Baz istasyonları için uygun saha seçiminde yeni bir model
Site selection for base stations based on a new method
- Tez No: 392914
- Danışmanlar: PROF. DR. NEBİYE MUSAOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Electrical and Electronics Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Bilişim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Uydu Haberleşmesi ve Uzaktan Algılama Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 93
Özet
Günümüzde hızlı gelişen teknoloji ile birlikte, mobil haberleşme kullanıcılarının beklentileri artmakta ve kullanıcıların farklı ihtiyaçları doğmaktadır. Bu nedenle operatör firmaları beklentileri ve ihtiyaçları karşılayabilmek için yeni satın alınan yada geliştirlen teknoloji ile abonelere daha yüksek hızlarda data transferi ve daha kaliteli bir şekilde kesintisiz görüşme yapabileceklerini belirtirler. Mobil haberleşme kalitesini, servis alınan baz istasyonu teknolojisi; servis verebilme kapasitesi, baz istasyonu için doğru lokasyon seçimi yada transmisyon alt yapısı gibi birçok faktör etkiler. Daha iyi hizmet verebilmek amacıyla mevcut baz istasyonuna ait ekipmanlar gelişen teknoloji ile yerlerini yeni ekipmanlara bırakabilir fakat baz istasyonu lokasyonu için yanlış lokasyon seçimi yapılmışsa bu sorunu çözebilmenin tek yolu tekrardan keşif yapılarak en iyi lokasyonun belirlenmesidir. Baz istasyonu lokasyonu için saha seçimi keşif yaparak yeni yerleşim yerlerinin kurulduğu, kapasitenin arttırılmak istendiği, mevcut baz istasyonlarının kurulu olduğu yapılara veya arsalara ait sözleşmesi biten yada kapsaması olmayan yerlere servis vermek için de yapılabilir. Baz istasyonu lokasyonları için saha seçimi şehir içinde ve kırsalda farklı parametrelere bağlıdır. Şehir içinde sinyalin yüksek yapılardan etkilenmemesi için baz istasyonu anteninin bölgedeki en yüksek olan yapıların çatılarına konmasına ve kapsanacak alanın büyüklüğüne göre uygun antenin seçilmesine dikkat edilmelidir. Bu çalışmada şehir içinde servis verecek antenin kırsaldaki gibi uzak lokasyonlara kadar servis vermemesi için her antene 4 derece aşağı yönde eğim verilmiştir. Atoll programının katoloğundan seçilen antenler 65 derece yatay ışınım genişliğine ve 18 derece dikey ışınım genişliğine, 15dBi anten kazancına sahip olup 900MHz, 1800MHz ve 2100MHz frekans bandlarında çalışmaktadır. Çalışma alanı olarak deniz seviyesinden olan yükseklikleri büyük bir kısmında farklılık gösterdiği için saha lokasyonu seçimi zor olan İstanbul'un Beykoz ilçesi seçilmiştir. Beykoz'a ait yapıların coğrafi bilgilerini içeren veritabanı vektör formatta hazırlanılarak oluşturulmuştur. Bilgi Teknolojileri ve İletişim Kurumu (BTK) ve İstanbul İl Çevre Müdürlüğü'nün baz istasyonu kurulumu için belirlediği kriterlere ve yasaklara uymayan lokasyonların üzerindeki yapılar veritabanından silinerek yeni bir veritabanı oluşturulmuştur. BTK'nın kriterleri ve doğabilecek halk tepkisine karşı alınan önlemler ile sağlık kurumları ve okulların bahçeleride dahil olmak üzere merkezlerinden 350m yarıçapındaki güvelik mesafesine sahip alanın dışında baz istasyonu kurulumu uygun görülmüştür. Saha seçimi 350m'lik yarıçapa sahip güvenlik mesafesinin dışında kalan yapılar için yapılmıştır. Aynı zamanda İstanbul İl Çevre Müdürlüğü'nün yaptığı yazılı açıklamaya bağlı kalınarak BTK tarafından güvenlik mesafesine tabi tutulan eğitim ve sağlık kurumları da dahil olmak üzere akaryakıt istasyonlarına, dolum tesislerine, kamu binalarına ve parklara baz istasyonu kurulması yasaklandığı için bu yapıların bilgileri de baz istasyonu olarak seçilebilecek yapılara ait olan veritabanından silinmiştir. Böylece tüm kriterlere ve yasaklara uyan yapıların içinde olduğu veritabanında çalışılması sağlanmıştır. Yüksek lisans tez çalışmasında, geliştirilen“Obje Oluşturma Aracı”uygulamasıyla her baz istasyonunun etrafında 300m yarıçapında daireler çizilmiştir. Böylece her yapı potansiyel baz istasyonu lokasyonu olarak belirlenmiş olup kapsama alanının 300m yarıçapında olması istenmiştir. Geliştirilen“Saha Seçme Aracı”uygulaması ile birbiriyle kesişen 300m yarıçapındaki daireler arasından deniz seviyesinden olan yüksekliği ile bina yüksekliği toplamı en yüksek olan yapılar baz istasyonu lokasyonu olarak seçilmiştir ve kesişen daireler arasından baz istasyonu lokasyonu olarak belirlenen daire filtrelenerek diğer daireler silinmiştir. Bu şekilde birbirini kesmeyen 300m yarıçapındaki daireler kullanılarak Beykoz'da yapıların bulunduğu lokasyonlarda kapsama sağlanacak şekilde saha seçimi yapılmıştır. Seçilen sahalara kurulacak olan baz istasyonu teknolojisi olarak Türkiye'ye gelmesi planlanan Long Term Evolution (LTE) teknolojisi belirlenmiştir. Şehir içinde LTE teknolojisine ait her baz istasyonunun etrafında 300m yarıçapındaki bir alana yeterli sinyal seviyesinde servis verecek şekilde belirlenen 190 tane saha ile Beykoz'da yapıların bulunduğu yerlerin neredeyse tamamında kapsama sağlanmıştır. RF kapsamalar Atoll programında Stanford University Interim (SUI), Standard Propagation Model (SPM), COST-Hata ve Okumura-Hata modellerinin 900MHz, 1800MHz ve 2100MHz frekans bandlarında hesaplatılarak yapıların bulunduğu bölgelerin neredeyse tamamında kapsama sağlandığı gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Nowadays expectations of mobile communication users increase and different demands are existed by rapid growing technology. Therefore operator firms denote more high data transfer speed and a better quality for uninterrupted communication with new purchased technology or developed technology on the existing base station in order to respond to expectations and demands of users. Lots of factors kind of base station technology; service capacity, choosing the right base station location or transmission infrastructure affect mobile communication quality. Moreover existing base station equipments can be replaced with new equipments by growing technology. However if wrong site selection is executed for signalling, the only solution of this problem is finding the best location by a successful survey. The site selection for base stations can be applied to new settlements, locations that have low base station capacity; end of contracts; poor or no signal coverage. In mobile communication, cell is the area that has a RF signal coverage in order to provide communication of subscribers. Regions in the city are divided into cells. Each cell has a coverage range. If the coverage ranges of the cells are ranked from largest to smallest, they are respectively: Macro cells, micro cells and pico cells. In this study, cells which have 300m coverage range radius and 10Watt transmitter power, has been used as in the micro cells but base stations located on the roof top of the buildings as in the macro cells. Therefore coverage areas of the transmitters have micro cells with down tilts or macro cells with more transmitter powers in the city. Surveys of base station locations depends on different parameters in the city and rural. In the city, attention should be paid to locate base stations to the roof tops of highest buildings by the engineers for the signalling that is not obstructed by the other high buildings. Moreover suitable antenna selection for coverage area in the city should be considered. In this study in order to not to serve long distances as in the rural, antennas have 4 degree down tilt in the city. Each antenna was selected from catalog from Atoll program that has 65 degree beamwidth in horizontal pattern, 18 degree beamwidth in vertical pattern and 15dBi antenna gain in 900MHz, 1800MHz and 2100MHz frequency bands. Moreover the antenna height was set to 5m on the roof top of the buildings. Engineers can work for days to determine site locations without any site selection tools. Therefore lots of work will be delayed and there will not be enough time to finish them. If the study area has a varying altitude measurement, the site selection tool can prove that it is able to calculate the best site location for coverage in a region with any elevation values. Consequently, Beykoz province which is on the Anatolian side of Istanbul in North-West Turkey was considered for the study area beacuse it is hard to select a site for a base station in varying altitude and also crowded population. The major problem in achieving ideal signaling between mobile phones and base stations is inaccurate site selection due to the altitude and population of the region. Therefore altitude and number of buildings are the key parameters. If site selection is inaccurate and determined without reference to any previous parameters, the connection between mobile phones and base stations can be often interrupted and calls can drop. Moreover base stations have serious costs, and communication firms do not want to invest in the analysis of non built up area in rural or regions with no population. Database of the built up area with geographic informations of locations of buildings in Beykoz was prepared in vector format. Forbidden locations for base stations were deleted from database depending on criterions and prohibitions of Information and Communications Technologies Authority (ICTA) and Istanbul Provincial Directorate of Environment. Furthermore in this study, the safety distance which is calculated from given formula by International Radiation Protection Association (IRPA) in bylaw of ICTA, was calculated 32.47m. The calculated safety distance depends on broadcast direction of the antennas, the device output power, antenna gain and the limit value of the electric field as from antennas. In this study, 10Watt device output power, 15dBi antenna gain and 3V/m electric field limit value which is determined by ICTA, is lower than the other countries for more health in Turkey was used in order to calculate safety distance. In addition to safey distance criterion of ICTA, the public response around of the schools and hospitals is very important for acceptance of base station approval. Therefore safety distance was consiedered again for precaution for public response and it was determined to 350m. The buildings inside the circles that have 350m radius from center of heath institutes and school, were deleted from the database because of safety distance criterions of ICTA and public response. Moreover the given press release by Istanbul Provincial Directorate of Environment prohibits to install base stations to educational institutions, heath institutions, filling stations, public buildings and parks. In order to using database without any detected prohibitions, existing database was updated by deleting forbidden places which was determined by ICTA and Istanbul Provincial Directorate of Environment. In this study, circles with 300m radius were determined for a good coverage around of each base station in the city by developed“Creating Object Tool”and“Site Selection Tool”applications.“Creating Object Tool”application drew circles with 300m radius to the center of buildings in the database. Therefore each building is dedicated to potential base station location before the site selection.“Site Selection Tool”application compared each building with the other buildings in the database. Comparision was occured by elevation criterion and coverage criterion. Elevation criterion depended on sum of altitude of each building with their floor height in the database. Coverage criterion that denoted circles with 300m coverage radius, depended on intersection of each circles. This criterion started to compare highest object to lowest object. Each object which was entered into the comparision, was determined as a focus object. The highest focus object were selected and other circles were eleminated in the intersected circles that focus object was in. Finally 190 buildings were selected for base station location by the calculation of“Site Selection Tool”application. In mobile communication, coverage singal level indicators are very important to show coverage map. In this study, signal levels were ordered respectively from the best signal level to the worst signal level as dark blue, blue, dark green, green, open green, yellow, orange and finally red colors. If generally blue, green and yellow color tones are existed on the coverage map, mostly uninterrupted communication and data transfer can be provided. However if red tones are existed on the coverage map, comunication and data transfer can be interrupted by the signal qualty. According the expectation of subscribers and also global competation, Long Term Evolution (LTE) technology is expected to come to Turkey. Thence, in this study, Long Term Evolution (LTE) technology was chosen on selected 190 site. In Atoll program, Standford University Interim (SUI), Standard Propagation Model (SPM), COST-Hata and Okumura-Hata models were calculated in 900MHz, 1800Mhz and 2100MHz frequency bands. As a result almost in the whole Beykoz, radio frequency (RF) coverage was provided by good signal levels with LTE technology.
Benzer Tezler
- Improving throughput by traffic aware routing in non-transparent ieee 802.16J networks
Saydam olmayan ıeee 802.16J ağlarında trafiğe duyarlı yönlendirme ile veri kapasitesini yükseltme
RIDVAN TEKDOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Bölümü
DR. CEVAT ŞENER
YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM KÖRPEOĞLU
- 6 GHZ altında 5G baz istasyonları için çift kutuplu antisimetrik yarık kuplajlı yama anten tasarımı
Design of a dual polarized antisymmetric slot coupled patch antenna for sub – 6 GHZ 5G base stations
BURAK UZMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ÇİYDEM
- Interference management techniques for femtocell networks
Ev baz istasyonu ağları için girişim yönetimi teknikleri
UĞUR BAYRAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. BERNA ÖZBEK
- Kaskat sönümlemeli kanallar için işbirlikli sistem tasarımı ve hata başarım analizi
Cooperative system design and error performance analysis for cascaded fading channels
HACI İLHAN
Doktora
Türkçe
2011
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İBRAHİM ALTUNBAŞ
- Gölgelemeli/sönümlemeli kanallarda fiziksel katman ağ kodlama
Physical layer network coding in the shadowing/fading channels
MEHMET ÇAĞRI İLTER
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ALTUNBAŞ