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PLANEJAMENTO DE COBERTURA DE SISTEMAS GSM COM USO DE REPETIDORES (1) |
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Autor: Bruno Maia Antonio Luiz (*) |
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DISSERTAÇÃO
DE MESTRADO
DEPARTAMENTO DE
ENGENHARIA ELÉTRICA
Programa de
Pós-Graduação em Engenharia Elétrica
Dissertação apresentada ao Departamento de Engenharia Elétrica da PUC-Rio
como parte dos requisitos para a obtenção do grau de Mestre Pelo Programa de
Pós-graduação em Engenharia Elétrica do Departamento de Engenharia Elétrica
da PUC-Rio.
Aprovada pela Comissão Examinadora.
Orientador: Luiz A. R. da Silva Mello
Rio de Janeiro, 30 de Abril
de 2002
Nota da Coordenação do site
WirelessBR:
Prezado leitor.
Por motivo de força maior, o processo de formatação deste trabalho foi
interrompido na página 12.
Mas a "Dissertação" completa está disponível para download em:
http://www.wirelessbrasil.org/wirelessbr/colaboradores/bruno_maia/repetidores/repet_gsm_2007.pdf
(2,78MB).
(30/07/2007)
Agradecimentos
Para meus pais e irmão, Walnir, Adélia e Ricardo, pelo apoio e confiança
Ao meu orientador e Professor Luiz Silva Mello
pelo estímulo, confiança e parceria para a realização deste trabalho.
Ao CNPq e à PUC-RIO, pelos auxílios concedidos, sem os quais este trabalho
não poderia ter sido realizado.
Aos meus amigos Erick Ferreira, Marcio Rodrigues e Alexandre Belloni pelo apoio
prestado.
Aos meus pais, pela educação, atenção e carinho de todas as horas.
À minha professora Marlene Pontes, pelas importantes contribuições, e
palavras de apoio.
Aos meus colegas da PUC pela amizade conquistada.
A todos os professores e funcionários do Departamento pelos ensinamentos e pela
ajuda.
A todos os amigos e familiares que de uma forma ou outra me estimularam ou me
ajudaram.
RESUMO
Este trabalho aborda a utilização de
repetidores na implantação de sistemas móveis celulares. Esta técnica
permite estender a cobertura dos sistemas móveis celulares com baixo custo e
curto tempo de implantação a áreas ou ambientes onde a utilização de
estações rádio base seria dispendiosa ou demorada.
O impacto da inclusão deste elemento na interface rádio é detalhadamente
analisada visando obter uma metodologia para o seu dimensionamento e para o
cálculo das degradações produzidas na rede. É apresentada ainda uma
metodologia completa para projetos com repetidores e descrita sua aplicação na
implantação de um sistema GSM.
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Sumário Capítulo 1. Introdução 1.1. Considerações Iniciais 1.2. Objetivo e Organização da Tese Capítulo 2. O sistema GSM 2.1. Histórico 2.2. Tecnologias GSM existentes 2.3. Estrutura básica da rede GSM 2.3.1. Swicthing System (SS) 2.3.1.1. MSC (Mobile Services Swichting Center) 2.3.1.2. VLR (Visitor Location Register) 2.3.1.3. GMSC (Gateway Mobile Services Swichting Center) 2.3.1.4. SMS-GMSC e SMS-IWMSC 2.3.1.5. HLR (Home Location Register) 2.3.1.6. AuC (Autentification Center) 2.3.1.7. EIR (Equipment Identity Register) 2.3.1.8. FNR (Flexible Numbering Register) 2.3.1.9. ILR (Internetworking Location Register) 2.3.2. Base Station Subsystem (BSS) 2.3.2.1. BSC (Base Station Controler) 2.3.2.2. TRC (Transcoder Controler) 2.3.2.3. BTS ou RBS (Base Transceiver Station ou Radio Base Station) 2.3.3. Operational and Support System (OSS) 2.3.3.1. Operation and Mantaince (OMC) 2.3.3.2. Network Management Center (NMC) 2.4. Interfaces e Protocolos da Rede GSM 2.4.1. Interface Rádio (Um) Capítulo 3. Conceitos gerais sobre repetidores 3.1. Introdução 3.2. Características de Repetidores 3.2.1. Classificação quanto à filtragem 3.2.1.1. Repetidor de faixa larga 3.2.1.2. Repetidores Seletivos em Banda 3.2.1.3. Repetidores Seletivos em Canal 3.2.2. Classificação quanto à transmissão 3.2.2.1. Repetidores de mesma faixa 3.2.2.2. Repetidores de faixa deslocada 3.2.2.3. Repetidores Ópticos 3.3. Isolação entre antenas do repetidor 3.4. Efeitos de Saturação do Amplificador 3.4.1. Repetidores de Banda Larga/Banda Seletiva 3.4.1.1. Efeitos no enlace direto 3.4.1.2. Efeitos no canal reverso 3.4.2. Repetidores Canal Seletivo 3.5. Parâmetros típicos de repetidores Capítulo 4. Dimensionamento de enlaces com repetidores 4.1. Isolação entre as antenas 4.1.1. Cálculo da isolação 4.1.2. Fatores adicionais de isolação 4.1.3. Considerações adicionais sobre a isolação 4.2. Aumento da Interferência co-canal 4.2.1. Repetidores de Banda Larga (broadband repeaters) 4.2.1.1. Cálculo da interferência no enlace direto (downlink) 4.2.1.2. Interferência de Uplink 4.2.1.3. Limitações no Cálculo de Interferência do Canal Reverso 4.2.2. Repetidores Seletivos em Banda (Band Selective Repeaters) 4.2.3. Repetidores Seletivos em Canal (Channel Selective Repeaters) 4.2.3.1. Interferência de Downlink 4.2.3.2. Interferência de uplink 4.2.4. Técnicas para redução da degradação por interferência co-canal 4.3. Dissensibilização dos Receptores 4.3.1. Cálculo da dissensibilização para Enlace Direto (Downlink) 4.3.2. Cálculo da dissensibilização para o enlace reverso (uplink) 4.4. Efeitos de multipercurso 4.5. Cálculo de enlaces com repetidores 4.5.1. Cálculos Iniciais 4.5.2. Cálculo do enlace direto 4.5.3. Cálculo do enlace reverso (uplink) 4.6. Caracterização das Perdas de Propagação 4.6.1. Modelo de Okumura 4.6.2. Modelo de Hata (Okumura-Hata) 4.6.3. Modelo estendido de Hata para PCS (COST-231) 4.6.4. Modelo de Walfish Ikegami (COST 231) 4.6.5. Modelos ajustados localmente 4.6.6. Cálculo da Margem de Cobertura (CAP) 4.7. Cálculo do Raio de Cobertura Capítulo 5. Uso de Repetidores no Planejamento GSM 5.1. Considerações Iniciais 5.2. Uso de Repetidores 5.3. Projetos de Cobertura Outdoor utilizando repetidores 5.3.1. Etapa Inicial – Definição do Vetor de Cobertura 5.3.2. Planejamento Inicial 5.3.3. Dimensionamento de Tráfego GSM 5.3.4. Projeto Nominal 5.3.5. Site Survey 5.3.6. Projeto definitivo de RF 5.3.7. Qualificação 5.3.8. Instalação de Repetidores – Medições em Campo 5.3.9. Aceitação de RF 5.3.10. Penalidades no uso de repetidores 5.4. Dimensionamento do Repetidor (Link Budget) 5.4.1. Análise de Interferência co-canal Capítulo 6. Estudo de Caso: Implantação GSM 1800 6.1. Considerações Iniciais 6.2. Projeto e Implantação - Fase I 6.3. Projeto e Implantação - Fase II 6.3.1. Cobertura das áreas de sombra com BTS 6.3.2. Cobertura das áreas de sombra com Repetidores 6.4. Análise de custos Capítulo 7. Conclusões Referências Apêndice - Estrutura dos Canais Lógicos Canais de Tráfego (TCH) Canais de Controle Broadcast Control Channel (BCH) Broadcast Commom Control Channel (BCCH) Frequency Correction Channel (FCCH) Syncronization Channel (SCH) Dummy Burst – Rajada "Vazia" Commom Control Channels (CCCH) Random Access Channel (RACH) Paging Channel (PCH) Access Grant Channel (AGCH) Dedicated Control Channels (DCCH) Stand Alone Dedicated Control Channel (SDCCH) Slow Associated Control Channel (SACCH) Fast Associated Control Channel (FACCH) Cell Broadcast Channel (CBCH) Multiplexação dos Canais Lógicos Combinações dos Canais de Lógicos Estrutura e Combinações do Multiquadro de Tráfego Estrutura do Multiquadro de Tráfego Combinações de Multiquadro de Tráfego Estrutura e Combinações do Multiquadro de Controle Estrutura do Multiquadro de Controle Combinações de Multiquadro de Controle |
(*) O autor, Bruno Maia Antonio Luiz ( bruno.maia@wingstelecom.com.br ), graduou-se em Engenharia Elétrica com ênfase em Telecomunicações pela PUC-Rio (Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro) em 1999. Participou de projetos na área de Sistemas Rádios incluindo o desenvolvimento de softwares para dimensionamento de sistemas rádio e proferindo cursos na área de sistemas móveis. É responsável pela área de projetos da WiNGS Telecom onde atua como gerente de projetos.
