Documento 181723

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA AUDIOVISUAL Y COMUNICACIONES
Ejercicios de COMUNICACIONES MÓVILES
Junio de 1997
EJERCICIO: Se pretende cubrir una determinada área de 10000 Km2, con un servicio de telefonía
móvil privada para emergencias con pérdida de llamadas.
GOS
N: Número de canales
10
1510 20
2520
30
30
A (Erlangs)
a) Determinar el nº máximo de usuarios, suponiendo que efectúan dos llamadas cada uno en la hora
cargada con una duración media de 72 s y que se pretende obtener un grado de servicio del 0,3 %. El
sistema dispone de 20 canales dúplex de tráfico.
b) Determinar la potencia necesaria en la estación base para cubrir el área con un 99% de probabilidad
tanto en ubicaciones como en tiempo, u = 6 dB, t = 4 dB, suponiendo cobertura circular.
GB = 10 dB, GB = 10 dB, Pu = -100 dBm.
Modelo de propagación: A(d) = 85 + 36·log d (Km) + X
c) Por otro lado la misma compañía de ingeniería debe planificar un sistema celular clásico para la misma
área. Con el modelo de propagación anterior determinar el tamaño del agrupamiento (cluster) necesario
para una relación c/I = 20 dB.
d) Si se han concedido 300 canales dúplex, y teniendo en cuenta que es necesario uno de señalización por
célula. Calcular el número de móviles por célula y por cluster que puede soportar el sistema para las
mismas condiciones de tráfico del apartado a).
e) Suponiendo que la potencia transmitida por un portátil es de 0,5 W, determinar el radio de la célula para
un grado de cobertura y unas condiciones de propagación iguales a las del apartado b), suponiendo un
margen adicional de 10 dB para ruido impulsivo y desvanecimientos.
f) Determinar el número total de células en el área y el número de móviles a los que puede dar servicio el
sistema.
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA AUDIOVISUAL Y COMUNICACIONES
Septiembre de 1997
EJERCICIO: Se desea planificar un sistema de comunicaciones móviles celulares GSM para una zona
urbana de 400 Km2 con 3 millones de habitantes y un 10% de penetración prevista. Los parámetros del
sistema son los siguientes:
Agrupamiento de 7 células por Cluster, con división sectorial en tres sectores. (7/3)
Tráfico por móvil: 20 mE, con distribución uniforme.
Las antenas junto con los cables y conectores en el portátil dan un balance de 0 dB.
Potencia recibida umbral: - 100 dBm.
No se necesita un margen por desvanecimiento rápido debido a las técnicas de mejora del sistema.
Desviación típica por ubicaciones y tiempo: 6 y 3 dB, respectivamente.
Antena de la estación base, ganancia: 6 dB. Atenuación de los cables 2 dB , hB = 30 m
Mejora por diversidad: 3 dB
a) Se utilizan 4 portadoras dúplex GSM
(TDMA/FDMA/FDD) por sector , y
considerando dos canales de señalización en
cada uno de ellos, determinar el tamaño de
las células y el número de las mismas para
obtener un G.O.S. del 0,7 %.
b)
GOS
N: Número de canales
Utilizando el modelo de propagación de
Okamura – Hata determinar la relación
portadora a interferencia (C/I), suponiendo
que las antenas empleadas en el sector tienen
el diagrama de radiación ideal siguiente y
considerando la primera corona interferente.
Haz una aproximación para dos coronas
interferentes.
120º
c) Determinar la potencia necesaria en el portátil, al
borde del sector teniendo en cuenta todos los
parámetros anteriores y para obtener una cobertura
del 99% en tiempo y ubicaciones.
10
20
30
A (Erlangs)
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA AUDIOVISUAL Y COMUNICACIONES
Junio de 1998
EJERCICIO: Un sistema de comunicaciones móviles DCS (banda de 1800 MHz) dispone de 45
portadoras de 8 canales TDMA cada una. Para la planificación celular se ha elegido un sistema de
agrupamiento (4·3), utilizando antenas con un diagrama de radiación perfecto de 120º. Teniendo en
cuenta que es necesario un canal de control o señalización por sector.
Se pretende cubrir en una primera etapa, una gran ciudad (p. e. Madrid), con una superficie
circular de 300 Km2. Se debe diseñar el sistema para un número de 800.000 usuarios (porcentaje de
penetración del 25 %) y una probabilidad de bloqueo (GOS) del 1%. Estos usuarios se suponen distribuidos
uniformemente en el área anterior. El tráfico medio ofrecido por cada uno de ellos corresponde a una
llamada de duración media de 90 s. en la hora cargada.
a) Determinar el radio de la célula, el nº total de
células y el de clusters.
0.05
N: Número de canales
0.04
b) Dibujar el agrupamiento utilizado, incluyendo la
primera corona de células interferentes y la
estructura de sectores en las células cocanal.
5
10
15
20
25
30
35
0.03
0.02
c) Determinar la potencia necesaria en el portátil para
establecer una adecuada comunicación en el
0.01
borde de la célula con un 90% de probabilidad
tanto en ubicaciones como en tiempo, u = 7 dB,
0
t = 2 dB.
0
GB = 13 dB, GM = 0 dB,
Perdidas en cables y pasivos = 2 dB,
Sensibilidad = -104 dBm.
Margen por ruido y fading rápido = 6 dB.
Mejora por diversidad = 3.3 dB
Modelo de propagación (Okumura Hata);
hB = 25 m, hM = 1,5 m
d) Consideras que el modelo de propagación recomendado
en el apartado anterior es válido. ¿Porqué?.
e) A partir del dibujo de la estructura celular del apartado
b) y considerando exclusivamente los sectores que son
interferentes de la primera corona, determinar la relación
C/I para la situación considerada en el resto del
problema y suponiendo que todas las estaciones base son iguales.
40
5
10
15
20
25
30
A (Erlangs)
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA AUDIOVISUAL Y COMUNICACIONES
Septiembre de 1998
EJERCICIO: Se ha concedido una licencia para un sistema WLL (Wireless Local Loop) para una gran
ciudad con un radio aproximado de 20 Km. Para ofrecer este servicio se pretende utilizar un sistema DECT
para comunicaciones móviles en la banda de 1880-1900 MHz, que utiliza 10 portadoras FDMA, con 12
canales TDMA/TDD por portadora. La señalización en DECT se realiza dentro de cada canal de tráfico.
Los equipos utilizados tienen una potencia de transmisión de 100 mW, una sensibilidad de –100
dBm y una ganancia de las antenas de GB = 6 dB, GM = 0 dB. Considerando 10 dB de margen de
protección contra ruido y multitrayecto.
El modelo de propagación para microceldas que se utiliza es el de dos pendientes, dado por las
siguientes expresiones:
40,2  22,5 log (d )
A 50%  
40,2  22,5 log (d K )  38,5 log (d / d K )
d dK
d dK
dK 
2hbhm

hB = 5 m, hM = 1,52 m. La desviación típica del modelo anterior puede considerarse de 7 dB
a) Determinar el radio máximo de cobertura de una célula para un 95 % de situaciones.
b) Considerando admisible una relación portadora/interferencia de 12 dB y suponiendo 6 células
interferentes, determinar la distancia de reutilización para el sistema anterior.
c) Aunque el sistema DECT utiliza asignación dinámica de canales y por lo tanto no es necesaria una
planificación celular clásica, utilizar la estructura geométrica clásica para obtener a un agrupamiento de
células en racimos, que nos permita repartir los canales disponibles en una primera aproximación
d) Teniendo en cuenta las características del sistema DECT y una estimación de tráfico de voz y datos de
0,1 Erlang por usuario. Obtener para una GOS del 1%, el número de canales por célula, el número de
usuarios por célula; el número de células y usuarios totales en la ciudad y la densidad de tráfico en
Erlangs/Km2
0.05
N: Número de canales
0.04
5
10
15
20
25
30
35
0.03
0.02
40
0.01
0
0
5
10
15
20
25
30
A (Erlangs)
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA AUDIOVISUAL Y COMUNICACIONES
Febrero de 1999
EJERCICIO: Se ha concedido una licencia a un operador (ej. amena) para ofrecer un servicio de
comunicaciones móviles en la banda de 1.8 GHz (DCS) (8 canales TDMA por portadora). Se desea
planificar un sistema para una zona urbana de gran densidad de usuarios. Los parámetros del sistema son
los siguientes:
0.05







C/I admitida : 12 dB.
Tráfico por móvil: 25 mE, con distribución
uniforme.
Potencia transmitida = 30 dBm.
Las antenas de Tx y Rx, junto con los cables y
conectores dan un balance de 10 dB.
Potencia recibida umbral : -100 dBm.
Margen por desvanecimiento rápido: no es
necesario por usar técnicas de protección.
Margen para un porcentaje de ubicaciones del
99 %: 10 dB.
N: Número de canales
0.04
5
10
15
20
25
30
35
0.03
0.02
40
0.01
0
0
5
10
15
20
25
30
A (Erlangs)
a) Considerando el modelo de propagación urbana
COST-231 determinar por cobertura el radio
máximo de la célula. (b = 50 m., w = 25 m., hb = 25 m., hr = 20 m, hm = 1,5 m.,  = 90 º ).
b) La densidad de usuarios prevista es de 800 móviles/km2. Obtener el número de usuarios por célula y
determinar cuantos canales y portadoras por célula serían necesarios para satisfacer las necesidades
de tráfico con una grado de servicio del 1%. Considerar células hexagonales.
c) Suponiendo un modelo de cobertura clásica hexagonal, calcular el agrupamiento mínimo necesario
para satisfacer los requisitos del sistema. ¿Cuántas portadoras en total necesita el sistema?.
Suponiendo una ciudad de 300 Km2, ¿cuántas células son necesarias para cubrir la ciudad y cuántos
usuarios totales puede haber en la misma?.
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA AUDIOVISUAL Y COMUNICACIONES
Junio de 1999
EJERCICIO 6: En un sistema de comunicaciones móviles GSM (FDMA/TDMA) con un total de 16
portadoras, reservando en cada célula dos canales para señalización, determinar su viabilidad
respondiendo a las siguientes cuestiones:
0.05
DATOS:
GOS <= 5 %
C/I > = 15 dB.
Tráfico por usuario: 10 mE,
Pendiente de pérdidas: 3,8
N: Número de canales
0.04
5
10
15
20
25
30
35
0.03
0.02
40
0.01
0
0
5
10
15
20
25
30
A (Erlangs)
a) Se plantea utilizar agrupaciones de 4 o 7 células por racimo. Determine cual cumple el requisito de C/I.
b) Si la densidad de usuarios es de 400 usuarios por Km2 , determine el radio de la célula para la
agrupación que cumplió el requisito anterior y para el GOS indicado.
c) Para el radio calculado anteriormente (si no lo hizo suponga un radio de 2,5 Km), determine la potencia
de transmisión del móvil, supuestos los siguientes datos, para el 90% de ubicaciones y tiempo:
GB = 14 dB.
Sensibilidad = -104 dBm.
Mejora por diversidad = 3 dB
GM = 0 dB
Margen por ruido y fading rápido = 5 dB.
L = 6 dB
T = 2,5 dB
Modelo de propagación: Okumura Hata (gran ciudad); hB = 25 m, hM = 1,9 m frecuencia: 950 MHz.
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA AUDIOVISUAL Y COMUNICACIONES
Septiembre de 1999
EJERCICIO 2: Se pretende obtener los primeros datos para planificar un sistema de comunicaciones
móviles celulares GSM-900 para una zona urbana de 400 Km2 con 3 millones de habitantes y un 25% de
penetración prevista. Los parámetros del sistema son los siguientes:
Agrupamiento de 4 células por Cluster, con división sectorial en seis sectores. (4/24)
Tráfico por móvil: 20 mE, con distribución uniforme.
Las antenas junto con los cables y conectores en el portátil dan un balance de 0 dB.
Potencia recibida umbral: - 100 dBm.
No se necesita un margen por desvanecimiento rápido debido a las técnicas de mejora del
sistema.
Desviación típica de la variabilidad con respecto al modelo de propagación: 7 dB.
Antena de la estación base, ganancia: 6 dB. Atenuación de los cables 2 dB , hB = 30 m
Mejora por diversidad: 3 dB
0.03
N: Número de canales
GOS
a) Se utilizan 3 portadoras dúplex GSM
(TDMA/FDMA/FDD) por sector , y
considerando dos canales de señalización
en cada uno de ellos, determinar el tamaño
de las células y el número de las mismas para
obtener un G.O.S. del 1 %.
0.025
0.02
0.015
b) Utilizando el modelo de propagación de
Okamura – Hata determinar la relación
portadora a interferencia (C/I), suponiendo
que las antenas empleadas en el sector tienen
el diagrama de radiación ideal siguiente y
considerando la primera corona interferente.
Si la segunda corona interferente produce una
relación C/I del mismo valor que la primera,
¿Cuánto vale ahora la relación C/I total?
30
20
10
0.01
0.005
0
0
60º
c) Determinar la potencia necesaria en el portátil, al
borde del sector teniendo en cuenta todos los
parámetros anteriores y para obtener una cobertura del
95%.
5
10
15
20
25
30
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA AUDIOVISUAL Y COMUNICACIONES
FEBRERO de 2000
EJERCICIO 4: Se quiere instalar un sistema de comunicaciones móviles en interiores para GSM 1800,
mediante el uso de picocélulas, para un gran centro comercial de 9 plantas de 50 x 50 m. Los parámetros
del sistema son los siguientes:
Tráfico por móvil: 25 mE.
Densidad de usuarios por planta: 100
Grado de servicio (GOS): 1 %
Pérdidas en cables (20m) : 15 dB/100 m.
Ganancia de la antena del Tx: 3 dB.
Ganancia de la antena del Rx: 0 dB.
Potencia recibida umbral : -100 dBm
Margen por pérdidas del cuerpo: 5 dB.
a) Se dispone de cuatro portadoras (de 8 canales TDMA cada una). Teniendo en cuenta el tráfico
ofrecido al sistema, la estructura del edificio, la problemática de la propagación y las interferencias y
el posible coste del sistema instalado, diseñar el sistema celular más idoneo, determinando el tamaño
de las células (nº de plantas cubiertas), la ubicación más adecuada de las antenas de las estaciones
base y la asignación de frecuencias.
N: Número de canales
0.03
0.025
2
4
6
8
10
14
12
16
18
20
22
24
0.02
26
0.015
28
0.01
0.005
30
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
A (Erlangs)
b) Suponiendo un modelo de propagación de una pendiente más pérdidas por plantas, dado por la
siguiente expresión:
A b (dB)  A 0 (dB) 10··logd  nº de plantas·FAP
Donde A0 es la atenuación en el espacio libre a la distancia de referencia (para picocélulas: 1m).
: es la pendiente de pérdidas (para este tipo de edifico consideramos  = 4).
d: es la distancia en metros (considerarla sólo como la distancia horizontal dentro de una planta).
FAP: Factor de atenuación por planta. 10 dB
Considerando un margen de variabilidad de 10 dB para un 95 % de ubicaciones, obtener la potencia
necesaria en el Tx para la cobertura de célula deseada.
(Nota: Si no se ha resuelto en primer lugar el apartado anterior, suponer una potencia transmitida lógica,
teniendo en cuenta que son picocélulas y determinar la cobertura. A partir de este dato se puede intentar
resolver el apartado anterior).
c) ¿Cuál es el valor de la relación portadora interferencia cocanal en el borde de una célula?
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA AUDIOVISUAL Y COMUNICACIONES
Junio de 2000
Ejercicio de Comunicaciones móviles:
a) Mencione el nombre de cuatros sistemas distintos de comunicaciones móviles y el tipo de servicio a
que se aplica.
b) Determinar la distancia de cobertura para una BS con 100 W de PRA y un umbral de –100 dBm
para los modelos de propagación siguientes: espacio libre, tierra plana y Okumura-Hata.. HB = 30 m,
hm = 1,5 m, frecuencia: 900 MHz. Gm = 0 dB.
c) Para una relación C/I de 12 dB determinar el
agrupamiento mínimo utilizable considerando un sistema
celular clásico con 6 células interferentes en la primera
corona, 12 células interferentes en la segunda corona (a
una distancia 1,73 ·D) y un modelo de tierra plana para las
pérdidas de propagación. Dibujar dicho agrupamiento,
incluyendo el “cluster” central, la primera corona
interferente y las células cocanal a una de las células del
racimo central.
N: Número de canales
0.03
GOS
d) En el centro de una gran ciudad se tiene una
densidad de tráfico de 100 E/Km2 con 30
mE de tráfico por móvil. Se pretende
planificar un sistema de comunicaciones
móviles GSM-1800 (FDMA/TDMA). Por
cuestiones de tipo económico y operativo se
parte de un radio mínimo para las células de
0,5 Km y de un grado de servicio del 2%.
Con estos datos y eligiendo un tipo de
agrupamiento lógico para el sistema
(células/sectores), determinar el nº de
portadoras por sector, por célula y totales
necesarias. Calcular también el nº de
móviles por célula y por racimo que puede
atender el sistema con esa probabilidad de
congestión..
4 6 8 10
0.025
0.02
20
30
0.015
0.01
0.005
0
0
5
10
15
20
25
A (Erlangs)
e) Determinar la probabilidad por desvanecimiento multitrayecto de que el nivel de señal instantáneo
(intensidad de campo) esté por debajo de –10 dB del valor rms de señal, suponiendo una
distribución Rayleigh para el mismo. (la variable aleatoria para la distribución Rayleigh viene dada
en unidades V/m, no en dB).
30
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Febrero de 2001 (muy parecido al de junio 99)
EJERCICIO.
En un sistema de comunicaciones móviles GSM 1800 con un total de 21 portadoras, reservando en cada
célula dos canales para señalización, determinar su viabilidad respondiendo a las siguientes cuestiones:
DATOS:
GOS <= 3 %
C/I > = 15 dB.
Tráfico por usuario: 10 mE,
Pendiente de pérdidas: 3,8
0.05
N: Número de canales
0.04
5
10
15
20
25
30
35
0.03
0.02
40
0.01
0
0
5
10
15
20
25
30
A (Erlangs)
a) Se plantea utilizar agrupaciones de 4 o 7 células por racimo. Determine cual cumple el requisito de C/I.
b) Si la densidad de usuarios es de 400 usuarios por Km2 , determine el radio de la célula para la
agrupación que cumplió el requisito anterior y para el GOS indicado.
c) Para el radio calculado anteriormente (si no lo hizo suponga un radio de 2 Km), determine la potencia
de transmisión del móvil, supuestos los siguientes datos, para el 90% de ubicaciones y tiempo:
GB = 14 dB.
Sensibilidad = -104 dBm.
GM = 0 dB
Margen por ruido y fading rápido = 5 dB.
L = 6 dB
Mejora por diversidad = 3 dB
Modelo de propagación: Okumura Hata (gran ciudad); hB = 25 m, hM = 1,9 m
T = 2,5 dB
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Junio de 2001
EJERCICIO: Se desea optimizar un sistema de comunicaciones móviles celulares GSM (900/1800) para
poder dar una adecuada capacidad y cobertura en las competiciones deportivas a desarrollar en un estadio
en el centro de una gran ciudad. El número medio de asistentes previsto es de 50.000 personas, con un 20%
de penetración para la operadora considerada.. Suponiendo una llamada cada dos móviles durante el evento
(que dura 2 horas), con una duración media de 180 segundos, determinar.
b) El número total
(aproximadamente) de
canales necesarios para un
GOS del 4%
c) El número total de portadoras
GSM para satisfacer ese
tráfico (suponiendo un 10%
de canales de señalización).
0.05
10 20
30
40
50
60
Probabilidad de congestión
a) La intensidad de tráfico
medio por móvil y el tráfico
total ofrecido en la hora
cargada.
0.04
70
80 90 100 11
12
13
140
0
0.03
0.02
0.01
canales
0
0
50
100
150
Tráfico (Erlangs)
d) La estructura celular actual es de tipo (4,12), con sectores con cobertura hexagonal, como la de la
figura (los círculos pequeños representan la posición de la estación base). La mayor parte del tráfico en
el estadio (elipse) es atendido por las portadoras de un racimo de células. Dibujar sobre la figura el
agrupamiento utilizado.
e) Se instala en el estadio una microcélula para atender parte del tráfico y mejorar la calidad. Si esta
dispone de dos portadoras (un canal de señalización), cuantos móviles puede atender (con las
características de tráfico enunciadas en el primer apartado).
f) Determinar la situación para la microestación y la PRA de cada una de las portadoras para un 99 % de
cobertura del estadio (Considerar éste como una elipse de 200 m de diámetro en el eje mayor)
Considerar un modelo de propagación para la microcélula de una pendiente dado por la expresión:
Ab (dB) = 40 + 35·log d (m) ;
y una variabilidad lognormal con respecto al modelo con una desviación típica de 5dB. El umbral de
recepción (incluido márgenes de seguridad, ruido y desvanecimientos), es de –90 dBm.
g) A que distancia podrán reutilizarse las portadoras de la microcelda si se exige una relación de
protección de 15 dB, suponiendo el modelo de propagación anterior y la existencia de 3 sectores
interferentes, todos a la misma distancia.
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Septiembre 2001
EJERCICIO: Se desea planificar un sistema de comunicaciones móviles GSM 1800 para un municipio
de 30 Km2 de extensión y 50.000 habitantes. Dado el entorno urbano se plantea un modelo celular (4,12)
con sectores de tipo hexagonal y 2 portadoras por sector (2 canales de señalización por sector).
Suponiendo una distribución uniforme del tráfico en todo el área del municipio, un índice de
penetración de móviles del 60% y una cuota de mercado del operador en cuestión del 30% del índice de
penetración. El tráfico por usuario en la hora cargada es de 25 mE.
a) Determinar la densidad de tráfico en
E/Km2 para esa ciudad y para el
operador. Calcular el radio de la
célula y el número de células
necesarias para ese operador, para un
GOS del 1,5 %.
N: Número de canales
0.03
0.025
2
4
6
8
10
14
12
16
18
20
22
24
0.02
26
0.015
28
0.01
0.005
30
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
A (Erlangs)
b) Teniendo en cuenta que la densidad de tráfico no es uniforme en todo el municipio, siendo, con
respecto al valor medio calculado anteriormente, de 0,1 veces en las zonas suburbanas y 10 veces en el
resto del municipio, es necesario utilizar células de diferentes tamaños. Determinar para estos valores y
el mismo GOS que en el apartado anterior, los tamaños de una célula omnidireccional hexagonal
suburbana; y de una microcélula también omnidireccional para el centro del municipio. El número de
portadoras utilizado para cada célula es de 2.
c) Calcular la PIRE necesaria por portadora para la célula suburbana con un porcentaje de ubicaciones del
95%.
GB = 16 dB.
Sensibilidad = - 80 dBm. (incluido degradación por ruido, multitrayecto, y la antena del móvil)
Modelo de propagación: Okumura Hata (suburbano); hB = 30 m, hM = 1,5 m;
Variabilidad:  = 7 dB.
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Septiembre de 2002
Ejercicio 2º. Comunicaciones Móviles
GOS
Para una Estación Base (BS) de telefonía móvil celular GSM, con las siguientes características.
 Estructura celular sectorial: (4,12)
 Nº de portadoras: 2 GSM 900 y 3 GSM 1800, por sector.
 PT por portadora: 20 W.
N: Número de canales
 Pérdidas en feeders: 2 dB y
0.03
multiplexores: 3 dB
 Ganancia de las antenas: 16 dB
4 6 8 10
0.025
 Altura de la BS: 20 m.
a)
Determinar el número de
usuarios
que
de
forma
simultanea puede atender la BS
completa, la capacidad de
tráfico para un GOS del 2%, y
el número de usuarios que
puede atender estadísticamente,
si el tráfico por móvil es de 30
mE y son necesarios dos
canales de señalización por
banda y sector.
0.02
20
30
0.015
0.01
40
0.005
0
0
5
10
15
20
25
30
A (Erlangs)
b) Considerando el modelo de propagación de Okumura Hata, (centro ciudad) calcular la distancia de
cobertura de la BS, para el 95 % de los casos (σ = 7 dB), para la frecuencia de 900 MHz, considerando
una altura del móvil de 1,5 m, una sensibilidad de -95 dBm (Gm = 0 dB), y una degradación por ruido y
multitrayecto de 5 dB.
c) Calcular la máxima distancia de cobertura para el terminal móvil, considerando una potencia máxima
de emisión de 1 W, y para los mismos valores de porcentaje de cobertura, altura del móvil y
degradación. La sensibilidad de la BS es de -100 dBm.
¿Qué procedimiento podría utilizarse para aumentar el radio de cobertura del móvil, sin variar el valor
de ninguno de los parámetros proporcionados?.
d) Teniendo en cuenta el Real Decreto 1066/2001, sobre restricciones a las emisiones radioeléctricas y
medidas de protección sanitaria frente a emisiones radioeléctricas, que los niveles de referencia fijados
en este decreto para las frecuencias de 900 MHz y 1800 MHz son de 4,5 W/m2 y 9 W/m2
respectivamente y que para exposición a frecuencias múltiples se debe cumplir el siguiente requisito:
 Ei
 
i 1 MHz  E L ,i
300 GHz




2
 1
donde Ei es la intensidad de campo eléctrico y ELi es el nivel de referencia de campo eléctrico a la
frecuencia i.
Considerando en primera aproximación campo lejano y el modelo de espacio libre, calcular la
distancia de seguridad a la BS en la dirección de máxima radiación (distancia a la que se cumplen los
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niveles de referencia fijados). Utilizar los datos de la BS suministrados.
SISTEMAS Y SERVICIOS DE TELECOMUNICACION
Febrero de 2003 (Final)
Ejercicio de Comunicaciones Móviles: Se quiere planificar una red de área local inalámbrica (WLAN)
para comunicaciones de datos en un aeropuerto.
 Las características del aeropuerto son las siguientes:

Superficie a cubrir: 250.000 m2

Estimación del número máximo de personas de forma simultanea en el aeropuerto: 75.000
 WLAN IEEE 802.11-b con las siguientes características:

Frecuencia central: 2,45 GHz Sistema de acceso aleatorio. Rb total de 11 Mbits/s

Sensibilidad: -80 dB
Potencia transmitida: PT = 50 mW.

Antena del Punto de Acceso: omnidirecional en el plano horizontal. Ganancia: 4 dB.

Ganancia de la antena del terminal de datos: 0 dB.
 El modelo de propagación considerado es el de una pendiente:
 Pérdidas de referencia a 1 m : L (1m) = 40 dB
Pendiente de pérdidas: 3,2
 Variabilidad lognormal total del modelo:  = 5 dB.
 Margen por atenuación de las personas: 5 dB
 Las condiciones de tráfico son:
0.05
 Porcentaje de penetración de
terminales de datos: 10%
 Porcentaje de utilización del
0.04
terminal en la hora cargada: 50
GOS
%
0.03
 Porcentaje
de
ocupación
2 4 6
temporal del canal en una
comunicación: 30%
0.02
 Modelo de tráfico: Por falta de
datos se considera el modelo
Erlang C
0.01
 Grado de servicio Probabilidad
de tener que retransmitir un
0
paquete porqué el canal está
0
2
ocupado. GOS =1 %.
Erlang C
N = nº de canales
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
4
6
8
10
12
14
16
18
20
A (Erlangs)
a) Calcular el área de cobertura de un Punto de Acceso PA (equipo transceptor con conexión a la red
fija, bien mediante cable, enlace radio, o extensión de la propia WLAN), para un 99 % de las
situaciones, teniendo en cuenta las condiciones de nivel de señal. Determinar el número de puntos de
acceso necesarios para una cobertura completa.
b) Para un enlace entre un terminal de datos y el PA, dentro de la zona de cobertura del mismo,
determinar la posición para que una componente multitrayecto con una sola reflexión dentro de esa
zona de cobertura, tenga el máximo retardo posible y el mínimo nivel relativo (con respecto al rayo
directo). ¿Cuánto valen estos valores?.
c) Determinar el número equivalente de canales necesarios para atender a los usuarios dentro del área
de cobertura de un PA para el GOS de partida. Considerando el número de canales como reparto
equitativo del régimen binario total, indicar en la situación de diseño el Régimen binario para cada
uno de los usuarios. (Si no se ha obtenido el valor del área de cobertura del apartado A, suponer
un valor lógico)
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Septiembre de 2003 (Final)
Ejercicio de Comunicaciones Móviles: En un sistema de comunicaciones móviles celulares GSM, se
pretende estudiar las características de una célula con tres sectores, situada en el centro de una gran
ciudad donde se ha estimado una densidad de tráfico de 15,8 E/Km2. En una primera aproximación se
han asignado 3 portadoras GSM-1800 por sector (24 canales, de los cuales dos son para señalización
asociada) y se requiere un grado de servicio, GOS del 1%.
1
a) Determinar para las condiciones
b) Establecer los balances de los
GOS
0.9
0,1
0,05
0.8
Intensidad Trafico(Erlangs) por
canal
anteriores el radio de la célula
necesario y el número de móviles a
los que atiende. El tráfico por
usuario es de 25 mE.
(* En la ordenada de la gráfica de la
distribución Erlang B, figura la
intensidad de tráfico por canal.)
0.7
0,03
0,02
0.6
0,01
0,005
0,001
0.5
0.4
enlaces ascendente y descendente
0.3
para determinar las potencias de
transmisión necesarias tanto para la
0.2
Estación Base (BS) como para el
0.1
móvil (MS) para un 90 % de
cobertura en el borde de la célula.
0
0
5
10
15
20
25
(Si no se ha determinado en el apartado
Canales
anterior el radio de la célula tomar un
valor lógico).
 El modelo de propagación utilizado es el denominado COST231-HATA, válido para frecuencias
entre 1500 y 2000 MHz en zona urbana:
Ab  46,3  33,9 log f 13,82loght  a(hm )  (44,9  6,55loght ) logd  Cm
Donde a(hm) tiene el mismo significado que el modelo Okumura Hata.
Cm = 0 dB para ciudad media o áreas suburbanas y 3 dB para gran ciudad.




Sensibilidad: BS= -104 dBm; MS = -100 dBm
Pérdidas en cables: LBS= 3 dB; LMS = 0,5 dB.
Mejora por diversidad en la BS= 4 dB
Margen desvanecimientos interferencias: 6 dB.



Ganancia antenas: GBS= 17 dB; GMS = 0 dB.
Alturas de antenas: hBS= 25 m; hMS = 1,5 m
Desviación típica para el desvanecimiento
lento:  = 6 dB.
c) El canal de señalización que cursa las peticiones de comunicación de los móviles (RACH) utiliza la
técnica de acceso aleatorio: ALOHA-ranurado. Se considera que para un acceso son necesarios 3
paquetes de señalización y que la duración de cada uno de ellos corresponde con la de una ráfaga GSM:
4,615 ms. El número medio de accesos por móvil en la hora cargada es =1.
Determinar el número de móviles a los que puede atender este canal de señalización para un Grado de
Servicio (GOS) del 0,5 % (0,005). (En los sistemas de acceso aleatorio, el GOS es igual a la eficiencia
del sistema: S “throughput”, o tráfico cursado y en condiciones de estabilidad, el tráfico cursado es
igual al ofrecido por los móviles, todos los paquetes ofrecidos son cursados).
Durante un determinado tiempo se observa que el tráfico total de paquetes en el canal (ofrecidos más
retransmitidos) es del 50% (0,5) calcular la eficiencia del sistema en esas condiciones (tráfico cursado)
y el número medio de retransmisiones de cada paquete. La relación entre el tráfico cursado y el total
para ALOHA rasurado viene dado por la siguiente relación:
S  G e G
30