Capitolo 2: La rete Tetra di TPER
2.1 La rete TETRA di Tper
2.1.1 Pianificazione della rete Tetra di TPER
La pianificazione della reta Tetra di TPER è stata realizzata da Motorola in maniera automatizzata tramite l’utilizzo del software Motorola Netplan che è in grado di svolgere tutte le funzioni necessarie per la corretta progettazione di una rete radiomobile [55]:
• Calcolo della propagazione: il software Netplan è in grado di modellare i fenomeni di propagazione elettromagnetica in una determinata area di territorio sulla base dei dati contenuti all’interno di un database geografico come elevazione, presenza di ostacoli (clutter) e posizione delle stazioni radiobase e di dati tecnologici quali le caratteristiche delle antenne, le frequenze assegnate al servizio e la tipologia di tecnologia utilizzata. I risultati sono costituiti da mappe di copertura che indicano con vari colori il valore della potenza del segnale ricevuto in ogni punto dell’area di copertura del servizio, in modo tale da poter facilmente valutare le prestazioni del sistema.
• Analisi del traffico: il software è in grado di dimensionare correttamente il sistema sulla base del traffico previsto assegnando le risorse necessarie per garantire un determinato livello di servizio.
• Pianificazione frequenziale: il software permette di realizzare in maniera automatizzata un piano frequenziale che indica come devono essere assegnate le frequenze alle varie stazioni radiobase al fine di garantire il rispetto dei requisiti imposti dalla tecnologia e dal livello di servizio desiderato.
• Generazione della lista delle adiacenze: il software è in grado di indicare punto per punto in base alle caratteristiche del sistema radio quali celle siano le migliori candidate per effettuare l’operazione di handover.
Le informazioni geografiche utilizzate da Motorola per la pianificazione sono costituite da una serie di dati geografici vettoriali che rappresentano la città di Bologna e le zone limitrofe e da un
database geografico con una risoluzione di 25x25 metri che contiene due tipologie di informazioni:
• Altimetria: per ogni pixel è fornito un valore dell’altezza media del terreno sul livello del mare.
• Clutter: per ogni pixel è fornito un valore che identifica la classe morfologica del terreno a cui esso appartiene. Ad ogni valore è associata un’altezza virtuale degli ostacoli presenti all’interno del pixel della quale bisogna tenere conto nel calcolo della propagazione.
Lo strumento fondamentale su cui si basa il dimensionamento di un sistema di comunicazione radiomobile però rimane sempre il bilancio di tratta che permette di calcolare, date le potenze degli apparati, i guadagni delle antenne, la frequenza utilizzata e le caratteristiche del mezzo, l’estensione massima del raggio delle celle tale da permettere di soddisfare i requisiti e di conseguenza il numero approssimato di celle richieste per servire tutta l’area di copertura desiderata per il servizio. Il calcolo deve sempre essere ripetuto sia per la tratta per in uplink che per quella in downlink, ed è il caso peggiore tra i due che deve essere tenuto in conto per il dimensionamento [55].
I parametri caratteristici adottati per il bilanciamento di tratta sono: • Sensibilità di ingresso statica (BER 4%):
o Stazione radiobase: -120 dBm o Terminale veicolare: -112 dBm o Terminale portatile: -112 dBm • Sensibilità di ingresso dinamica:
o Stazione radiobase: -113,5 dBm o Terminale veicolare: -103 dBm o Terminale portatile: -103 dBm • Potenza in trasmissione: o Stazione radiobase: 10W o Terminale veicolare: 1W o Terminale portatile 1W • Guadagno delle antenne
o Stazione radiobase: 8,5 dBi
o Terminale veicolare: trascurabile o Terminale portatile: trascurabile • Perdite aggiuntive:
o Stazione radiobase: 1,9 dB per cavi e connettori e 2 dB per combinatore e duplexer
o Terminale veicolare: 1 dB per cavi e connettori
Occorre inoltre aggiungere un margine di shadowing per tenere conto delle fluttuazioni aleatorie nell’attenuazione del canale radio dovute
ad ostruzioni temporanee. Assumendo una Location Probability del 95% si ottiene un margine di shadowing di 8 dB.
Per quanto riguarda il guadagno della stazione radiobase occorre specificare che esso cambia tra il caso della ricezione e quello della trasmissione:
• In trasmissione si utilizza un’unica antenna omnidirezionale del modello Kathrein K742155 caratterizzata da un guadagno di 8,5 dBi.
• In ricezione si adotta una soluzione a tripla diversità nella quale la prima antenna è la stessa che viene utilizzata in trasmissione alla quale viene applicato un duplexer per poterla utilizzare anche per ricevere mentre le altre due sono antenne a pannello del modello Kathrein K731291. Questa soluzione permette di ottenere un guadagno complessivo di 9 dBm.
Per quanto riguarda il dispositivo portatile bisogna inoltre considerare dei margini aggiuntivi rispettivamente di 6 dB qualora esso venga utilizzato all’interno di un veicolo (margine di copertura in-car) e di 4 dB qualora venga collegato alla cintura di un operatore a causa dell’attenuazione dovuta al corpo umano.
In particolare, ai fini del calcolo della copertura sono stati analizzati tre casi cioè quelli in cui la stazione radiobase comunichi rispettivamente con un dispositivo veicolare (caso veicolare), con un dispositivo portatile utilizzato all’interno di un’autovettura (caso portatile in-car) e con un dispositivo portatile attaccato alla cintura di un operatore (caso portatile outdoor). I valori per la probabilità di copertura ottenuti per i tre casi all’interno dell’area prevista per il servizio sono:
• Caso veicolare: copertura 99,4%
• Caso portatile in-car: copertura 97,4% • Caso portatile outdoor: copertura 95,0 %
In tutti questi casi è risultato che a causa della configurazione del sistema, la tratta in downlink risulta essere sfavorita rispetto a quella in uplink.
tale da garantire un’ottima copertura radio su tutta l’area urbana di bologna e sulle zone limitrofe.
Codice Località Latitudine Longitudine Altitudine
BO-01 Colle Osservanza 44°28’51,6” N 11°19’27,3” E 227 m BO-02 Monte Donato 44°27’15,5” N 11°20’57” E 302 m BO-03 Tizzano (Monte Castellano) 44°27’51,28” N 11°14’43,48” E 292 m
Figura 52: posizioni delle stazioni radiobase
Tutti i siti sono dotati di una stazione radiobase con una potenza massima di 10W e della configurazione di antenne precedentemente illustrata, le quali sono installate su tralicci alti 15 metri.
A ciascun sito è assegnata una frequenza per l’uplink ed una per il downlink, inoltre è presente un’ulteriore frequenza riservata alle comunicazioni dirette tra i terminali mobili (DMO) [56].
Sito Colle
Osservanza
Monte
Donato Tizzano DMO
Frequenza
TX (MHz) 468,925 468,950 468,975
445,300
Frequenza
RX (MHz) 458,925 458,950 458,975