Embed Size (px)
Citation preview
باحثني تقدمي جزيل الشكر لشركة املدار اجلديد لتمويلها هذا املشروعويسر ال .ليبيا-طرابلس كلية التقنية اإللكرتونيةب جة البكالوريوس يف قسم اإلتصاالتهذه املقالة جزء من مشروع خترج لنيل در 1 لشركة.تب البحث والتطوير وقسم التخطيط يف اوابألخص مك [email protected]لربيد اإللكرتوين: ا اليبي-طرابلسبكلية التقنية اإللكرتونية قسم اإلتصاالتعضو هيئة تدريس ب حسام الدين املقدم، 2 [email protected] ، الربيد اإللكرتوين:يبيال-التخرج بقسم اإلتصاالت بكلية التقنية اإللكرتونية طرابلس لطالبتان بفص وسن مرزه كيالين،هناء خملوف العزومي، 3
1التغطية ختطيط :LTE بنظام طرابلس مدينة تغطية 3، وسن كيالين3، هناء العزومي2الدين املقدمحسام
انظمة أحدث من (LTE) دىامل بعيد ريالتطو نظاميعترب امللخص: بروتوكول على تعتمد اليت العريض النطاق ذات الالسلكية االتصاالت
هي السلكي نظام أي او نظامال هذا إلطالق وىلاأل اخلطوة. (IP) اإلنرتنت ،اساسيتني مرحلتني اىلاألنظمة اخللوية ختطيط عملية تنقسم التخطيط، عملية تفصيلية دراسة يقدم البحث هذا. السعة ختطيط ومرحلة التغطية ختطيط مرحلة
حصول للهدف يحيث ،ليبيا-طرابلس ملدينة (LTE) لنظام التغطية لتخطيطوذلك من ،زم لتوفري التغطية ملدينة طرابلسالال األدىنعلى عدد احملطات
وحماكاته مع ،خالل حساب ميزانية الوصلة لتقدير اقصى فقد مسموح به. (MATLAB) ابستخدام برانمج (Cost-Hata) اإلنتشارمنوذج ومعرفة مناطق اىل احلصول على تصور لتوزيع مستوى إشارة التغطية ابإلضافة
. (Atoll)لرقمية وأداة التخطيط ارائط التداخل والفجوات ابستخدام اخل
، LTE Planning ،التطوير بعيد املدىختطيط نظام : كلمات دالة LTE Link Budget ،MAPL ،Coverageحساب ميزانية الوصلة،
by Signal Level ، اإلنتشارمناذج.
قدمةامل .1ظهور عدة ستخدام بياانت األنظمة اخللوية و الطلب املتزايد يف ااحلاجة و
WiMAXمعدل نقل بياانت عايل، تزامنا مع فشل تقنية تطبيقات حتتاج إىليف تلبية هذه املتطلبات. كل هذه العوامل دفعت عدة شركات إىل التخطيط
إلطالق تقنية جديدة توفر هذه االحتياجات. تكمن أمهية عملية التخطيط يف تقليص عيوب الشبكة وتقليل عمليات
وارد مما ينعكس إجيااب يف تقليل كلفة تركيب الشبكة.الصيانة واحلد من هدر امل عدة مراحل: إىل نظمة اخللويةبصفة عامة تنقسم عملية ختطيط األ
مرحة جتميع املعلومات دراسة عامة للشبكة املراد ختطيطها اجراء يتم يف هذه املرحلة
من حيث قيم املعامالت اخلاصة ابلنظام املراد تطبيقه، ودراسة ملستهدفة يف عملية التخطيط. املنطقة ا
مرحلة ختطيط التغطية ري التغطية ساب عدد احملطات الالزم لتوفحبختتص هذه املرحلة
اب املساحة اليت تغطيها كذلك حسللمساحة املستهدفة، و كل حمطة.
مرحلة ختطيط السعة
يتم يف هذه املرحلة حساب معدل نقل البياانت الكلي عدل نقل البياانت للمحطة املستهدف للشبكة اخللوية وم
لتحقيق متطلبات السعة. واحدة لتقدير عدد احملطات الالزمال مرحلة حتسني أداء الشبكة
لشبكة اخللوية على ارض تبدأ هذه املرحلة بعد تنفيذ خمطط ا ققداء ابلتأكد من أن التخطيط حييتم حتسني األالواقع، و
هي لشبكةا مرحلة حتسني متطلبات التغطية والسعة للشبكة. مرحلة دائمة وال تنتهي طيلة حياة الشبكة.
بلس. حيث ملدينة طرا (LTE)هذا البحث يناقش ختطيط شبكة اجليل الرابع .األنظمة اخللويةالثانية من مراحل ختطيط و مت تنفيذ املرحلة األوىل
(LTE)مت شرح تقنية Motorola)) [3]يف البحث اخلاص بشركة موتوروال ت اخلاصة بصورة عامة، ايضا تضمن شرحا حلساب ميزانية الوصلة واملعامال
. توجد عدة دراسات ختتص اإلنتشاربعض مناذج هبا، ابإلضافة اىل شرح (LTE) لنظامتستعرض ختطيط [1] حيث ان الدراسة ،مبراحل التخطيط
السودان؛ حيث قدمت حساب -ملدينة اخلرطوم (Atoll)ابستخدام برانمج لعدد املواقع الالزمة لتلبية متطلبات السعة. مت اجراء قياسات حقلية للفقد
وقدم ،[7]الذي حيصل لإلشارة الالسلكية يف مدينة طرابلس ليبيا يف البحث وسط الفقد احلاصل لإلشارة يف مدينة البحث منوذجًا معداًل حلساب مت
حبثا نظراي حلساب عدد املواقع الالزم [5]ليبيا. قدمت الدراسة -طرابلس ليبيا.-لتلبية متطلبات التغطية والسعة ملدينة طرابلس
نستعرض يف هذه الورقة مراحل ختطيط االنظمة اخلليوية بشكل عام وختطيط ابستخدام برانمج (LTE)م حيث نقدم ختطيط لنظا ،التغطية بشكل خاص
(MATLAB) لتلبية متطلبات التغطية للحصول على عدد املواقع األدىنللحصول علي (Atoll)برانمج ضافة اىل استخدام ابإلليبيا. -ملدينة طرابلس
وذلك ابستخدام ومعرفة مناطق التداخل والفجوات تصور لتوزيع التغطية . ملدينة طرابلس خرائط رقمية
( نبني املنهجية املتبعة لتخطيط التغطية، 2يف اجلزء ) :ة مرتبة كالتايلبقية الورقوبعض النماذج الرايضية اإلنتشار( نبني العوامل املؤثرة على 3يف اجلزء )
الصاعدة مث نستعرض حساب ميزانية الوصلة املستخدمة حلساب الفقد،( التخطيط 6)زء (، يبني اجل5للمحطات يف اجلزء ) واهلابطة ونبني العدد األدىن
يبني خالصة هذه الورقة. (7ابستخدام اخلرائط الرقمية، واجلزء )
2
املنهجية املتبعة لتخطيط التغطية .2بشكل عام، مرحلة ختطيط التغطية تتطلب حتديد نوعية املنطقة املستهدفة وحساب متوسط الفقد فيها، إما عن طريق إجراء قياسات حقلية او استخدام
من مث حساب ساب الفقد حسب نوعية املنطقة، و ة اخلاصة حبالنماذج الرايضي الالزم لتوفري التغطية هلذه املنطقة. األدىنعدد احملطات
ات يف هذا البحث مت تقسيم مدينة طرابلس وفقا للتوزيع السكاين وارتفاع ( (dense urbanحضارية مكتظة ثالثة مناطق وهي: املباين اىلحسب التقسيم املعتمد ،( (suburbanو ضاحية (urban)وحضارية
.(1) يف الشكل كما [5] . 2013سنة لHUAWEI لشركة
طرابلس مدينة تقسيم 1الشكل
حسب النطاق الرتددي املتاح لشركة 2100MHzالنطاق الرتددي املختار هو تبادل ، اما نظام ال10MHzاملدار اجلديد بعرض نطاق ترددي قيمته
(duplex mode) فتم اختيار التبادل الزمين املزدوج(Time Division
Duplex (TDD)). وبذلك فإن املنهجية املتبعة لتخطيط التغطية لكل منطقة تشمل اخلطوات
التالية: حساب ميزانية الوصلة يف االجتاهني الصاعد(Uplink (UL) )
ملسموح به لتقدير احلد األقصى ا (Downlink (DL))واهلابط Maximum Allowable path Loss) اإلشارة لتوهني
(MAPL)) بني احملطة النقالة(User Equipment (UE)) (Evolved Node B (eNodeB)).واحملطة القاعدية احملسنة
تقدير أقصى مسافة ممكنة بني احملطة النقالة و احملطة القاعدية (cell radius (R))احملسنة او ما يعرف بنصف قطر اخللية
مع منحىن وذلك من خالل رسم قيمة الفقد األقصى املسموح بهابستخدام Cost-Hataاإلنتشارالفقد الناتج من حماكاة منوذج
.(MATLAB)برانمج حساب مساحة املنطقة اليت تغطيها احملطة القاعدية احملسنة مبعلومية
نصف قطر اخللية. منطقة مبعلومية طية كلالالزم لتغ األدىنحساب عدد احملطات
املساحة اليت تغطيها كل حمطة.مساحة املنطقة و
التخطيط اداةاستخدامAtoll للحصول علي تصور لتوزيع عملية ختطيط التغطية بشكل لتتم املرسلة من كل حمطة. اإلشارةخرائط رقمية حتمل معلومات جغرافية استخداميتطلب إنهدقيق ف :ه اخلرائط هينطقة املستهدفة، وهذعن املo ارتفاع االرض فوق اوال: اخلرائط الرقمية اليت تبني
((DTM)مستوي سطح البحر او ما يعرف خبريطة
Digital Terrain Model).
o العوائق فوق اثنيا: اخلرائط الرقمية اليت تصف ارتفاع Clutter)او ما يعرف خبريطة DTM طبقة
Height). o املكون املادي هلذه اثلثا: اخلرائط الرقمية اليت تصف
[2] (.Clutter Class)العوائق او ما يعرف خبريطة .ارتفاعهاى مثل مواقع احملطات و بعض املعامالت األخر كما يتطلب ادخال
ومنذجتها اإلنتشارالعوامل املؤثرة على .3فإهنا ختضع ألنواع كثرية من عوامل يف قناة السلكية ا تنتقل اإلشارةعندم
االنعكاس عند ارتطام حيدث احليود والتشتت. و عكاسمثل االن اإلنتشاربعائق )مثل مباين او أشجار( له بعد اكرب من الطول املوجي لإلشارة. اإلشارة
مثل عن مسارها عند اصطدامها بعوائق ) اإلشارةوحيدث احليود ابحنراف مباين او اجسام( ذات حواف حادة، وهو يعترب ظاهرة جيدة يف بعض احلاالت
حالة عدم وجود مسار مباشر بدون عوائق بني املرسل واملستقبل كما يف(LOS) ر من اجتاه نتيجة ارتطامها ثيف اك اإلشارةالتشتت فهو انتشار . اما
ذات ابعاد صغرية مقارنة ق االشجار او اعمدة االانرة( اورامثل أبجسام ) ابلطول املوجي لإلشارة.
يف القناة الالسلكية ميكن اإلشارةتشار الصورة النهائية للعوامل املؤثرة علي اناحلصول عليها من خالل حل معادالت ماكسويل مع حتديد شروط احلدود اليت تعرب عن اخلصائص الفيزايئية للعوائق احمليطة. هذا يتطلب الكثري من
ىد من النماذج التقريبية بناًء علولذلك وضعت العدياحلساابت املعقدة، دون اللجوء إىل معادالت ماكسويل. اإلشارةنتشار قياسات جتريبية لوصف ا
من الصعب منذجة فقد املسار الفعلي لإلشارات الراديوية جلميع أنظمة اإلنتشارختالف ظروف سلكي بعالقة رايضية واحدة وذلك الاالتصال الال
تطوير العديد من مناذج من نظام إىل آخر ومن بيئة ايل اخرى. لذلك مت فيما يلي بعض مناذج . اإلنتشارة لتلبية خمتلف ظروف املختلف اإلنتشار . [6]األكثر شيوعا اإلنتشار منوذج فقد املسار احلر(Free Space Model)
يف الفضاء احلر اإلشارةهو منوذج رايضي حيدد قيمة الفقد الناتج عن انتشار و ذا واملسافة بني املرسل واملستقبل فقط. ويعرف ه اإلشارةويعتمد على تردد :(1)النموذج ابملعادلة
PL dB = 32.45 + 20 log (d)+ 20log (f) (1)
حضارية مكتظة
حضارية
ضاحية
3
حيث ان f الرتدد هو MHz ،d املسافة بني هوائي االرسال واالستقبالkm.
انتشار بيئة احلر وهي الفضاء يف إال ال يصلح نظري منوذج هذا النموذج يعترب أكثر انتشار مناذج إىل دعت احلاجة لذلك للتحقيق عمليا، قابلة غري مثالية
واقعية. اإلنتشارمنوذج Okumura-Hata
و هو يعترب اكثر النماذج شيوعا، ومت تكوينه بناء علي قياسات عملية مت الياابن. حدود الرتدد هلذا النموذج هي -اجراؤها يف مدينة طوكيو
150MHz) 1500)ايلMHzتلف. املعادالت اخلاصة هبذا النموذج خت ابختالف البيئة املستخدمة فيها.
حساب الفقد يف البيئة احلضارية-:اوال PLurban (d)=69.55+26.16log (f)−13.82 log (hb) − a(hm)+(44.9−6.55 log (hb)) log (d) (2)
حيث انbh هوائي احملطة القاعدية احملسنة. هو ارتفاع
mh .هو ارتفاع هوائي احملطة النقالة )ma(h معامل التصحيح اخلاص ابرتفاع هوائي احملطة النقالة، فهو يعتمد علي
.خاصة ابملناطق ذات املساحة الصغرية (3) مساحة املنطقة، حيث ان املعادلةa(hm) = (1.1log (f) − 0.7) hm − (1.56 log (f) - 0.8) dB (3)
( خاصة ابملناطق ذات املساحة الواسعة4و املعادلة ) a(hm) = 3.2(log (11.75hm))2 − 4.97 dB (4)
حساب الفقد يف الضواحي -اثنيا:PLsuburban(d) = PLurban(d) − 2[log (f/28)]2 −5.4 (5)
ال يتوافق مع األنظمة اخللوية Okumura-Hata اإلنتشاراستخدام منوذج احلالية اليت تعمل يف نطاق ترددي اعلي من حدوده. لذلك حنتاج ايل مناذج
انتشار تتضمن نطاق ترددي عايل.
اإلنتشارمنوذج COST-Hata -Okumura اإلنتشارهو امتداد لنموذج COST-Hata اإلنتشارمنوذج
Hata 1500 ليشمل الرتدداتMHz) 2000)ايلMHz. ( 6املعادلة ) تصف حساب الفقد اخلاص هبذا النموذج يف البيئة احلضارية
PL urban (d) = 46.3+33.9 log (f) − 13.82 log (hb) −a(hm) + (44.9 − 6.55 log (hb)) log (d)+CM (6)
حيث ان 200m) اىل (30mحدود ارتفاع هوائي احملطة القاعدية احملسنة يكون من
املسافة حدود اما 10m) ايل (1m من يكون النقالة احملطة هوائي ارتفاع و .20km)ايل (1mبينها فتكون من
CM 0للمناطق احلضارية، و 3قيمته هو معامل تصحيح وتكون .للضواحي
.Hata-Okumura اإلنتشارفتكون معادلتها كما يف منوذج ma(h(اما اإلنتشاركما اشران سابقا النموذج املستخدم يف هذا البحث هو منوذج
COST-Hata 2100.عند الرتددMHz على الرغم من أن هذا الرتدد هوتخدم اال ان معامالت التصحيح ال تزال خارج نطاق ترددات النموذج املس
تسمح ابحلصول على قيم الفقد يف هذا النطاق الرتددي العايل. ميزانية الوصل تحسااب .4
اإلشارةختتص ميزانية الوصلة حبساب كل قيم الفقد والكسب الذي تتعرض له اثناء انتقاهلا من املرسل اىل املستقبل عرب قناة االتصال )من بداية الوصلة اىلهنايتها(. اهلدف االساسي من حساب ميزانية الوصلة هو تقدير قيمة فقد
اجلهاز النقال واحملطة القاعدية بني اإلشارةاملسموح به يف قدرة املسار االقصى احملسنة يف االجتاهني الصاعد واهلابط. تعترب دقة اختيار وحتديد قيم املعامالت
ياً يف حساهبا بشكل صحيح، وابلتايل املسامهة يف ميزانية الوصلة عاماًل اساسيتعني مدى فاعلية استخدامها يف تقدير قيمة فقد املسار االقصى املسموح
به.قيم املعامالت اليت استخدمت يف حساب ميزانية (3) (2) (1)يوضح جدول
، هذه املعامالت ميكن [9] [3]الوصلة حسب نوعية املنطقة املستهدفة تلخيصها كالتايل:
رة اإلرسال الفعالة قد(EIRP) وهي عبارة عن حاصل مجع كسب النظام والفقد الناتج عن االرسال، حيث
حيسب ابلعالقة)7( cable+ L Body+ L Tx+ G TxEIRP = P
نحيث اTxP هي قدرة اإلرسال TxG هو كسب هوائي االرسال
BodyL ببه جسم االنسانهو الفقد الذي يس cableL 9[حيسب ابلعالقة:هو الفقد الناتج عن خطوط النقل و[
Lcable = Lfeeder + Lconnector (8) حيث ان
feederL هو الفقد الناتج عن املغذي connectorL هو الفقد الناتج عن الوصالت
ستقبل حساسية امل)SensitivityR( نسبة حتقق ميكن للمستقبل حتسسها حبيث اإلشارةهي اقل قيمة لقدرة
SINR االستقبال بنجاح، وحتسب ابلعالقة: عملية إلمتام طلوبةامل )9( +SINR loorf= NSensitivity R
حيث ان
4
SINR هلا عدة قيم اعتمادا على اىل الضجيج والتداخل، ارةاإلشهي نسبةاملستخدم، حيث مت اعتماد معدل نقل (bit rate) معدل نقل البياانت
يف هذا البحث. 798kb/s بياانت بقيمةfloorN :هو الضجيج الكلي للنظام حيث حيسب ابلعالقة
Nfloor = NThermal + Nfigure (10)
حيث ان ThermalN وهو الضجيج احلراري الناتج عن احلركة العشوائية لإللكرتوانت يف
القطع االلكرتونية، وحتسب ابلعالقة: NThermal = KTB (11)
حيث ان K،هو اثبت بولتزمان T 290هي درجة احلرارة ابلكلفنK)اما ،) B فهو
(.(10MHzعرض النطاق الرتددي املستخدم figureN هو رقم الضجيج لدارة االستقبال، وهو النسبة بنيSINR عند دخل
الناتج SINRوخرج دارة االستقبال. أي ان فرق الضجيج يقيس اخنفاض الشركة املصنعة. بدارة االستقبال وتكون قيمته حسب اإلشارةعن مرور اهلوامش(Margins) : الذي اهلامش وهو (Shadowing Margin (SM)): الظل هامشالتغطية. حيث مت لتوفري املطلوبة املوثوقية لتحقيق الوصلة ميزانية ايل يضاف
cell edge) يعرف او ما60% حسابه بفرض التغطية على حافة اخللية
coverage probability) ري واحنراف معيا(Std) مت احلصول على قيمته .(3()2()1)كما يف اجلدول [7]من قياسات حقلية يف الدراسة
اخللية محل : كلما ازدادInterference margin)( IM)( هامش التداخل يتطلب احلمل زايدة فإن لذلك اجملاورة؛ مع اخلالاي للتداخل عرضة أكثر تصبح ضد مناعة أكثر اإلشارة جيعل مما الوصلة ميزانية يف هامش التداخل إضافة
قطر يقل وابلتايل املسار األقصى املسموح فقد ختفيض حساب على التداخل Cell) ل يعتمد يف قيمته على محل اخلليةأي ان هامش التداخ. اخللية
Load) للخلية الواحدة املوارد عدد معدل ، وهو(resource blocks per cell) ي للشبكة الكل املوارد لعدد ابلنسبة(total # of resource blocks .) اخللية، حيث ان لكل محل حلمل منوذجية كقيمة (50%) قيمة مت اختيار
link level)خلية قيمة مقابلة له يف هامش التداخل مت حساهبا ابستخدامsimulator).[10] حيث حيسب ابلعالقة فقد املسار االقصى املسموح به
MAPL = EIRP - Rx sensitivity +Total Rx gains - Total Margins- Total Rx losses (12)
ح قيم املعامالت املستخدمة حلسابتوض (3) (2) (1)واجلداول (MAPL) على الوصلتني الصاعدة(UL) واهلابطةDL)).
على الوصلتني الصاعدة واهلابطة يف املناطق MAPLاملعامالت املستخدمة حلساب .1جدول املكتظة احلضارية
Dense Urban Parameters
DL UL 49 23 PTx dBm 18 0 GTx dBi
1.25 0 Lfeeder dB 0.144 0 Lconnector dB 1.394 0 Lcable dB
0 3 LBody dB 65.606 20 EIRP dBm -103.8 -103.8 NThermal dBm
7 2.3 Nfigure dBm -96.8 -101.5 Nfloor dBm
-5 -5 SINR dBm -101.8 -106.5 RSensitivity dBm
6.3 6.3 Std 0.2553 0.2553 IF 1.60839 1.60839 SM dB
0 18 GRx dBi 3 0 LBody dB 0 1.25 Lfeeder dB 0 0.144 Lconnector dB 0 1.394 Lcable dB
1.8 1.8 IM dB 160.99 139.69 MAPL dB
على الوصلتني الصاعدة واهلابطة يف املناطق MAPL . املعامالت املستخدمة حلساب2جدول احلضارية
Urban Parameters
DL UL 49 23 PTx dBm 18 0 GTx dBi
1.56 0 Lfeeder dB 0.144 0 Lconnector dB 1.704 0 Lcable dB
0 3 LBody dB 65.296 20 EIRP dBm -103.8 -103.8 N Thermal dBm
7 2.3 N figuredBm -96.8 -101.5 N floor dBm
-5 -5 SINR dBm -101.8 -106.5 Rsensitivity dBm
5.7 5.7 Std 0.2553 0.2553 IF 1.45521 1.45521 SM dB
0 18 GRx dBi 3 0 LBody dB
5
0 1.56 Lfeeder dB 0 0.144 Lconnector dB 0 1.704 Lcable dB
1.8 1.8 IM dB 160.84 139.54 MAPL dB
على الوصلتني الصاعدة واهلابطة يف MAPLاملعامالت املستخدمة حلساب .3جدول الضواحي
Suburban Parameters DL UL 49 23 dBm TxP 18 0 GTx dBi
1.89 0 Lfeeder dB 0.144 0 Lconnector dB 2.034 0 Lcable dB
0 2 LBody dB 64.966 21 EIRP dBm -103.8 -103.8 N Thermal dBm
7 2.3 N figure dBm -96.8 -101.5 N floor dBm
-5 -5 SINR dBm -101.8 -106.5 RSensitivity dBm
4.6 4.6 Std 0.2553 0.2553 IF 1.17438 1.1743 SM dB
0 18 GRx dBi 2 0 LBody dB 0 1.89 Lfeeder dB 0 0.144 Lconnector dB 0 2.034 Lcable dB
1.8 1.8 IM dB 161.79 140.49 MAPL dB
ان قيم املعامالت املستخدمة يف حساب ميزانية الوصلة يف اجلداول السابقة يعتمد على يعتمد على البيئة ومنها ما دد ومنها مايعتمد على الرت منها ما
قصى فقد مسموح به ختتلف ألعلى ثالث قيم ، حيث نتحصل الشركة املصنعةتكون اعلى قيمة مسموح هبا للفقد يف الضواحي واقل قيمة و ابختالف البيئة،
احلضارية. يف املنطقة
للمحطات األدىنالعدد .5تلبية متطلبات التغطية ميكن اتباع الالزم ل األدىن احملطاتحلساب عدد اخلطوات التالية:
حساب نصف قطر اخللية (3) (2) مت حساب قيم اقصى مدى لقطر اخللية كما يف الشكل
للفقد االقصى املسموح به حيث مت اعتماد القيمة الصغرى، (4)
كانت على الوصلة الصاعدة؛ وذلك لضمان حتقيق االتصال واليت ل يف احلالتني )الصاعدة واهلابطة(. حيث بني املرسل واملستقب
اظهرت النتائج ان اقصى مدى لقطر اخللية يكون يف الضواحيواقل مدى يف املنطقة احلضارية املكتظة؛ ويرجع ذلك اىل أنه كلما
وزاد اإلشارةازداد عدد املباين وارتفاعها ازدادت العوائق يف مسار وقل قطر اخللية. اإلشارةذلك يف فقد
طرابلس ملدينة املكتظة احلضارية املنطقة يف اخللية قطر نصف 2 شكلال
طرابلس ملدينة احلضارية املنطقة يف اخللية قطر نصف 3 الشكل
طرابلس ملدينة الضواحي يف اخللية قطر نصف 4 الشكل
6
مساحة املوقع بعد احلصول على نصف قطر اخللية ميكننا حساب املسافة بني املواقع، واملساحة اليت تغطيها احملطة القاعدية احملسنة كما يف الشكل
، حيث ان هذه املساحة هي عبارة عن ثالث اشكال سداسية (5) Tri). ويسمى هذا النوع sector)كل منها يسمى مقطع )
sector) [8]
املواقع بني واملسافة املوقع مساحة حساب 5 الشكل
( النتائج النهائية اليت مت احلصول عليها من احلساابت النظرية 4يوضح اجلدول )للبحث، اليت تشمل نصف القطر واملسافة بني املواقع ومساحة املوقع وعدد
احملطات القاعدية الالزمة لتغطية كل منطقة.
. النتائج النهائية اليت مت احلصول عليها نظراي يف البحث4جدول
Suburban Urban Dense Urban
370.8 116.4 30.4 Environment area (km2)
1.075 0.850 0.800 Cell radius (km)
1.61 1.27 1.20 Inter site distance (km) (1.5*R)
2.25 1.40 1.24 site area (km2)
(1.949*R2)
165 83 25 Number of sites
(Environment area / site area)
وبذلك يكون عدد احملطات الكلي الالزم لتلبية متطلبات التغطية هو
هذه احلساابت تعطي توزيع منتظم من حيث املسافة بني املواقع . (موقع 273)قع بشكل منتظم ولكن عشوائي من حيث مكان احملطة، ولصعوبة توزيع املوا
حيث ان عدد مواقع شبكة ، مت استخدام املواقع احلالية لشركة املدار اجلديد(GSM) اليت تقع ضمن املساحة املستهدفة هلذا احلالية لشركة املدار اجلديد
.(موقع 262)البحث هو
التخطيط ابستخدام اخلرائط الرقمية .6ليوية الذي مت استخدامه ، برانمج ختطيط انظمة الشبكات اخلكما اشران سابقاً
، والذي يتطلب ادخال مجيع املعامالت املؤثرة على عملية Atollهوفقط، حيث مت (DTM) التخطيط. يف هذا البحث مت استخدام خريطة
ضافة ايل مواقع احلصول عليها من قسم التخطيط بشركة املدار اجلديد، ابإلوزاوية (،(Heightئيات احملطات القاعدية احلالية للشركة، وارتفاع اهلوا
وجد معامالت مت اخلاصة هبذه احملطات. كما ت ((Azimuthالسمت (.5علي حساابت ميزانية الوصلة كما هو موضح ابجلدول ) استخدامها بناءً
. معامالت مستخدمة من حساب ميزانية الوصلة5جدول dBm 49 قدرة االرسال
Cost – Hata اإلنتشارمنوذج 7dB رقم الضجيج at 2100 MHz "7/8 فقد الوصلة
dB 1.6 هامش الظل
18dBi كسب اهلوائي
النتائج اليت مت احلصول عليها هي: (coverage by signal level) وهي تبني توزيع التغطية علي اساس
. حيث ان املساحة املغطاة ابللون (6)، كما يف الشكل اإلشارةمستوي فيها ضعيفة اما املساحة املغطاة ابللون االمحر اإلشارةق تكون االزر
ممتازة. اإلشارةتكون فيها
اإلشارة مستوى اساس على التغطية وزيعت 6 الشكل
توجد هبا تغطية، أي املناطق اليت بعض املناطق اليت ال (7)كما يبني الشكل فإن مواقع احملطات احلالية وابلتايل .(servers) ال تصل هلا إشارة من اخلوادم
7
LTEلشركة املدار اجلديد ال تليب متطلبات التغطية الالزمة لتصميم شبكة عدد احملطات لتحسني التغطية. يفملدينة طرابلس، مما يتطلب الزايدة
تغطية هبا توجد ال اليت املناطق 7 الشكل
( يبني نسبة املساحة املغطاة بكل مستوى إشارة، 8 يف الشكل )الرسم البياينممتازة كانت ملغطاة إبشارة جودهتا من جيدة اىلحيث ان نسبة املساحة ا
اإلشارةوهي نسبة جيدة، اما نسبة املساحة اليت تكون فيها %41حوايل .%24جودهتا ضعيفة كانت حوايل
شارةإ مستوى بكل املغطاة املساحة نسبة 8 الشكل
(coverage by overlapping) وهي تبني توزيع التغطية علي. حيث (9)اساس التداخل يف إشارات اخلوادم كما هو موضح ابلشكل
ن االزرق ان املستخدم الذي يكون موجود يف املساحة املغطاة ابللو ود يف موج واحد، اما املستخدم الذي يكون يستقبل إشارة من خادم
ربعة خوادم او املساحة املغطاة ابللون االمحر فإنه يستقبل إشارة من ا أكثر.
اإلشارة يف التداخل اساس على التغطية توزيع 9 الشكل
شارات التداخل، حيث ان إنسبة املساحة حسب عدد (10)يبني الشكل شارات او إ إشارات اخلوادم )اربعة تداخل يفاليت حيدث فيها ساحةنسبة امل
-1شارات عدد إحيدث فيها تداخل يف %71.8، ونسبة 2.3%اكثر( هي
للون االمحر واالزرق هي النسبة املشار هلا ابو من اخلوادم من املساحة الكلية، 2 .على التوايل
فيها وجودةامل شاراتاإل عدد على بناء املساحة نسبة 10 الشكل
coverage by transmitter) ) وهي تبني توزيع التغطية علي اساساملرسل، حيث ان كل لون يوضح املرسل املسؤول على املنطقة اليت يغطيها
، كما يف خادماملرسلة من كل اإلشارةذلك اللون، واىل اي مدى متتد .(11الشكل )
املرسل اساس على يةالتغط توزيع 11 الشكل
النتائج املتحصل عليها تبني مستوايت إشارة التغطية ابإلضافة اىل مناطق التداخل ونسبة توزيعها علي اخلريطة. تتيح هذه النتائج معرفة الفجوات يف التغطية ومناطق التداخل يف إشارات اخلوادم، ومدى مالئمتها لتلبية متطلبات
ختطيط الشبكة دون اللجوء ايل قياسات حقلية.وابلتايل تسهل عملية ،التغطية
اخلالصة .7نظمة اخللوية بشكل عام؛ وذلك ملا هلا ستعرض هذه املقالة مراحل ختطيط األت
قدمت دراسة و ، من امهية يف توفري الوقت واجلهد والتقليل من هدر املواردملدينة طرابلس. حيث اظهرت (LTE)تفصيلية لتخطيط التغطية لنظام
لعدد املواقع الالزم لتوفري تغطية نظام األدىنيزانية الوصلة ان احلد حساابت م(LTE) ( حيث ان هذا العدد يزيد عن 273ملدينة طرابلس هو ،)موقع
قع(. عمليا امو 11)ب احلالية لشركة املدار اجلديد (GSM)عدد مواقع شبكة لتوزيع ال ميكن توزيع عدد املواقع بشكل منتظم، قدمت هذه الدراسة حماكاة
شارات اخلوادم عند استخدام املواقع احلالية إشارة التغطية ومناطق تداخل إللشركة ابستخدام اخلرائط الرقمية ملدينة طرابلس. حيث اظهرت هذه النتائج
8
اإلشارةوجود بعض الفجوات يف توزيع اشارة التغطية، ابإلضافة اىل ضعف نتائج احملاكاة املتحصل عليها يف بعض املناطق. بناء على الفرضيات املقدمة و احلالية لشركة املدار (GSM)يف هذا البحث، ميكننا القول ان مواقع شبكة
مما يتطلب زايدة عدد ، (LTE)اجلديد ال تليب متطلبات توفري التغطية لنظام املواقع، ابإلضافة اىل ضرورة دراسة متطلبات السعة إلكمال مراحل ختطيط
هذا النظام. املراجع .8
[1] M. Elbagir, K. Hamid, “LTE Radio Planning Using
Atoll Radio Planning and Optimization Software”,
IJSR, 2012.
[2] User Manual LTE, “Atoll Radio Planning &
Optimisation Software”, ver 3.1.0.
[3] MOTOROLA, “LTE RF planning guide” Version
1.2, July 2012.
[4] M. Shahajahan, A. Hes-Shafi, “Analysis of
Propagation Models for WiMAX at 3.5 GHz”,
Master’s Thesis, Blekinge Institute of Technology,
Sep 2009.
[5] A. JAMIL, H. ALGABROUN, Z. SULIMAN, “Long
Term Evolution Network Planning and Performance
Measurement”, WSEAS Conferences, 2013.
[6] A. Goldsmith, “wireless communication”,
Cambridge University Press, First Edition 2005.
[7] T. Benmus, R. Abboud, M, Shater, “Neural Network
Approach to Model the Propagation Path Loss for
Great Tripoli Area at 900, 1800, and 2100 MHz
Bands”, STA Conference, (STA'2015-PID3940-
TCE), Dec 2015.
[8] HUAWEI, “LTE Radio Network”, May 2010.
[9] LTE Planning tool group, “LTE Planning Tool”, Ain
Shams University, July 2012.
[10] A. Syed, “Dimensioning of LTE Network.
Description of Models and Tools, Coverage and
Capacity Estimation of 3GPP Long Term
Evolution”, Master’s Thesis, Helsinki University of
Technology, Feb 2009.
