Lietuvos mobiliojo ryšio operatorių 30Mbit/s zonų skaičiavimo metodika

Transkriptas

1 MOBILIOJO RYŠIO OPERATORIŲ 30 MB/S APRĖPTIES SKAIČIAVIMAI RRT atliktos analizės rezultatų viešas aptarimas, Susisiekimo ministerija Lietuvos respublikos ryšių reguliavimo tarnyba Direktoriaus pavaduotojas Dr. Mindaugas Žilinskas Aprėpčių skaičiavimai 1 psl

2 Užduotis RRT Atlikti suminius judriojo radijo ryšio operatorių LTE sistemų, kurios bus įdiegtos iki 2020 m aprėpčių skaičiavimus, nustatant teritoriją, kurioje bus užtikrinama 30 Mbps duomenų perdavimo sparta. Skaičiavimai turi būti atlikti imtuvui, esančiam 1,5 m aukštyje, esant neapkrautam bei visiškai apkrautam tinklui. Operatoriai pateikia RRT duomenis iki liepos 15. Užduoties pagrindas Susisiekimo Ministerijos 2015 m. birželio 1 d. bei 2015 m. rugsėjo 9 d. protokolai. Aprėpčių skaičiavimai 2 psl

3 Paruošiamieji darbai Suderinti elektromagnetinių bangų sklidimo modelius pagal LTE signalų kontrolinius matavimus radijo dažnių juostoms: 800 MHz; 1800 MHz; 2600 MHz. Atlikti pateiktų mobilaus ryšio operatorių planų analizę: Atsižvelgiant į tarptautinius susitarimus; Įvertinant įtaką televizijai (LTE 800 MHz). Prireikus suderinti pateiktų stočių bei jų parametrų duomenų pakeitimus su mobilaus ryšio operatoriais bei aptarti aprėpčių skaičiavimo metodiką. Aprėpčių skaičiavimai 3 psl

4 LTE matavimai Išmatuota virš 0,5 milijono taškų 800 MHz 1800 MHz 2600 MHz juostose Aprėpčių skaičiavimai 4 psl

5 Elektromagnetinių bangų sklidimo modelis Signalo skaičiavimui suderintas modelis: ITU-R P.525 (sklidimo laisvoje erdvėje) Deygout 94 difrakcija Keli skirtingi žemės paviršiaus užstatymo tipai (iki 7) Modelis tinka 800 MHz, 1800 MHz ir 2600 MHz juostoms. Modelio derinimas vyko lyginant matavimo ir skaičiavimo rezultatus. 5 psl

6 Elektromagnetinių bangų sklidimo modelio palyginimas su matavimais 800 MHz Tipas Std. dev.,db Vid. pakl.,db Visi užstatymo tipai Neužstatyta teritorija Miškas Žemaaukščiai pastatai Gamybinės teritorijos Krūmai Sodai psl

7 Elektromagnetinių bangų sklidimo modelio palyginimas su matavimais 1800 MHz Tipas Std. dev., db Vid. pakl., db Visi užstatymo tipai Neužstatyta teritorija Žemaaukščiai pastatai Daugiaaukščiai rajonai Gamybinės teritorijos Krūmai Miškas Sodai psl

8 Elektromagnetinių bangų sklidimo modelio palyginimas su matavimais 2600 MHz Tipas Std. dev., db Vid. pakl., db Visi užstatymo tipai Neužstatyta teritorija Žemaaukščiai pastatai Daugiaaukščiai rajonai Krūmai Miškas psl

9 Elektromagnetinių bangų sklidimo modelis 800 MHz modelis buvo operatoriams pristatytas birželio 1 d. susitikime, vėliau patikslintas elektroniniu paštu MHz ir 2600 MHz modeliai operatoriams pristatyti rugsėjo 25 d. susitikime. Prieštaravimų nebuvo sulaukta. 9 psl

10 Operatorių planų analizė Iš viso operatoriai pateikė celių. Visos pateiktos celės buvo analizuojamos atsižvelgiant į turimus susitarimus su Baltarusija, Latvija, Lenkija, Rusija dėl 800 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 2100 MHz, 2600 MHz juostų. Buvo vertinami tokie apribojimai: Elektromagnetinio lauko stiprio ribojimas ties valstybine siena (800 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 2100 MHz, 2600 MHz juostos) Stočių tankio ribojimas (800 MHz juosta) Apribojimai dėl poveikio skaitmeninės televizijos priėmimui (800 MHz juosta) Priimtos celės. Operatoriai planus pateikė liepos 15 dieną. Planų analizė užtruko beveik iki rugsėjo vidurio. 10 psl

11 Operatorių planų analizė pateiktos stotys 11 psl

12 Operatorių planų analizė Dėl tarptautinių susitarimų apribojimų atmestos stotys 12 psl

13 Operatorių planų analizė Priimtos skaičiavimams (žalios) ir Atmestos stotys (raudonos) 13 psl

14 RRT pasiūlyta spartų skaičiavimo metodika operatoriams buvo pristatyta liepos 16 d. Po susitikimo operatoriai elektroniniu paštu pateikė savo pasiūlymus. Pasiūlymai buvo apsvarstyti bei kai kurie pasiūlymai buvo priimti. (atsarga patikimumui 9 db v.s. 8 db). 14 psl

15 Parametrai, turintys įtakos aprėpčiai: Priėmimo antenos aukštis Priėmimo antenos stiprinimas bei kryptingumas Priėmimo tikimybė Perdavimo ir priėmimo antenų konfigūracija Koordinuotas duomenų perdavimas iš kelių stočių (angl. joint transmission) 15 psl

16 Priėmimo antenos aukštis Pagal Susisiekimo ministerijos 2015 m. rugsėjo 9 d. protokolą, skaičiavimai vykdomi 1,5 m. aukščiui. 16 psl

17 Priėmimo antenos stiprinimas bei kryptingumas Skaičiuota miškingose vietovėse naudojant 3 dbi nekryptinę anteną, o visur kitur 0 dbi (mobilaus telefono atvejis) 17 psl

18 Aprėpties tikimybė ties priėmimo zonos pakraščiu Galimi variantai nuo 50% iki 99%. Parinkti du atvejai: 50% ir 95%. Pavyzdys: Čekai skelbdami aukcioną 800 MHz juostai pasirinko 85% tikimybę ECC Ataskaitoje 229 GSM-R aprėpčiai naudojamas 95% tikimybę Skaitmeninės televizijos aprėpčiai stacionariam priėmimui naudojama 95% tikimybė (Ženevos 2006 susitarimas, taikoma Lietuvoje) Skaitmeninės televizijos aprėpčiai mobiliam priėmimui naudojama 99% tikimybė (Ženevos 2006 susitarimas) 18 psl

19 50% aprėpties tikimybė 95% aprėpties tikimybė Juoda horizontali linija rodo skaičiuojamą signalo lygį. Mėlynos kreivės realus signalas. 19 psl

20 Perdavimo ir priėmimo antenų konfigūracija Galimi variantai SISO, MISO, SIMO, MIMO 2x2, MIMO 4x2, MIMO 4x4. Parinkta MIMO 2x2 (MIMO 4x4 ir MIMO 4x2 spartų priklausomybės nuo SINR nebuvo gautos) 20 psl

21 Koordinuotas duomenų perdavimas iš kelių stočių (angl. joint transmission) Naudota programinė įranga nepalaikė šios opcijos, todėl ši funkcija nebuvo panaudota. 21 psl

22 Kiti parametrai. LTE kanalo struktūra 5 MHz kanalas Ref. Signal 9.52% 10 MHz kanalas Ref. Signal 9.52% 15 MHz kanalas Ref. Signal 9.52% 20 MHz kanalas Ref. Signal 9.524% PDSCH 70.77% PDSCH 70.77% PDSCH 70.99% PDSCH % PDCCH 19.05% PDCCH 19.05% PDCCH 19.05% PDCCH % PBCH 0.31% PBCH 0.31% PBCH 0.21% PBCH 0.157% PSS 0.17% PSS 0.17% PSS 0.11% PSS 0.086% SSS 0.17% SSS 0.17% SSS 0.11% SSS 0.086% PDSCH- duomenų perdavimo kanalas. 22 psl

23 Kiti parametrai. Signalų lygiai 5 MHz 10 MHz 15 MHz 20MHz LTE modemo triukšmo koeficientas, db LTE modemo triukšmo lygis, dbm Min. RSRP jautrumas, dbm Min. PDSCH jautrumas, dbm Biudžeto atsarga 95% tikimybei, db* Biudžeto atsarga 50% tikimybei, db *Apskaičiuota 5,5 db standartinės deviacijos atvejui 23 psl

24 -137,5-136,7-135,9-135,1-134,3-133,5-132,7-131,9-131,1-130,3-129,5-128,7-127,9-127,1-126,3-125,5-124,7-123,9-123,1-122,3-121,5-120,7-119,9-119,1-118,3-117,5-116,7-115,9-115,1 Imčių skaičius Standartinės deviacijos matavimas (1) Atstumas iki bazinės stoties, km: Technologija 23,55 LTE Vidutinis signalo lygis, dbm -117,9 Deviacija, db 10, Poslinkis 95% tikimybei, db 18 0 Priimama atskaitinio signalo galia (RSRP), dbm 24 psl

25 Standartinės deviacijos matavimas (2) Atstumas iki bazinės stoties, km: 20,74 Atstumas iki bazinės stoties, km: 20,37 Technologija LTE800 Technologija LTE800 Vidutinis signalo lygis, dbm -112,5 Vidutinis signalo lygis, dbm -107,7 Deviacija, db 5,17 Deviacija, db 5,04 Poslinkis 95% tikimybei, db 8,5 Poslinkis 95% tikimybei, db 8,3 25 psl

26 Kiti parametrai. Spartos priklausomybė nuo SINR, Orange operatoriaus duomenys SINR, db Sparta vienam RB, Kbps [MIMO 2x2] SINR, db Sparta vienam RB, Kbps [MIMO 2x2] SINR, db Sparta vienam RB, Kbps [MIMO 2x2] 26 psl

27 Spartos skaičiuotos darant tokias prielaidas: Visiškai neapkrautam tinklui, darant prielaidą, kad bazinės stotys viena kitai netrukdo 50% aprėpties tikimybei 95% aprėpties tikimybei Esant 100% tinklo apkrovimui, įskaitant to paties tinklo bazinių stočių tarpusavio trukdžius 95% aprėpties tikimybei 27 psl

28 Dažnių juostų agregavimas atliktas sudedant skirtingų dažnių juostų spartas: Galutinė sparta = Oper1_Sparta_L800 + Oper1_Sparta_L900 + Oper1_Sparta_L Oper1_Sparta_L Oper1_Sparta_L2600 Skaičiavimo žingsnis 50m. 28 psl

29 Dažnių juostų agregavimo pavyzdys (1): 2600 MHz MHz = suminis 29 psl

30 Dažnių juostų agregavimo pavyzdys (2): 2600 MHz MHz+ 800 MHz = suminis 30 psl

31 Operatorių spartų komponavimas: Galutinė aprėptis kiekviename taške gauta imant didžiausią operatorių agreguotų spartų vertę: Galutinė aprėptis = MAX(Agg_Sparta_Oper1, Agg_Sparta_Oper2, Agg_Sparta_Oper3) 31 psl

32 Skirtingų operatorių tinklų kuriamų spartų komponavimo pavyzdys: operatorius1 operatorius2 operatorius3 galutinis 32 psl

33 Agreguotų stoties aprėpčių palyginimas esant skirtingoms prielaidoms: Tuščias tinklas, Tuščias tinklas, 100% apkrautas tinklas 50% aprėpties tikimybė 95% aprėpties tikimybė 95% aprėpties tikimybė Mbit/s 33 psl

34 Skaičiavimų ir matavimų palyginimas RSRP Matuotas RSRP Skaičiuotas LTE MHz Matuota, Mbits LTE MHz Skaičiuota, Mbits ,2 41, ,9 41, ,3 25, ,1 10, ,7 11,3 RSRP Matuotas RSRP Skaičiuotas LTE 800 5MHz Matuota, Mbits ,0 13, ,2 5,5 LTE 800 5MHz Skaičiuota, Mbits 34 psl

35 Rezultatai Neapkrautas tinklas 30 Mbit/s sparta aprėpia 73% teritoriją su 95% priėmimo tikimybe aprėpties zonos pakraštyje. Bazinių stočių tarpusavio trukdžiai neįskaičiuoti. 35 psl

36 Rezultatai 100% apkrautas tinklas 30 Mbit/s sparta aprėpia 42% teritoriją su 95% priėmimo tikimybe aprėpties zonos pakraštyje. Bazinių stočių tarpusavio trukdžiai įskaičiuoti. 36 psl

37 Rezultatai Neapkrautas tinklas 30 Mbit/s sparta aprėpia 92% teritoriją su 50% priėmimo tikimybe aprėpties zonos pakraštyje. Bazinių stočių tarpusavio trukdžiai neįskaičiuoti. 100% apkrautas tinklas su 50% priėmimo tikimybe aprėpties zonos pakraštyje nebuvo skaičiuotas dėl laiko trūkumo. (daugiau nei savaitė) 37 psl

38 Išvados Rezultatai labai jautrūs pradinėms sąlygoms: - padengiamumo tikimybei, tinklo apkrovimui. - manytina, kad analogiškai tinklo aprėptis reaguos į priėmimo antenos stiprinimą, jos aukštį, priėmimo būdą (MIMO); Analizės rezultatai atspindi kraštinius atvejus: skaičiavimas tuščiam tinklui rodo idealizuotą situaciją, kai 30Mbit/s aprėptis yra didžiausia; Skaičiavimas 100% apkrautam tinklui atspindi pesimistiškiausią atvejį, kai 30Mbit/s aprėptis yra pati mažiausia. Nesant nacionalinio tarptinklinio ryšio toks tinklų agregavimas (žiūr. skaidres 35, 36) sunkiai panaudotinas mobiliam ryšiui; 38 psl

39 Pasiūlymai Rezultatai parodo teorines tinklų galimybes, tačiau neatsižvelgia į realų vartotojų (namų ūkių) pasiskirstymą. Uždavinys turi būti sprendžiamas einant nuo vartotojų prie tinklo, t.y. nustatant pagal gyventojų pasiskirstymą reikiamą tinklo konfigūraciją ir talpą. Pavadinimas 39 psl