

LTE Small cell teszt 2 - Virgin Wifi és LTE small cellákkal 6

LTE Small cell teszt 3 Virgin Throughput (FTP teszt) Newcastle: 2015.04.03. Jakó Zoltán BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék 7

LTE Small cell teszt 1 Phoenix International Raceway (PIR), Arizona; USA Qualcomm (2014) 31 small cella, hiper sűrű telepítés isd kb. 7 m (a telepítés intenzitása 1000 2 cella/km 2 ) Small cellák LTE-TDD 2.6 GHz, Band 41 TDD Cell-On-Wheels megoldáshoz képest kb.40x-es kapacitás növekedést értek el. Cell-On-Wheels 8

LTE Small cell teszt környezet és eredmények 9

DL Interferenciák csoportosítása 10

1. Feladat LTE- A femtocella 1. a., Determinisztikus femtocella telepítés vizsgálata A small cellák adási teljesítménye P s =100 mw, a kültéri jelterjedési exponens értéke -4. Az origóban tartózkodik a (makrocellához kapcsolodó) felhasználó (UE). Számolja ki a small cellák által az MUE vevőjében az eredő interferenciát. (megjegyzés: a Small cellák és az MeNB ugyanazon a frekvenciasávon üzemelnek és minden PRB-t használnak). 11

1. Feladat LTE- A femtocella 1. b., Jel-zaj viszony meghatározása A Makró enb távolsága az origóban levő felhasználótól legyen 500 m. Az tudjuk, hogy a makró enb adási teljesítménye 20W. Mekkora lesz a jel-zaj viszony értéke dbben? 12

1. Feladat femtocella folyt. Mekkora az LTE link áteresztőképessége (throughput)? 13

2. Feladat open access femtocella 2. a., UE egy femtocellához (zöld) kapcsolódik? Mekkora az SIR értéke? Mekkora az LTE link throughput-ja? 14

3. Feladat PPP femtocella modell 3. a., PPP alapú femtocella modellezés Adja meg az R = 1000m x 1000m-es négyzet alapú véges területen található small cellák várható értékét, ha λ= 10-4! Mi annak a valószínűsége, hogy pontosan 110 db small cella található a területen! Mi annak a valószínűsége, hogy az origóban levő UE-től R=50 m sugarú körben egyetlen small cella se található λ= 10-4,10-6 és 10-2 mellett? 15

3. Feladat PPP femtocella modell 3. b., PPP alapú femtocella modellezés Adott a femtocellás interferencia eloszlása: F(x)=erfc(Kn/sqrt(x)), ahol Kn=π^(3/2)*λ*sqrt(Pf) Határozza meg a SIR eloszlást belőle, És számolja ki a makrócellás felhasználó lefedettség valószínűségét, ha a makro enb távolsága a felhasználótól 100 m és a küszöbérték T=10dB! 16

Bónusz: Small cell Backhaul 1. Backhaul kapacitásának tervezése: Az egyik mobil operátor a 11. kerületben lévő infóparkba small cellákat telepített (lámpaoszlopokra, irodákba stb.). A környékbeli small cellás forgalmat egy koncentrátor gyűjti össze amit a BME I épületbe telepítettek. Az operátor tudni szeretné mekkora kapacitású link kell a backhaulon, hogy elvigye a small cellák forgalmát. Az alábbi adatokat kaptuk: A small cellák száma 200 db és csúcsidőben 9-15 Mbit/s közti egyenletes eloszlású forgalmat generálnak. Mekkora kapacitású linket kell biztosítani, ha azt szeretnék, hogy annak a valószínűsége, hogy a nem tudja elvinni a small cellás forgalmat legfeljebb 10-6 lehet? 17

1 Determinisztikus Small cella telepítés vizsgálata Példa 1.1. A small cellák adási teljesítménye P s = 100 mw, a kültéri jelterjedési exponens értéke pedig (α = 4). Az origóban tartózkodik a (makrocellához kapcsolodó) felhasználó (UE). Számolja ki a small cellák által az Makró UE vevőjében az eredő interferenciát. I = 4 i=1 P s z i α = 100 10 3 ( 100 4 + 100 4 + 50 4 + 200 4) = 1,8 10 8 W. Példa 1.2. A Makró enb távolsága az origóban levő felhasználótól legyen z = 500 m. Az tudjuk, hogy a makró enb adási teljesítménye (P m ) 20 W. Mekkora lesz a jel-zaj viszony értéke db-ben? (1) SIR = P hasznos P zaj = Pm z α I = 20 500 4 [W] 1,8 10 8 [W] = 0,01772 (2) Ha z = 50m: SIR[dB] = 10 log 10 (0,01772) = 17,5dB (3) SIR = P hasznos P zaj = Pm z α I = 20 50 4 [W] 1,8 10 8 = 177,16 (4) [W] SIR[dB] = 10 log 10 (177,16) = +22,5dB (5) Példa 1.3. Mekkora az LTE link áteresztőképessége (throughput)? Leolvasva az ábráról a 17, 5 db SIR értékhez 0 spektrális hatékonyság tartózik. A 22,5 db-es SIR-hez pedig kb. 5 bit/s/hz. 20 MHz-es sávszélességet feltételezve: 20 10 6 [Hz] 5[bit/s/Hz] = 100Mbit/s Példa 1.4. Open access femtocella esetén: Mekkora az SIR értéke? Mekkora az LTE link throughput-ja? 1

I 1 = 4 i=1 P s z i α + P m z α m = 100 10 3( 100 4 + 100 4 + 50 4 + 200 4) + + 20 500 4 = 1,838 10 8 W. (6) SIR SC = Ps z α I 1 = 100 10 3 30 4 [W] 1,838 10 8 [W] = 6,71 SIR SC [db] = 10 log 10 (6,71) = 8,27dB (7) Leolvasva az ábráról a 8,27 db SIR értékhez kb. 1,8 spektrális hatékonyság tartózik. Vagyis a link throughput-ja: 20 10 6 [Hz] 1,8[bit/s/Hz] 36Mbit/s 2 Small cellák vizsgálata Poisson pontfolyamattal Példa 2.1. Adja meg az R = 1000 m 1000 m-es négyzet alapú véges területen található small cellák várható értékét, ha λ = 10 4! N s = λ R = 10 4 10 6 = 100. (8) Példa 2.2. Mi annak a valószínűsége, hogy pontosan 110 db small cella található a területen? P{x = 110} = (N s) k exp( N s ) = 100110 exp( 100) 0,0234. (9) k! 110! Példa 2.3. Mi annak a valószínűsége, hogy az origóban levő UE-től R = 50 m sugarú körben egyetlen small cella se található λ = 10 4,10 6 és 10 2 mellett? P{nincs small cella az 50 méter sugarú körön belül} = (λr2 π) k exp( λr 2 π). k! (10) k = 0, ezért: P{k=0 darab small cell van} = exp( λr 2 π). 2

Ha λ = 10 4 : Ha λ = 10 6 : Ha λ = 10 2 : P{k=0 darab small cell van} = exp( 10 4 50 2 π) 0,46. P{k=0 darab small cell van} = exp( 10 6 50 2 π) 1. P{k=0 darab small cell van} = exp( 10 2 50 2 π) 0. Példa 2.4. Adott a femtocellás interferencia eloszlása. Határozza meg a SIR eloszlást belőle, és számolja ki a makrócellás felhasználó lefedettség valószínűségét, ha a makro enb távolsága a felhasználótól z = 100 m és a küszöbérték T=10dB! Ismétlés: erf(z) = 2 z exp( t 2 )dt π erfc(z) = 2 exp( t 2 )dt π erf(z) = 1 erfc(z). 0 z Adott a PPP folyamat intenzitása λ = 10 4, a small cellák adóteljesítménye P s = 100 mw, továbbá az interferencia eloszlásfüggvénye: ( Kn F(x) = P{I a} = erfc ), (11) x ahol (K n = π ( 3/2) λ P s ) /2 8,8 10 5. { P m z α F SIR (y) = P{SIR y} = P I } y = P I Pm z α = 1 P{I a}. y }{{} }{{} ). erfc( K n =a a (12) 3

Vagyis a SIR eloszlásfüggvényére az alábbi alakot kaptuk (ha P m = 20 W, α = 4 és z = 100 m): F SIR (y) 1 erfc(0,18 y) = erf(0,18 y) Ha a küszöbérték T = 10 db akkor: T [db] = 10dB T = 10. ( P{SIR 10} = erf 0,18 ) 10 0,58. 4