GSM

Çok katmanlı yeniden kullanım modeli, TCH frekans planlaması için aşamalı bir süreçtir. Yani TCH1 katmanında yeniden kullanım oldukça gevşek, son TCH katmanında ise oldukça yakındır. Bu modelin nedeni, Çok katmanlı yeniden kullanım modelinde temel bant atlamanın kullanılmasıdır.

Oldukça az sayıda frekans taşıyıcısı olduğunda atlama kazancı küçüktür. Bu nedenle, küçük TCH’ye sahip katman için daha fazla frekans taşıyıcısı tahsis edilmelidir ve bu durumda yeniden kullanım katsayısı nispeten büyük olur. Çok katmanlı yeniden kullanım modelinde RF atlama kullanıldığında ve çok sayıda frekans taşıyıcısı olduğunda, atlama kazancı yüksektir ve yeniden kullanım katsayısı çok küçük olabilir.

Ayrıca, Çok katmanlı yeniden kullanım modeli serbest bir modeldir. Yeniden kullanımın ilk TCH katmanında gevşek, iç katmanlarda ise daha yakın olması gerektiği temel bant atlamadan farklıdır.

Çok katmanlı Yeniden Kullanım ve 1*3

arasındaki karşılaştırma

• Çok katmanlı yeniden kullanım modeli için Temel bant atlama veya RF atlama kullanılabilir. Ancak 1×3 yeniden kullanım için yalnızca RF atlama kullanılabilir.
• 1×3 modunun frekans planlaması basittir ve yeni eklenen BTS için frekansı planlamak kolaydır.
• 1×3 modu oldukça düzenli bir BTS konum dağılımı gerektirir.
• Sabit sayıda TRX bulunan hücrelerde trafiğin yoğun olduğu durumlarda 1×3, Çok katmanlı yeniden kullanım modeline göre daha yüksek hizmet kalitesi sağlar.
• TRX, 1×3 ağına kolaylıkla eklenebilir ancak TRX atlama sayısı, tahsis edilen atlama frekansı sayısı ile maksimum RF yük oranının çarpımını aşmamalıdır.

Çok katmanlı yeniden kullanım deseninin

• BCCH’si frekans atlamasında yer alabilir, ancak 1×3 modundaki BCCH katılamaz.

What is Frequency Hopping in GSM?

Bugün, GSM’deki frekans atlamayı anlamanızı sağlayacak bir konuya odaklanacağız. Frekans atlama, bir mobil cihazın sinyalini sürekli olarak değişen frekanslar üzerinden iletmesi işlemidir. Bu sayede, aynı frekansta birkaç kullanıcı bir arada iletişim kurabiliyor ve birbirlerinin sinyallerini karıştırmadan iletişim sağlanabiliyor. Bu, özellikle radyo paraziti ve müdahalelerin olduğu ortamlarda oldukça kullanışlıdır.

Frekans atlamayı bir tür “gizli yolculuk” olarak düşünebilirsiniz. Mobil cihaz her an farklı bir frekansta iletişim kurar. Bir frekansın başka bir sinyal veya parazit ile çakışması durumunda, cihaz hemen başka bir frekansa atlar ve kesintisiz iletişim devam eder. Böylece, sinyalin kesilmesi veya karışması engellenmiş olur.

Frekans Atlamanın Faydaları

• İletişim sırasında parazitleri ve müdahaleleri azaltır.
• Birden fazla kullanıcı aynı frekansta veri iletebilir, böylece kanal kapasitesi daha verimli kullanılır.
• Kesintisiz ve güvenli iletişim sağlar.

GSM sistemlerinde, her bir konuşma veya veri iletimi sırasında frekans sürekli olarak değiştirilir. Bu, her cihazın farklı bir frekansa atlayarak iletişim kurmasını sağlar. Atlama sekansı önceden belirlenmiş bir şekilde çalışır, yani cihazlar hangi frekansta iletişim kuracaklarını bilmez, bu da parazite karşı ek bir güvenlik katmanı sağlar.

Frekans Atlamalı Sistemin Çalışması

Daha önce CDMA’daki kodlama yöntemlerinden bahsetmiştik, frekans atlama da aslında benzer bir mantıkla çalışır. Kullanıcılar belirli bir frekansta değil, sürekli değişen frekanslar arasında iletişim kurar, bu da sistemin parazitlere karşı dayanıklı olmasını sağlar. Bu konu aslında GSM’in güvenli ve verimli çalışmasının temel taşlarından biridir.

Yani, GSM’de frekans atlama sayesinde aynı anda birden fazla cihaz sorunsuz bir şekilde iletişim kurabilir. Böylece, kanalın kapasitesi en verimli şekilde kullanılır ve dış müdahalelerden kaçınılır. Bu teknoloji, hem iletişim kalitesini artırır hem de cihazların uzun süre kesintisiz veri iletmesini sağlar.

TCH aralık gruplamasında, aynı BTS’nin üç hücresi aynı HSN’yi kullanırken farklı BTS farklı HSN’yi kullanır ve aynı BTS’nin aynı katmanındaki taşıyıcılar tarafından farklı MAIO kullanılır.

BTS A’nın HSN’si 1’dir, Grup 1 hücresindeki iki taşıyıcı TCH1 ve TCH2’nin MAIO’su sırasıyla 0 ve 1’dir, Grup 2 hücresindeki iki taşıyıcı TCH1 ve TCH2’nin MAIO’su sırasıyla 2 ve 3’tür, iki taşıyıcının MAIO’su Grup 3 hücresinin TCH1 ve TCH2’si sırasıyla 4 ve 0’dır, BTS B’nin HSN’si 2’dir vb.

Bu şekilde, aynı BTS’nin üç farklı hücresi arasında bitişik frekans önlenir, farklı BTS’nin zıt hücreleri arasındaki bitişik frekans çakışması olasılığı, TCH ardışık gruplamasına kıyasla azalır, ancak ekstra bir bitişik frekans çakışması olasılığı vardır. TCH ardışık gruplandırmayla karşılaştırıldığında paralel yönde farklı BTS hücreleri arasında.

Hangi TCH gruplama modunun daha az 1*3 frekans atlamalı girişim ürettiği konusunda, hem ardışık hem de aralıklı gruplama modlarının dezavantajları vardır. Yoğun BTS dağılımına sahip şehir merkezi için, karşıt hücreden gelen bitişik frekans etkisi, paralel yöndeki bitişik hücrelerden daha fazladır, bu da ardışık gruplamayı daha uygun hale getirir.

Ancak banliyö alanlarında aralıklı gruplandırma, BTS’nin düzensiz dağılımından kaynaklanan müdahalelerin ortalamasını almaya yardımcı olur. Bu nedenle gruplama modunu seçerken gerçek yerel durum dikkate alınmalıdır. Yakın yeniden kullanım kapsamında yeni kanal dağıtım aritmetiği gerçekleştirildikten sonra, tüm ağ üzerinde daha iyi hizmet kalitesi sağlamak için ardışık gruplama şemasının benimsenmesi önerilir.

Belirli alanların gerçek frekans planlaması genellikle bu tür alanların coğrafi olarak bölümlere ayrılmasıyla gerçekleştirilir, yani öncelikle karmaşık bir ağı küçük ağlara böler. Ancak segmentlerin sınırlarında ayrılmış bazı frekans taşıyıcıları (frekans yeterli olduğunda) bulunmalı veya frekans taşıyıcıları bölünmelidir.

Böyle bir sınır, sıcak noktalardan veya karmaşık ağ alanlarından kaçınmalıdır. Planlamaya genellikle BTS’nin yoğun olduğu bölgeden başlanır. Gerçek ağda, sitelerin düzensiz dağılımı nedeniyle aynı katman taşıyıcısının frekanslarının 4*3 veya 3*3 gibi ortak modlarla tamamen planlanabileceğinin garantisi yoktur.

Frekans Planlama Prensibi

• Bir BTS’de ortak kanal frekans taşıyıcıları olmamalıdır.
• Aynı hücrede BCCH ile TCH arasındaki frekans ayrımı 400K’dan az olmamalıdır.
• Frekans atlama kullanılmadığında TCH’nin aynı hücredeki ayrımı 400K’dan az olmamalıdır.
• 1*3 olmayan yeniden kullanım modunda, hemen komşu BTS arasında ortak kanaldan kaçınılmalıdır.
• Komşu BTS’in doğrudan birbirine bakan ortak kanalları olmamalıdır.
• Normalde, 1*3 yeniden kullanımda, atlama frekanslarının sayısı aynı hücredeki frekans atlamalı TRX sayısının iki katından az olmamalıdır.
• Aynı BCCH’nin bitişik alanda aynı BSIC’ye sahip olması durumundan kaçınarak ortak kanalın yeniden kullanımına çok dikkat edin.

İzole edilmiş yeniden kullanım teknolojisi, kısa yeniden kullanım mesafesi ve ciddi parazitlerle 1*3 veya 1*1 yeniden kullanımı ifade eder; radyo frekansı atlama teknolojisinin benimsenmesi gerekir. Atlama frekanslarının toplamının TRX sayısından çok daha büyük olması gerekir (ikiden fazla), frekans çatışmasını önlemek için MA, HSN ve MAIO parametreleri kullanılır.

İzole yeniden kullanım teknolojisinin özelliğini bir örnekle açıklayalım. Şekilde görüldüğü gibi 10MHz bant genişliğine sahip 50 adet frekans taşıyıcısı olduğunu varsayalım, bunların 14’ü BCCH tarafından kullanılıyor, 36’sı TCH tarafından kullanılıyor.

4*3 yeniden kullanım modu ile planlama, her hücreye 3 frekans taşıyıcı tahsis edilir, site modu S4/4/4’tür. 1*3 izole yeniden kullanımda her hücreye 12 frekans taşıyıcı tahsis edilir. Hücre için mevcut olan gerçek frekans taşıyıcıları, izole edilmiş yeniden kullanım oranına bağlıdır (RF-LOAD: frekans atlamalı TRX/frekans atlamalı tarafından tahsis edilen toplam frekans taşıyıcıları). Daha spesifik olmak gerekirse, RF YÜKÜ şu anda teoride %50’ye kadar çıkabilir:

 TRX=12*50%=6

6 TRX, radyo frekansı atlamasını kullanacak ve yalnızca radyo frekansı atlama teknolojisiyle gerçekleştirilebilir; bu, tüm bu 6 TRX’in 12 frekans taşıyıcısı üzerinde çalıştığı anlamına gelir. İlgili parametreleri ayarlayarak, aynı anda aynı frekans taşıyıcısında çalışmalarından dolayı ortak kanal çakışması yaşamayacaklarından emin olun. RF YÜKÜ %50 olduğunda, 1*3 frekans yeniden kullanım teknolojisi kullanıldığında en büyük saha modu S7/7/7’dir.

Bir hücreye tahsis edilen frekans taşıyıcıları için TRX1, 14 BCCH taşıyıcısından 1’ini kullanır, TRX2, TRX3, TRX4, TRX5, TRX6 ve TRX7 bu hücreye tahsis edilen 12 taşıyıcıdan 1’i üzerinde sırasıyla 1*3 modda belirli zamanlarda çalışır. . Tüm TRX’ler (2~7), aynı MA ve HSN’ye sahiptir ancak aynı hücredeki farklı taşıyıcı kartların aynı frekans taşıyıcıda çalışmamasını sağlamak için farklı MAIO’ya sahiptir.

GSM Alt Katlı Yer Paylaşımlı Frekans Tahsisi ve Yapılandırması

Underlaid Overlaid Frekans Tahsisi

Overlaid/Underlaid teknolojisinde hücredeki tüm frekans taşıyıcıları iki parçaya bölünür, bunlardan bazı frekans taşıyıcılarının TRX gücü düşürülür, ardından aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi farklı kapsama sahip iki Overlaid/Underlaid ortaya çıkar. İç dairenin kullandığı frekans taşıyıcıları, kapsama alanının küçük olması nedeniyle dış daire frekans taşıyıcılarına göre daha yakın modda planlanabilir.

Bu teknoloji oldukça basittir ve özel bir yazılım ve donanım gerektirmez, yalnızca parametreleri değiştirin. Hücrenin orijinal kenar alanında daha az trafik olduğu ve hücrede aktarma olabileceği, karşılık gelen hücre için iç daire ve dış daire aktarımının gerekli olduğu dikkate alınmalıdır.

Overlaid Underlaid Frekans Yapılandırması

Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi Overlaid/Underlaid fikri, BTS frekanslarını iki parçaya (veya iki katmana) bölmektir; bir katmana “DÜZENLİ katman”, diğer katmana “SÜPER katman” adı verilir.

“DÜZENLİ katman”, gevşek frekans yeniden kullanım moduyla daha uzun frekans yeniden kullanım mesafesine sahiptir; “SÜPER katman”, yakın yeniden kullanım moduyla daha kısa frekans yeniden kullanım mesafesine sahiptir.

51 frekans taşıyıcısı olduğunu varsayalım, bunlardan 15 tanesi BCCH tarafından 4*3 yeniden kullanım modunda kullanılıyor ve her hücreye bir taşıyıcı tahsis ediliyor. REGULAR katmanı, aynı 4*3 yeniden kullanım modunda 24 frekans taşıyıcısı kullanır ve her hücreye 2 frekans taşıyıcısı tahsis edilir. SUPER katmanı 2*3 yeniden kullanım modunda 12 frekans taşıyıcısı kullanır, her hücreye 2 frekans taşıyıcısı tahsis edilir.

Böylece her hücreye toplamda 5 frekans taşıyıcı tahsis edilir, Overlaid/Underlaid teknolojisi kullanıldığında en büyük site modu S5/5/5 olur. 4*3 yeniden kullanım modu tek başına kullanıldığında en büyük saha modu yalnızca S4/4/4 olabilir.

Overlaid/Underlaid teknolojisini kullanırken iç dairenin iletim gücü, yeniden kullanım yoğunluğuna ve gerçek parazite göre uygun bir seviyeye ayarlanmalıdır.

Altta döşenen dairede herhangi bir sıkışıklık olmadığından emin olmak için üst üste bindirilmiş daire ve alttan yerleştirilmiş dairenin trafik dağılımına dikkat edilmelidir.

• 300 hücre olduğunu varsayalım
• Bant genişliği: 8 MHz (40 frekans)

“0” BCCH katmanı: yeniden kullanın =14,  (14 frq.)

“+” Normal TCH katmanı: yeniden kullanın =10, (20 frq.)

” ^-“ Agresif TCH katmanı: yeniden kullanım = 6, (6 frq.)

Çok katmanlı yeniden kullanım modeli teknolojisi, tüm frekans kaynaklarının belirli ilkelere göre farklı alt gruplara bölünmesi anlamına gelir. Her alt grup, farklı yeniden kullanım modelleri aracılığıyla frekans taşıyıcılarını her hücreye tahsis eder, böylece her frekans taşıyıcısının yeniden kullanım yoğunluğu ve girişim, her hücrede farklı olacaktır.

Daha yüksek yeniden kullanım yoğunluğuna sahip frekans taşıyıcısı daha az ortalama girişim alırken, daha düşük yeniden kullanım yoğunluğuna sahip frekans taşıyıcısı daha fazla ortalama girişim alır.

Örneğin: BCCH frekans taşıyıcısı 4*3 yeniden kullanım modunu kullanır, TCH frekans taşıyıcısı 3*3 ve 2*3 modunu kullanır. Çok katmanlı yeniden kullanım modelinin yapısı yukarıdaki şekilde gösterilmektedir.

Bir renk şekildeki aynı frekans grubunu temsil eder ve frekanslar yeniden kullanılır. L1, L2…Lm hücredeki frekans katmanlarını temsil eder. Şekilde görüldüğü gibi üst katmanlarda yeniden kullanım yoğunluğu birbirine daha yakın olmaktadır. Frekans numarası sabitlendiğinde, Çok katmanlı yeniden kullanım modeli, her katmandaki aynı yeniden kullanım yoğunluğuna kıyasla birim alanda daha fazla kanal kazanır.

BCCH: n1

TCH1: n2

TCH2: n3

TCHm-1: nm

n1 ≥n2≥n3 ≥n4 ≥…… ≥ nm

Ve n1+n2+…+nm=n

Çok katmanlı yeniden kullanım teknolojisi, temel bant frekans atlamasını veya radyo frekansı atlamasını destekleyen ekipman gerektirir. Taşıyıcı katmanlama fikri üzerine oluşturulmuştur (aslında tek frekanslı yeniden kullanım modeli, Çok katmanlı yeniden kullanım modelinin istisnasıdır ve her katmanda aynı taşıyıcıların bulunduğu katmanlı yeniden kullanım olarak kabul edilebilir).

Yani mevcut tüm frekans taşıyıcılarını birkaç gruba ayırmaktır; her grup bir taşıyıcı katman (frekans alt grubu) görevi görür. Tüm frekans kaynağının m gruba ayrılan n frekans taşıyıcısından oluştuğunu varsayalım, her gruba tahsis edilen taşıyıcı kaynak yukarıda gösterilmiştir.

GSM’nin temel frekans yeniden kullanım modu 4*3 frekansın yeniden kullanımıdır. Diğer frekans yeniden kullanım modlarının temelidir, buna normal frekans yeniden kullanım modeli de diyoruz. “4” 4 siteyi, “3” ise her sitedeki 3 hücreyi temsil eder.

Toplam 12 hücre, temel bir frekans yeniden kullanım kümesi haline gelir. Aynı kümedeki farklı hücreler farklı frekanslara sahiptir. Yukarıdaki şekil 4*3 frekans yeniden kullanım modundaki bir hücre kümesini gösterirken, kalın siyah çizginin içindekiler temel bir hücre kümesi modelidir, 3 frekans yeniden kullanım grubuna sahip 4 BTS dahil, toplamda 12 hücre vardır.

Belirli bir tahsiste, tüm frekanslar her bir hücreye belirli prensiplere göre ve diğer hücre kümeleriyle aynı şekilde tahsis edilir. Bu şekilde her frekans taşıyıcısı farklı hücre kümelerinde defalarca “yeniden kullanılır”.

Kesinlikle, diğer yeniden kullanım modeli n*m, her temel yeniden kullanım hücre kümesinin n BTS içerdiği ve her BTS’nin m frekans yeniden kullanım grubunu içerdiği anlamına gelir. Bu hücre kümesindeki tüm frekans taşıyıcıları, belirli prensiplere göre ve çevredeki diğer hücrelere benzetme yoluyla ilgili hücrelere tahsis edilir.

4*3 Frekansın Yeniden Kullanımının Frekans Tahsisinin Çizimi

Kullanılabilir bant genişliğinin 12,2MHz olduğunu, kanal sayısının 34’ten 95’e kadar olduğunu varsayalım; yukarıdaki tablo, temel bir hücre kümesindeki 12 hücrenin 4*3 frekansın yeniden kullanımının frekans taşıyıcı dağılımını göstermektedir.

Başlangıç ​​frekans taşıyıcısının (34) tahsisinin hangi hücreden başlatılacağı sınırlı değildir. Tablodan görüldüğü gibi çoğu hücreye 5 frekans taşıyıcı tahsis edilebilmekte, hatta bazı hücrelerde 6 frekans taşıyıcısı bile bulunmaktadır. Bu nedenle, ortalama en büyük site modu 12,2MHz koşulunda S5/5/5’tir. Yukarıdaki normal tahsis modunda, aynı hücrede veya bitişik hücrelerde ortak kanala veya bitişik kanala sahip olmak imkansızdır.