ASPECTOS DE IMPLEMENTACION DE UN SISTEMA

DAS PASIVOPOR:EDGAR FERNANDO ROMERODAVID ALEJANDRO RUIZJAVIER ENRRIQUE AREVALO

DISTRIBUTED

ANTENNA SYSTEM

Elementos Pasivos:

Cable coaxial de media ½´´

Atenuador SplittersSplitter Hibrido

IMPLEMENTACION DE DAS

El proceso comienza desde la inconformidad presentada del cliente respecto al mal servicio del operador en su recinto de trabajo, debido al contrato de planes de minutos necesarios para las labores respectivas de cada uno de los usuarios.

La terminación de contratos y servicios, traería para el operador, pérdidas económicas, desprestigio y desventaja frente a otros operadores que se mantienen en el mercado. El operador buscara convencer al cliente de desistir de la cancelación del servicio ofreciéndole una solución interna de antenas pequeñas con el fin de mejorar la calidad de señal y tráfico de datos.

Para comenzar con el estudio de RF requerido, es necesario realizar una visita al sitio, en esta se deberá tener en cuenta ciertos aspectos que facilitaran la realización del diseño de ingeniería como:

Estudio de RF

Verificar la arquitectura del sitio. Esto con el fin de analizar los diferentes materiales que se puedan interponer en la propagación de la señal generando pérdidas indeseables.

Definir la cantidad de usuarios necesario para analizar aspectos de tráfico o capacidad de llamadas simultaneas.

Analizar las posibles rutas o lugares por donde se pueda tender el cableado como escalerillas o canaletas existentes.

Verificar el lugar donde quedara instalada la micro BTS con cada uno de sus módulos ya sea en rack o apilados sobre rieles omega.

Análisis de cobertura (Walk Test)

Se deberá realizar un diseño preliminar o un site survey sobre los planos del sitio, esto con el fin de tener un dimensionamiento más preciso sobre las posibles ubicaciones de las antenas, identificación de materiales, y mediciones de Radio Frecuencia (RF) que se realizan con instrumentos profesionales WalkTest, midiendo parámetros como RSCP (dBm), EC/IO (dB), BLER, PSC, bandas de frecuencia, Cell ID (celda donora) y canales que se utilicen en la tecnología UMTS.

Walk Test inicial.

Sera de vital importancia analizar los parámetros expuestos anteriormente con el fin de analizar ítems como la potencia inicial del sitio dado que nos ayudara bastante en el diseño y simulación de ingeniería.

Análisis de prueba RSCP Es la potencia recibida código de la

señal (RSCP) que denota la potencia medida por un receptor en un canal de comunicación física particular. Se utiliza como una indicación de la intensidad de la señal como un criterio de traspaso, en el downlink del control de potencia , y para calcular la pérdida en el trayecto . En los sistemas CDMA, un canal físico se corresponde a un determinado código de ensanchamiento, de ahí el nombre (Recibido potencia de código de señal).

Análisis de prueba Ec/Io

A menudo cuando nos referimos a Ec/Io, en realidad estamos refiriendo a Ec/(Io + n). Lo que pasa es que a efectos prácticos, sólo tenemos Ec/Io, debido a la interferencia es mucho más fuerte y el ruido puede ser despreciado. De lo contrario: la interferencia CDMA es como un ruido, entonces ambos pueden ser considerados lo mismo.

El nivel de señal medido se corresponde con el total de potencia de RF, es decir, todas las células que el móvil ve.

Así que tenemos otra medida rápida y sencilla que nos permite evaluar la contribución de cada sector por separado.

Se utilizó para medir la señal del canal piloto de cada sector para evaluar la calidad: si el nivel del piloto es bueno, entonces también son buenos niveles de los canales de tráfico de nuestro llamado en este sector. Del mismo modo, si el canal piloto se degrada, por lo que los otros canales (incluido el tráfico) se, y lo mejor es evitar el uso de los canales de tráfico en este sector. Sistemas UMTS y CDMA, tenemos un canal piloto, algunos canales de control tales como CPICH, AICH Y PICH.

Análisis de prueba de BLERSe utiliza en la medición de la

tasa de error en la extracción de tramas de datos, en UMTS los requisitos de las pruebas de rendimiento (pruebas de demodulación en condiciones de trayectos múltiples, etc). BLER se mide después de canal de des entrelazado y decodificación mediante la evaluación de la verificación por redundancia cíclica (CRC) en cada bloque de transporte.

BLER (en LTE) = Número de bloques erróneos / n º total de bloques recibidos. Condición normal en sincronización es 2% de la BLER y para fuera de sincronización es 10%.

Análisis de prueba PSC Mejor conocidos como PSC por sus

siglas en ingles, son utilizados para distinguir celdas o usuarios.

En una red usualmente un móvil está rodeado de varias celdas, si este requiere del servicio del sistema, primero debe diferenciar señales provenientes de diversas celdas. En los sistemas WCDMA la mayoría de las celdas utiliza la misma frecuencia, por lo que el teléfono no puede obtener ningún tipo de información mediante la frecuencia, aquí es donde los PSC son usados, diferentes celdas tienen asignados diferentes PSC.

El número de PSC está limitado a 512 para el Dowlink por lo que es usual el re-uso de los mismos.

Calculos de Ingeniería.Dependiendo la cantidad de antenas instaladas se realizaran los debidos cálculos deganancias y pérdidas del sistema. Atenuaciones del sistema. Se realiza como primera medida la atenuación que se puede presentar

dependiendo el tipo y cantidad Splitter o/y Tappers que se cruzan en el camino de cada antena.Tipo de Splitter. Atenuación en dB. Frecuencia.

S de 2 vías 3,3 dB 850Mhz y 1900Mhz

S de 3 vías 5,3 dB 850Mhz y 1900Mhz

S de 4 vías 6,5 dB 850Mhz y 1900Mhz

S Hibrido 3,3 dB 850Mhz y 1900Mhz

Tipo de Tapper. Atenuación dB. 850Mhz y 1900Mhz

T de 1/7dB 1dB y 7dB 850Mhz y 1900Mhz

T de 0.4/10.4 0.4dB y 10.4dB 850Mhz y 1900Mhz

Atenuación en dB. Frecuencia.Conectores de 1/2 0,3 dB 850Mhz y 1900MhzJumpers de 2m 0,6 dB 850Mhz y 1900MhzCable Coaxial de 1/2 6.4 dB cada 100m 850MhzCable Coaxial de 1/3 10.4 dB cada 100m 1900MhzAtenuadores 10 dB y 1dB 850Mhz y 1900Mhz

Calculos de Ingeniería. Ganancias del sistema. En esta sesión verificaremos las ganancias tanto de la antena como la salida de

potencia de los equipos de UMTS.

Tipo de Antena. Ganancia dBi.

Panel 7 dBi.

Omni 3 dBi.

Potencia entregada del equipo UMTS. 43dB

Antena Panel Antena Omni

MODULO INTELIGENTE

MODULO RF

POWER

Implementación.

MODULO INTELIGENTE

MODULO RF

POWER

La implementación de los equipos constara básicamente de:- Modulo de energía: Este modulo se encargara de alimentar los equipos UMTS

con el fin de garantizar un suministro de energía DC por medio de rectificadores, junto con un respaldo de baterías en caso de ausencia de energía AC.

- Modulo Inteligente: Este modulo se encargara de llevar toda la gestión de llamadas, trafico y transmisión del nodo B UMTS.

- Modulo RF: Modulo Encargado de suministrar la señal de radio frecuencia.

Optimización y resultados esperados. Finalmente terminada la instalación de las antenas se realizara la simulación de cobertura, un último Walk Test para verificar la dominancia y niveles de cobertura del sitio, se realizaran pruebas de guía con el fin de revisar cada una de las conexiones y cableado instalado y se realizaran llamadas de prueba y de velocidad garantizando tráfico de HSDPA.

1 – Verificación de Niveles según simulación. Las simulaciones presentan niveles de cobertura de -20dBm a -50dBm que son

niveles de potencia bastante eficientes en la recepción de la señal. Se alcanzan a notar potencias de -70dBm a -80dBm pero estas se obvian debido a que existen zonas donde no es necesario garantizar niveles de potencia ideales. Estos como baños, asesores, escaleras, bodegas etc.

Tanto para los pisos la simulación presenta mejoras y soluciones en el servicio. Basta con verificar estos niveles simulados una vez se haya terminado la instalación y este al arriba el sector implementado. De igual manera se analizara los resultados simulados con los cálculos de ingeniería resueltos, evitando posible errores en la implementación y solución del sistema.

Simulación de Cobertura.La simulación de implementación del sistema DAS (Distributed Antenna System)

pasivoVerificara los resultados obtenidos de cálculos de ingeniería y garantizara la eficienciadel sistema.

Simulación de Cobertura.

Walk Test Final.Teniendo el sitio en servicio realizaremos un Walk test con el fin de verificar como los parámetros de potencia, señal contra ruido, perdidas y dominancia de la celda integrada. Si por alguna razón se cuenta con niveles muy altos o muy bajos se deberá quitar atenuadores instalados al inicio de la instalaciónyfinalmente terminada la optimización realizamos un Walk test final para verificar que estos niveles sean lo ideales.

PRUEBA RSCP PRUEBA Ec/Io

PRUEBA PSC.PRUEBA BLER

Resultados esperados Tanto para cada piso comparando los niveles de RSCPse puede visualizar en las tablas

adjuntas que hay una mejoría del 90%.Teniendo en cuenta que los resultados del Walk Test final arrojaron mejores niveles de recepción de señal con potencias de hasta -65dBm, se considera relevante debido a que fue en pequeñas zonas y la potencia se sigue considerando ideal siempre y cuando no supere los -70dBm.

La señal contra ruido como mencionamos anteriormente -10dB es un valor razonable y es considerado como bueno, pues existen muchas señales en el medio que pueden intervenir con la señal del servicio de telefonía móvil, como las señales Wifi. Verificando el Walk Test final encontramos el Ec/Io en un promedio de 5dB a 8dB lo cual es un valor bastante ideal en el servicio.

El BLER como se explicó anteriormente se considera como la tasa de error resultante de la técnica de CRC (Código de redundancia cíclica) y como se presenta en los valores tomados en el Walk Test final tanto para los pisos existe una tasa de 0 a 2 la cual indica un nivel de perdida bastante bajo y de buen funcionamiento del servicio.

El scrambling code se considera como el canal de tráfico de la celda asignada al sitio y en con la prueba de Walk Test realizada se verificara la dominancia de este, evitando así la intervención de señales adyacentes o externas al interior del sitio. En este caso el Scrambling Code asignado es el 330 y se puede verificar como dominante en los Walk Test final.

Resultados esperadosWalk Test Inicial Walk Test Final

PISO 2RSCP (dBm)

Ec/Io (dB) BLER PSC PISO 2

RSCP (dBm)

Ec/Io (dB) BLER PSC

POSICION 1 -80 -7 10 143 POSICION 1 -65 -5 0 330POSICION 2 -70 -12 10 421 POSICION 2 -47 -8 0 330POSICION 3 -90 -10 2 421 POSICION 3 -57 -5 0 330POSICION 4 -70 -32 2 143 POSICION 4 -65 -8 0 330

PRUEBA RSCP PRUEBA RSCP

Resultados esperados

PRUEBA Ec/Io PRUEBA Ec/Io

PRUEBA BLER PRUEBA BLER

Resultados esperados

PRUEBA PSC. PRUEBA PSC.

Conclusiones. El sistema distribuido de antenas “DAS” mejorara los niveles de señal y problemas

de tráfico, con el fin de que clientes de compañías importantes en el mundo como Claro, Tigo o Movistar no vuelvan a recibir quejas de mal servicio y puedan mantener la estabilidad de los mismos.

Personas o clientes que necesitan estar constantemente comunicándose por su teléfono móvil no tendrán que desplazarse de su puesto de trabajo buscando una mejor recepción de señal, podrán lograr entablar una comunicación segura, recibir y realizar llamadas sin ningún inconveniente y lograr una transmisión y descarga de datos con la mejor velocidad.

Bibliografías.

Distributed Antenna Systems: Open Architecture for Future Wireless Communications - Yan Zhang, Honglin Hu, Jijun Luo.

Indoor Radio Planning: A Practical Guide for GSM, DCS, UMTS – Morten Tolstrup. Smart Building Systems: – James Sinopoli. Antennas and propagation for wireless communication systems: Simon R.

Saunders – Alejandro Aragon Zavala.

GRACIAS