doctez metnini - WordPress.com
download 
Şikayet Transkript
tez metnini - WordPress.com
İÇİNDEKİLER Sayfa SİMGE LİSTESİ .................................................................................................................. iv KISALTMA LİSTESİ............................................................................................................ v ŞEKİL LİSTESİ.................................................................................................................. viii ÇİZELGE LİSTESİ .............................................................................................................. ix ÖNSÖZ ................................................................................................................................. x ÖZET ................................................................................................................................... xi ABSTRACT ........................................................................................................................ xii 1. GİRİŞ .................................................................................................................. 1 2. MOBİL HABERLEŞME GELİŞİMİ VE LTE TEKNİK ÖZELLİKLERİ ............ 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.4.1 2.4.2 2.5 Mobil Şebekelerin Gelişimi ................................................................................. 2 Tanımlanmış LTE Bantları................................................................................... 4 LTE‟de Uyarlanabilir Modülasyon ve Kodlama ................................................... 5 LTE‟de Çoklu Erişim ........................................................................................... 7 Dikey Frekans Bölmeli Çoklu Erişim (OFDMA) ................................................. 7 Tek Taşıyıcılı Frekans Bölmeli Çoklu Erişim (SC-FDMA) ................................ 10 LTE‟de Çoklu Giriş Çoklu Çıkış (MIMO) Yapısı .............................................. 11 3. LTE ŞEBEKE MİMARİSİ ................................................................................ 13 3.1 3.1.1 3.1.1.1 3.1.1.2 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.2 3.2.1 3.2.2 Çekirdek Şebeke ................................................................................................ 13 Gelişmiş Sistem Mimari Ağ Geçidi (SAE-GW) ................................................. 14 Paket Veri Şebekesi Ağ Geçidi (PDN-GW) ....................................................... 14 Servis Sağlayan Ağ Geçidi (S-GW) ................................................................... 15 Hareket Yönetim Aygıtı (MME) ........................................................................ 16 Davranış Kontrol ve Ücretlendirme Kuralları Fonksyonları (PCRF)................... 17 Abone Veritabanı Sunucusu (HSS) .................................................................... 18 Erişim Şebekesi ................................................................................................. 18 Evrimleşmiş Baz İstasyonu (eNodeB) ................................................................ 18 Kullanıcı Cihazı (UE) ........................................................................................ 19 4. LTE‟DE KAPASİTE PLANLAMASI ............................................................... 20 4.1 4.2 4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.3.6 4.3.7 4.3.8 Shannon Kapasite Eşitliği .................................................................................. 20 SNR ve Hata Olasılıklarının Hesabı ................................................................... 21 Bant Verimliliği Hesabı ..................................................................................... 22 Yan Kanal Sızıntı Oranı (ACLR) Başlıkları ....................................................... 22 OFDM Sembol Yapısı ve Periyodik Önek Başlıkları .......................................... 22 Referans Sinyal Başlıkları .................................................................................. 23 Senkronizasyon Sinyal Başlıkları ....................................................................... 24 Fiziksel Yayın Kanalı (PBCH) Başlıkları ........................................................... 26 Rastlantısal Erişim Başlıkları ............................................................................. 27 L1/L2 Katmanı Kontrol Sinyali Başlıkları .......................................................... 28 Bant Verimliliğinin hesaplanması ...................................................................... 29 ii 4.4 4.5 4.6 SNR Verimliliği Hesabı ..................................................................................... 30 MIMO Kapasitesi .............................................................................................. 32 Şebeke Boyutlandırması .................................................................................... 33 5. LTE‟DE KAPSAMA HESAPLAMALARI ....................................................... 35 5.1 5.2 5.3 Yol Kayıp Hesaplamaları ................................................................................... 35 Link Hesaplamaları ............................................................................................ 37 Radyo Kaynakları Yönetimi ............................................................................... 39 6. ÖRNEK BİR TEST SİSTEMİNİN PLANLAMASI ........................................... 43 7. SONUÇ ............................................................................................................. 47 KAYNAKLAR .................................................................................................................... 48 INTERNET KAYNAKLARI ............................................................................................... 49 ÖZGEÇMİŞ ......................................................................................................................... 50 iii SİMGE LİSTESİ C Kapasite Bant Genişliği Isıl gürültü güç yoğunluğu Sinyal gücünün gürültü gücüne oranı Değişik güç kazanclarına sahip alt kanallar (k,q). alt kanal güç yerleşimi SNR verimliliği Bant verimliliği Yatay sönümlemeli alt kanal sayısı Bit hızı Bit enerjisi Alt taşıyıcı bant genişliği Aşağı link alt taşıyıcı sayısı Aşağı link sembol sayısı Kaynak bloğu alt taşıyıcı sayısı Yukarı link sembol sayısı Aşağı link referans sinyali başlıkları bant verimliliği Aşağı link senkronizasyon sinyali başlıkları bant verimliliği Aşağı link BCH başlıkları bant verimliliği ACLR başlıkları bant verimliliği CP başlıkları bant verimliliği Aşağı link referans sinyali başlıkları bant verimliliği Aşağı link senkronizasyon sinyali başlıkları bant verimliliği Aşağı link BCH başlıkları bant verimliliği Yukarı link RAP başlıkları bant verimliliği Aşağı link L1/L2 kontrol sinyalleşmesi başlıkları bant verimliliği Yukarı link L1/L2 kontrol sinyalleşmesi başlıkları bant verimliliği Aşağı link link seviyesi bant verimliliği Aşağı link sistem seviyesi bant verimliliği Yukarı link link seviyesi bant verimliliği Yukarı link sistem seviyesi bant verimliliği PRx Alıcıya gelen güç PTx Verici çıkış gücü GTx Verici anten kazancı GRx Alıcı anten kazancı LTx Verici kablo kayıpları ve diğer kayıplar LRx Alıcı kablo kayıpları ve diğer kayıplar Planlama toleransı Yol kaybı NF Gürültü faktörü Hizmet veren s. hücre ile k. kullanıcı arasındaki kanal kazancını S. hücrenin verici gücü iv KISALTMA LİSTESİ 3GPP Third Generation Partnership Project Üçüncü Nesil Ortaklık Projesi ACLR Adjacent Channel Leakage Ratio Yan Kanal Sızıntı Oranı aGW Access Gateway Erişim Geçit Santrali AMC Adaptive Modulation and Coding Uyarlanabilir Modülasyon ve Kodlama AMPS Advanced Mobile Telephony System Gelişmiş Mobil telefon Sistemi AWGN Additive white Gaussian noise Eklenenir Beyaz Gauss Gürültüsü BER Bit Error Rate Bit Hata Oranı CP Cyclic Prefix Periyodik Önek CQI Channel Quality Indicator Kanal Kalite Göstergesi CSI Channel State Information Kanal Durum Bilgileri DHCP Dynamic Host Configuration Protocol Dinamik Sunucu Ayarları Protokolu DL-SCH Downlink Shared Channel Aşağı link Paylaşımlı Kanal EDGE Enchanced Data rates for GSM Evolution GSM Evrimi için Geliştirilmiş Veri Hızları E-NodeB Evolved – Node B Evrimleşmiş Baz İstasyonu EPC Evolved Packet Core Evrimleşmiş Paket Çekirdek Şebekesi ETSI European Telecommunications Standards Institute Avrupa telekomunikasyon standartları enstitüsü E-UTRAN Evolved – UMTS Terrestial Radio Access Network Evrimleşmiş – UMTS Karasal Radyo Erişim Şebekesi FDD Frequency Division Duplex Frekans Bölmeli Çoğullama GGSN Gateway GPRS Support Node Geçit GPRS Destek Düğümü GPRS General Packet Radio Service Paket Anahtarlamalı Radyo Hizmeti GSM Global System for Mobile Communications Küresel Mobil Haberleşme Sistemi GTP GPRS Tunelling Protocol GPRS tünelleme protokolü HSS Home Subscriber Server Abone Veritabanı Sunucusu IP Internet Protocol İnternet Protokolü J-TACS Japanese Total Access Communication System Japon Genel Erişim Haberleşme Sistemi v LOS Line of Sight Doğrudan Görüş Hattı LTE Long Term Evolution Uzun Vadeli Evrim MCS Modulation and Coding Scheme Modülasyon ve Kodlama Planını ME Mobile Equipment Mobil Cihaz MIMO Multiple Input Multiple Output Çoklu Giriş Çoklu Çıkış MME Mobility Management Entity Hareket Yöetim Aygıtı NLOS None Line of Sight Doğrudan Görüş Hattı Olmayan NMT Nordic Mobile Telephony Nordic Mobil Telefon OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access Dikey Frekans Bölmeli Çoklu Erişim PBCH Phsicaly Broadcast Channel Fiziksel Yayın Kanalı PCRF Policy Control and Charging Rules Function Davranış Kontrol ve Ücretlendirme Kuralları Fonksyonları PDN-GW Packet Data Network Gateway Paket Veri Şebekesi Ağ Geçidi PMIP Proxy Mobile IP Vekil Gezgin IP PRACH Physicaly Random Access Channel Fiziksel Rastlantısal Erişim Kanalı PSS Primary Synchronization Signal Birincil Senkronizasyon Sinyali PUCCH Physical Uplink Control Channel Fiziksel Yukarı Link Kontrol Kanalı PUSCH Physical Uplink Shared Channel Fiziksel Yukarı Link Paylaşımlı Kanalı QAM Quadrature Amplitude Modulation Dördül Genlik Modülasyonu QPSK Quadrature Phase Shift Keying Dördül Faz Kaydırmalı Anahtarlama RB Resource Block Kaynak Bloğu RE Resource Element Kaynak Elementi RNC Radio Network Controller Radyo Şebeke Denetçisi RSRP Reference Signal Received Power Alıcıya Gelen Referans Sinyal Gücü SAE-GW System Architecture Evolved – Gateway Gelişmiş Sistem Mimari Ağ Geçidi SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access Tek Taşıyıcılı Frekans Bölmeli Çoklu Erişim vi SGSN S-GW SINR SISO SNR SSS TACS TDD TTI UE UMTS UP U-SIM Serving GPRS Support Node Servis GPRS Destek Düğümü Serving Gateway Servis Sağlayıcı Geçit Signal to Interference and Noise Ratio Sinyal Girişim ve Gürültü Oranının Single Input Sıngle Output Tek Girişli Tek Çıkışlı Signal to Noise Ratio Sinyal Gücünün Gürültü Gücüne Oranı Secondary Synchronization Signal İkincil Senkronizasyon Sinyali Total Access Communication System Genel Erişim Haberleşme Sistemi Time Division Duplex Zaman Bölmeli Çoğullama Transmission Time Interval İletim Zaman Aralığı User Equipment Kullanıcı Cihazı Universal Mobile Telecommunications System Evrensel Mobil Haberleşme Sistemi User Plane Kullanıcı Düzlemi Universal Subscriber Identity Module Evrensel Abone Kimlik Modülü vii ŞEKİL LİSTESİ Şekil 2.1 Hücresel telsiz şebeke teknolojisi gelişimi[24]......................................................... 3 Şekil 2.2 OFDM ve SC – FDMA zaman frekans düzlemi yerleşimi ....................................... 7 Şekil 2.3 OFDM sinyali ......................................................................................................... 8 Şekil 2.4 Zaman-frekans düzleminde OFDM sembollerinin yerleşimi[26] .............................. 9 Şekil 2.5 FDMA yapısı[3] .................................................................................................... 10 Şekil 2.6 SC – FDMA çerçevesi[3] ...................................................................................... 10 Şekil 2.7 SU-MIMO ve MU-MIMO yapısı [17] ................................................................... 11 Şekil 2.8 MIMO çalışma yapısı[17]...................................................................................... 12 Şekil 3.1 3. ve 4. nesil şebeke mimarileri.............................................................................. 13 Şekil 3.2 LTE çekirdek şebekesi[2] ...................................................................................... 14 Şekil 3.3 P-GW bağlantıları ve fonksiyonları[2] ................................................................... 15 Şekil 3.4 S-GW bağlantıları ve fonksiyonları[2] ................................................................... 16 Şekil 3.5 MME bağlantıları ve fonksiyonları[2] ................................................................... 17 Şekil 3.6 PCRF bağlantıları ve fonksiyonları[2] ................................................................... 18 Şekil 3.7 LTE erişim şebekesi[2] .......................................................................................... 18 Şekil 3.8 eNodeB bağlantıları ve fonksiyonları[2] ................................................................ 19 Şekil 4.1 OFDM sembol yapısı ............................................................................................ 22 Şekil 4.2 Aşağı link normal periyodik önekli referans sinyal yapısı[11]................................ 23 Şekil 4.3 Yukarı link normal periyodik önekli referans sinyal yapısı[8] ................................ 24 Şekil 4.4 FDD modunda PSS-SSS çerçeve ve zaman dilimi yapısı[3] ................................... 25 Şekil 4.5 TDD modunda PSS-SSS çerçeve ve zaman dilimi yapısı[3] .................................. 25 Şekil 4.6 Zaman-frekans düzleminde PSS ve SSS yerleşimi[3] ............................................ 26 Şekil 4.7 PBCH yapısı ......................................................................................................... 27 Şekil 4.8 Rastlantısal erişim iletimi[8] .................................................................................. 27 Şekil 4.9 Yukarı link L1/L2 kontrol sinyalleşmesi kaynak yapısı[8] ..................................... 28 Şekil 4.10 SNR verimliliği ................................................................................................... 31 Şekil 4.11 SNR verimliliği ................................................................................................... 32 Şekil 4.12 MIMO kapasitesi ................................................................................................. 33 Şekil 4.13 Trafik ve veri hızı bazlı boyutlandırma[2]............................................................ 34 Şekil 5.1 900 MHz mikro hücre kentsel alan yol kayıpları .................................................... 36 Şekil 5.2 2000 MHz mikro hücre kentsel alan yol kayıpları .................................................. 36 Şekil 5.3 900 MHz mikro hücre kentsel alan alıcıya gelen güç grafiği .................................. 38 Şekil 5.4 2000 MHz mikro hücre kentsel alan alıcıya gelen güç grafiği ................................ 39 Şekil 5.5 Girişim sinyal oranına bağlı veri hızı kaybı grafiği[3] ............................................ 41 Şekil 5.6 Kullanıcıların hücre merkezine yakın olduğu durum .............................................. 41 Şekil 5.7 Kullanıcıların hücre kenarında olduğu durum ........................................................ 41 Şekil 5.8 Parçalı frekans kullanımı[3]................................................................................... 42 Şekil 6.1 Test aşamasındaki LTE şebekesi ........................................................................... 43 Şekil 6.2 Aşağı ve yukarı link kapasitesi .............................................................................. 44 Şekil 6.3 Test şebekesinin veri hızı boyutlandırması............................................................. 46 viii ÇİZELGE LİSTESİ Çizelge 2.1 LTE ile UMTS karşılaştırması[3] ........................................................................ 4 Çizelge 2.2 3GPP‟nin belirlediği FDD bant listesi[2] ............................................................. 5 Çizelge 2.3 3GPP‟nin belirlediği TDD bant listesi[2] ............................................................. 5 Çizelge 2.4 LTE aşağı link CQI tablosu[12] ........................................................................... 6 Çizelge 2.5 Bant genişliklerine karşılık kaynak bloğu sayısı[11] ............................................ 9 Çizelge 2.6 Periyodik önek uzunlukları[12]............................................................................ 9 Çizelge 4.1 20 MHz için aşağı link bant verimliliği katsayıları ............................................. 29 Çizelge 4.2 20 MHz için yukarı link bant verimliliği katsayıları ........................................... 30 Çizelge 4.3 SNR ve bant verimlilikleri katsayıları ................................................................ 32 Çizelge 4.4 Kullanıcı cihazları kategorileri[27] .................................................................... 34 Çizelge 5.1 Kullanılan parametreler ..................................................................................... 38 Çizelge 5.2 Hesaplanan hücre yarıçapları ............................................................................. 39 Çizelge 6.1 Test şebekesinin çalışma parametreleri .............................................................. 43 Çizelge 6.2 Şebekenin aşağı link hesabı ............................................................................... 45 Çizelge 6.3 Şebekenin yukarı link hesabı ............................................................................. 45 ix ÖNSÖZ Bitirme tezi çalışmam süresince değerli zamanını ayıran, bilgi ve deneyimlerini paylaşan, çalışmalarımı yönlendiren ve herzaman destek olan proje danışmanım sayın Yrd. Doç. Dr. Aktül Kavas‟a ayrıca çalışmalarımda büyük katkıları bulunun Betül Altınok ve Yüksel Yılmaza son olarak eğitimime sonsuz katkıları olan aileme teşekkürü borç bilirim. Mayıs 2011 Ahmet ÇALIŞKAN x ÖZET Günümüzde teknolojinin gelişmesiyle birlikte cep telefonları üzerinden gerçek zamanlı oyun, televizyon, internet ve akışkan video gibi yüksek veri hızları gerektiren uygulamalara olan talep hızla artmıştır. Artan talebi karşılamak üzere 3. Nesil Ortaklık Projesi (3GPP) tarafından uzun vadeli evrim (LTE) standartları geliştirilmiştir. Bugün itibariyle uzun vadeli evrim hücresel telsiz şebeke teknolojisinde gelinen son standart olup dünya üzerinde 19 adet uzun vadeli evrim hizmeti veren şebeke mevcuttur. Bu çalışmada 3GPP Versiyon 8 standartları esas alınarak, uzun vadeli evrim şebekesi boyutlandırması için uzun vadeli evrim teknolojisi özelliklerinin tanımlanmasının ardından, kapasite ve kapsama hesaplamaları için model ve metotlar tanımlanmış ve hesaplamalar MATLAB ortamında gerçekleştirilmiştir. Elde edilen hesaplama sonuçları ülkemizde de test aşamasında olan sistem sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Anahtar Kelimeler: Dördüncü nesil, LTE,kapsama, kapasite, uzun vadeli evrim, link hesaplamaları, sistem hesaplamaları xi ABSTRACT Nowadays, with the development of technology in real time games, television, internet and video streaming applications via mobile phones that require high data rates by the demand has increased rapidly. To meet the increasing demand by the Third Generation Partnership Project (3GPP), long-term evolution (LTE) standard was developed. Today the long-term evolution is the latest cellular wireless network technology and 19 long-term evolution network available in the in the world. This study is based on 3GPP standards, Version 8, the long-term evolution after the identification of technology features for designing long-term evolution network, capacity and coverage calculations, and calculations made on MATLAB for defined model and methods. Calculation results compared withthe results of the testing system obtained in our country. Keywords: The fourth-generation, LTE, coverage, capacity, long-term evolution, link calculations, system calculations xii 1 1. GİRİŞ Telgrafla sınırlı bir başlangıç yapan, telefonun keşfi ile de bireysel iletişimin yolunu açan haberleşme teknolojileri; mobil telefonların ilk nesli olan analog mobil telefonların ardından 2. Ve 3. nesil sistemlerle birlikte günümüzde cep telefonu, akıllı mobil cihazlarla yüksek hızlı internet erişimi gibi yüksek hız ve bant genişliği gerektiren hizmetleri sunmaktadır. Bu hizmetlerin kullanımının artması ile birlikte talebi karşılamak üzere 3. Nesil Ortaklık Projesi (3GPP) tarafından uzun vadeli evrim (LTE) standartları geliştirilmiştir. Şu anda dünya 14 farklı ülkede 19 uzun vadeli evrim şebekesi hizmet vermektedir.[1] 4. nesil olan uzun vadeli evrim standardının genel amacı, kullanıcılara internet tabanlı ve çoklu ortam hizmetlerini hızlı ve verimli bir biçimde verebilmektir. 4. nesil sistemler tarafından sağlanacak hizmetler, ikinci ve üçüncü nesil sistemler tarafından sağlanan ses ağırlıklı hizmetler ile karşılaştırıldığında, tamamen veri bazlı hizmetler olarak karakterize edilebilir. Bu hizmetler, kullanıcıya çoklu ortam yetenekleri kazandıracaktır. Bir başka deyişle kullanıcıya veri, müzik ve gerçek zamanlı video gibi çeşitli hizmetler eş zamanlı olarak sağlanabilecektir. 4. nesil haberleşme sistemleri, kullanıcılarına çoklu ortam haberleşmesi, internet erişimi, hareketli ve hareketsiz resim transferi, görüntülü konuşma, gerçek zamanlı oyun gibi hizmetler için gerekli servis kalitesini sağlayabilmek amacıyla yüksek veri hızlarını destekleyebilmektedir. Bu tezde ana amaç, uzun vadeli evrim erişim şebekesinin tasarımında kullanılan model ve metodların incelenmesi ve bu model ve metodların sonucunun ülkemizde henüz test aşamasında olan bir şebekenin parametreleri ile karşılaştırılmasıdır. 2. bölümde mobil haberleşme sistemlerinin gelişimi ve LTE özellikleri anlatılmaktadır. Birinci ve ikinci nesil sistemlerden bahsedildikten sonra üçüncü ve dördüncü nesil sistemlerin karşılaştırması yapılmış ve LTE standardının erişim teknolojileri kullandığı çerçeve yapıları ve modülasyonlar anlatılmıştır. 3. bölümde LTE erişim ve çekirdek şebekeleri anlatılmış ve topolojideki her düğüm çalışma şekli ile birlikte tek tek açıklanmıştır. 4. bölümde LTE radyo arayüzünün kapasitesinin hesaplanabilmesi için gerekli modeller incelenmiş ve radyo arayüzünün kapasitesi hesaplanmıştır 5. bölümde LTE radyo arayüzün kapsama alanının hesaplanabilmesi için gerekli modeller incelenmiş ve örnek değerler için kapsama hesaplamaları yapılmıştır. 6. bölümde ise test şebekesi için kapasite ve kapsama hesaplamaları yapılmıştır. 2 2. MOBİL HABERLEŞME GELİŞİMİ VE LTE TEKNİK ÖZELLİKLERİ 2.1 Mobil Şebekelerin Gelişimi Hücresel telsiz şebeke teknolojisinin gelişimine bakacak olursak, hücre kavramı ilk olarak 1947‟de ünlü Bell Laboratuvarları‟nda ortaya ortaya atılmıştır. Hücrelerin kullanımı kapsanacak alanın daha küçük parçalara bölünelerek her parçanın kendine ait farklı frekanslarda çalışan baz istasyonları ile telsiz şebeke kapasitesinin arttırılması prensibine dayanmaktadır. İlk sistemler, ulusal sınır ile sınırlandırılmış olup küçük bir kullanıcı sayısına ulaşabildi. Kullanıcı cihazları çok pahalı, biçimsiz, çok güç tüketen cihazlar idi bu nedenle pratik olarak sadece araç içlerinde kullanılabiliyordu. Ticari amaçlı büyük ölçekli ilk hücresel telsiz şebekesinin gelişimi 1980‟lerdedir, „1. Nesil Sistemler‟ olarak adlandırılmıştır. 1. Nesil olarak adlandırılan sistemler dünya genelinde birbirinden bağımsız olarak geliştirilmiş birkaç analog hücresel telsiz şebekesinden oluşmaktadır. Bunlar, Amerika‟da, Gelişmiş Mobil telefon Sistemi (Advanced Mobile Telephony System, AMPS) İngiltere‟de, Genel Erişim Haberleşme Sistemi (Total Access Communication System, TACS) İskandinav ülkelerinde, Nordic Mobil Telefon (Nordic Mobile Telephony, NMT) Japonya‟da, Japon Genel Erişim Haberleşme Sistemi (Japanese Total Access Communication System, J-TACS) Geniş çaplı dolaşım ilk defa GSM (Global System for Mobile Communications) olarak bilinen 2. Nesil sistemin geliştirilmesi ile mümkün olmuştur. GSM‟in başarısı bir grup firmanın uzman mühendislerinin bir araya gelerek ETSI (European Telecommunications Standards Institute) çatısı altında sistemi geliştirmesindedir. Bununla birlikte GSM güçlü, diğer sistemlerle birlikte çalışabilen ve kabul gören standart haline gelmiştir. Şekil 2.1‟i inceleyecek olursak teknolojinin gelişim süreci daha rahat anlaşılabilir. Faz 1,2 kısmında yukarıda anlattılan tamamen devre anahtarlamalı sistemi kapsamaktadır. Faz 2+ ise 2,5. Nesil olan GPRS, R97 ise 2,75. Nesil olan EDGE anlamına gelmektedir. GPRS sistemi mevcut GSM şebekesi üzerinden yüksek hızlı ve uçtan uca paket veri iletimi sağlayan bir teknolojidir. Veri hızları teorik olarak 9 ile 115 Kb/sn arasındadır. Uygulamada ise veri hızları 50 Kb/sn seviyelerinde gerçekleşmektedir. GSM sisteminde kullanılan modülasyon 3 metodunun değiştirilmesi ile oluşturulan EDGE sistemi ile ise veri hızları 384Kb/sn seviyelerine çıkartılmıştır Versiyon 99‟da (R99) ise 3. Nesil sistemlere adım atılmıştır. Çekirdek şebeke kısmında ise önceki versiyonlara göre ciddi değişiklikler olup hem devre anahtarlama hem paket anahtarlama kullanılmaktadır. Versiyon 5,6,7‟de ise mevcut 3. Nesil şebeke elemanları değiştirilmeden bazı topoloji değişiklikleri ve yazılım güncellemeleri yapılarak veri hızları arttırılmıştır. Şekil 2.1 Hücresel telsiz şebeke teknolojisi gelişimi[24] Son kullanıcıların gün geçtikçe artması ve internet, televizyon, gerçek zamanlı oyun gibi yüksek veri hızları gerektiren uygulamalara olan talebin artması ile birlikte 2. Nesil sistemlerin talebi karşılayamaz duruma geldikleri için 3. Nesil sistemler ve ardından 4. Nesil sistemler geliştirilmiştir. Uzun Vadeli Evrim (LTE) gelişen mobil haberleşme sistemlerinde son adımlardan biridir. 4 LTE teknolojisini daha iyi anlamak için 3. Nesil UMTS sistemi ile karşılaştıralım. Çizelge 2.1‟den anlaşılacağı gibi 3. Nesil sistemlerin kapasitesinin çok üstünde olduğu görülmektedir. Uplink Downlink Çizelge 2.1 LTE ile UMTS karşılaştırması[3] maksimum iletim hızı maksimum bant verimi Ortalama hücre bant verimi Hücre kenarında bant verimi Tüme gönderim(Broadcast) bant verimliliği maksimum iletim hızı maksimum bant verimi Ortalama hücre bant verimi System Hücre kenarında bant verimi Kullanıcı düzlemi gecikmesi Bağlantı kurulma gecikmesi Çalışma Bantgenişliği LTE UMTS 100 Mbit 7 x 14 Mbit 5 bps/Hz 3 bps/Hz 1.6 - 2.1 3-4 x 0.53 bps/Hz/hücre bps/Hz/hücre 0.04 - 0.06 bps/Hz/Kullanıc 2-3 x 0.02 ı bps/Hz Yorum 20 Mhz FDD ve 2x2 MIMO kullanıldığı durumda 2x2 MIMO ve IRC alıcı kullanıldığı durumda Hücre başına 10 kullanıcı durumunda 1 bps/hz Mevcut değil 50 Mbit 2.5 bps/Hz 0.66 - 1 bps/Hz/hücre 0.04 - 0.06 bps/Hz/Kullanıc ı 5 x 11 Mbit 2 bps/Hz 2-3 x 0.33 bps/Hz 20 Mhz FDD ve 2x2 MIMO kullanıldığı durumda 2-3 x 0.01 bps/Hz Hücre başına 10 kullanıcı durumunda 2x2 MIMO ve IRC alıcı kullanıldığı durumda 10 ms 100 ms 1.4 - 20 Mhz 5 Mhz 2.2 Tanımlanmış LTE Bantları 3GPP‟nin belirlediği LTE frekans bantları 17 Frekans Bölmeli Çoğullamalı (Frequency Division Duplex, TDD) ve 8 Zaman Bölmeli Çoğullamalı (Time Division Duplex, TDD) banttan oluşmaktadır. Çizelge 2.2‟de FDD ve Çizelge 2.2‟de TDD bantlar görülmektedir. Bazı bantlar diğer teknolojiler tarafından kullanılmaktadır, LTE kendinden önceki teknolojilerle birlikte çalışabilecek şekildedir. 5 Çizelge 2.2 3GPP‟nin belirlediği FDD bant listesi[2] Çalışma Bandı 3GPP adı Toplam Spektrum Yukarı link Aşağı link Bant 1 Bant 2 Bant 3 Bant 4 Bant 5 Bant 6 Bant 7 Bant 8 Bant 9 Bant 10 Bant 11 Bant 12 Bant 13 Bant 14 Bant 17 Bant 18 Bant 19 2100 1900 1800 1700/2100 850 800 2600 900 1700 1700/2100 1500 US700 US700 US700 US700 Japan800 Japan800 2x60 MHz 2x60 MHz 2x75 MHz 2x45 MHz 2x25 MHz 2x10 MHz 2x70 MHz 2x35MHz 2x35MHz 2x60 MHz 2x25 MHz 2x18 MHz 2x10 MHz 2x10 MHz 2x10 MHz 2x30 MHz 2x30 MHz 1920-1980 1850-1910 1710-1785 1710-1755 824-849 830-840 2500-2570 880-915 1750-1785 1710-1770 1427.9-1452.9 698-716 777-787 788-798 714-716 815-130 830-845 2110-2170 1930-1990 1805-1880 2110-2155 869-894 875-885 2620-2690 925-960 1845-1880 2110-2170 1475.9-1500.9 728-746 746-756 758-768 734-746 860-875 875-890 Çizelge 2.3 3GPP‟nin belirlediği TDD bant listesi[2] Çalışma Bandı 3GPP adı Yukarı link Aşağı link Bant 33 Bant 34 Bant 35 Bant 36 Bant 37 Bant 38 Bant 39 Bant 40 UMTS TDD1 UMTS TDD2 US1900 UL US1900 DL US1900 2600 UMTS TDD 2300 1x20 MHz 1x15 MHz 1x60 MHz 1x60 MHz 1x20 MHz 1x50 MHz 1x40 MHz 1x50 MHz 1900-1920 2010-2025 1850-1910 1930-1990 1910-1930 2570-2620 1880-1920 2300-2400 2.3 LTE’de Uyarlanabilir Modülasyon ve Kodlama LTE teknolojisinde kullanılan modülasyon türleri Dörtlü Faz Kaydırmalı Anahtarlama (Quadrature Phase Shift Keying, QPSK), 16-QAM ve 64-QAM olarak tanımlanmıştır. İlk ikisini tüm LTE uyumlu cihazlar desteklerken, 64-QAM modülasyonunu sadece uyumlu cihazlar desteklemektedir. Hücresel haberleşme sistemlerinde, kullanıcı cihazlarına gelen sinyal kalitesi, hücre içi servis veren baz istansyonu kanal kalitesine, diğer hücrelerden gelen girişim seviyesine ve ortamdaki gürültü seviyesine bağlıdır. Kullanılan iletim gücünü, sistem kapasitesi ve kapsamayı, en uygun şekilde tutmak için verici alınan sinyaldaki bilgi veri hızını her kullanıcı 6 için karşılaştırır. Bu işlemde Uyarlanabilir Modülasyon ve Kodlama (Adaptive Modulation and Coding, AMC) tekniğine dayanan link uydurmadır. Modülasyon planı ve kod hızından oluşmuştur. Modülasyon Planı: Düşük seviyeli modülasyonlar (QPSK gibi sembol başına birkaç bitten oluşan modülasyonlar) girişim etkilerine daha dayanıklı ve iyi bir iletim sağlarken düşük hızlı iletime sebep oluyor. Yüksek seviyeli modülasyonlar (64-QAM gibi sembol başına daha çok bitten oluşan modülasyonlar) yüksek hızlı iletimsağlarken girişim etkilerine dayanıksızdır. Bu nedenle sadece Sinyal Girişim ve Gürültü Oranının (Signal to Interference and Noise Ratio, SINR) belirli bir seviyede olduğu durumlarda kullanılabilir. Kod Hızı: Kullanılan modülasyonda veri hızı radyo link koşullarına göre seçilebilir. Kötü kanal koşullarında düşük veri hızları kullanılırken SINR‟ın yeterli seviyede olduğu durumlarda daha yüksek veri hızları kullanılır. LTE aşağı link iletim için, baz istasyonu Modülasyon ve Kodlama Planını (Modulation and Coding Scheme, MCS) kullanıcı cihazı tarafından yukarı linke gönderilen Kanal Kalite Göstergesi (Channel Quality Indicator, CQI) geri beslemesine göre seçer. Kanal kalite göstergesi geri beslemesi, kullanıcı cihazı tarafından kanal tarafından sağlanabilecek veri hızlarını seçmek için bir belirteçtir. Bu belirteç sayesinde baz istasyonu QPSK, 16-QAM ve 64-QAM şeması arasından kod hızına göre seçim yapar. LTE yukarı link iletimi için, link uyum işlemi aşağı linktekine benzerdir. MCS seçimi baz istasyonu kontrolü altındadır. Fakat baz istasyonu direkt olarak da kanal yukarı link veri hızlarını kanal seslendirmesi ile hesaplayabilir. 3GPP standartları tarafından desteklenen CQI değerleri ile birlikte modulasyon şeması ve kod hızları çizelge 2.4‟te verilmiştir. Çizelge 2.4 LTE aşağı link CQI tablosu[12] 1 2 3 4 5 6 7 8 Modülasyon QPSK QPSK QPSK QPSK QPSK QPSK QPSK 16-QAM Kod Hızı (k/n) 1/8 1/5 1/4 1/3 1/2 2/3 4/5 1/2 7 9 10 11 12 13 16-QAM 16-QAM 64-QAM 64-QAM 64-QAM 2/3 4/5 2/3 3/4 4/5 2.4 LTE’de Çoklu Erişim LTE de çoklu erişim 3. Nesil sistemlerden biraz farklıdır. Aşağı link çoklu erişim Dikey Frekans Bölmeli Çoklu Erişim (Orthogonal Frequency Division Multiple Access, OFDMA) tekniğine dayanırken yukarı link çoklu erişim, Tek Taşıyıcılı Frekans Bölmeli Çoklu Erişim (Single Carrier Frequency Division Multiple Access, SC-FDMA) tekniğine dayanır. Şekil 2.2‟de açıklayıcı bir şekilde anlatılmaktadır. Bununla birlikte LTE‟de çoklu anten iletimi, Çoklu Giriş Çoklu Çıkış (Multiple Input Multiple Output, MIMO), teknolojisi geliştirilmiştir. Şekil 2.2 OFDM ve SC – FDMA zaman frekans düzlemi yerleşimi 2.4.1 Dikey Frekans Bölmeli Çoklu Erişim (OFDMA) Dikey frekans bölmeli çoklu erişim tekniğine göre, veri büyük bant genişlikli tek taşıyıcı yerine merkez frekansı etrafında daha küçük alt taşıyıcılara ayrılarak gönderilir. Her bir alt taşıyıcının istenen örnekleme anında komşu alt taşıyıcının sıfır değeri olmalıdır. Bu şekilde taşıyıcılar arasında dikeylik sağlanır. LTE‟de alt taşıyıcılar arası frekans farkı 15 kHz olarak seçilmiştir. Şekil 2.3‟te gösterilmiştir. 8 Şekil 2.3 OFDM sinyali LTE aşağı linki daha ayrıntılı inceleyecek olursak, frekans domeninde tüm alt taşıyıcılar arasında 15 kHz fark bulunurken her bir OFDM sembolünde koruma zamanı olarak periyodik önek (Cyclic Prefix, CP) eklenmiştir. OFDM sembolünün devam süresi ise 1/∆f + periyodik önek olur. Bir kaynak bileşeni QPSK, 16-QAM, 64-QAM ile farklı sayıda bit taşır. OFDM sembolleri kaynak blokları şeklinde gruplanmıştır. Bir kaynak bloğu baz istasyonu programında tanımlanan en küçük bant genişlikli birimdir. Bir kaynak bloğu frekans domeninde 12 alt taşıyıcı toplam 180 kHz, zaman domeninde ise 0.5 ms 7 OFDM sembolünden oluşur (normal periyodik önek kullanıldığı durumda). Her 1 ms iletim zaman aralığı (Transmission Time Interval, TTI) iki slottan oluşmaktadır. Şekil 2.4‟te ayrıntılı bir şekilde görülebilir. Her kullanıcı zaman-frekans domeninde birkaç kaynak bloğuna yerleşmiştir. Kullanıcı nekadar çok kaynak bloğuna yerleşirse kaynak bileşenlerinde o derece yüksek modülasyon olur bununla birlikte daha yüksek bit hızlarına ulaşılır. 9 Şekil 2.4 Zaman-frekans düzleminde OFDM sembollerinin yerleşimi[26] Hangi bant genişliği seçilirse seçilsin kaynak bloklarının büyüklğü sabittir. Fakat kaynak bloklarının sayısı değişebilir. Çizelge 2.5‟ten farklı bant genişliklerinde kaynak blokları sayısını görülmektedir. Çizelge 2.5 Bant genişliklerine karşılık kaynak bloğu sayısı[11] Kanal Bant Genişliği (MHz) 1.4 3 5 10 15 20 Kaynak bloğu sayısı 6 15 25 50 75 100 Bir aşağı yönlü slot 6 veya 7 tane OFDM sembolü içerebilir. Bu sayı periyodik önekin normal periyodik önek veya genişletilmiş periyodik önek seçilmesi durumuna göre değişir. Genişletilmiş periyodik önek radyo kanalının yayılım gecikmesi ile daha geniş hücreleri kapsayabilir. Periyodik önek uzunlukları Çizelge 2.6‟da görülmektedir. Çizelge 2.6 Periyodik önek uzunlukları[12] µs cinsinden periyodik önek uzunluğu ilk sembol için 5.2 ilk sembol için 160 µs diğer diğer semboller için 144 semboller için 4.7 µs Kaynak Blok Sembol Örnekler içinde Genişliği sayısı periyodik önek uzunluğu Normal periyodik önek 12 7 Genişletilmiş periyodik önek 12 6 512 16.7 µs 10 2.4.2 Tek Taşıyıcılı Frekans Bölmeli Çoklu Erişim (SC-FDMA) Tek taşıyıcılı iletim verinin sadece tek bir taşıyıcı ile module edildiği anlamına gelir. Taşıyıcının fazının veya gengiliğinin yada her ikisinin değiştirilmesi ile ayarlanır. Frekans bölmeli çoklu erişim tekniğine göre farklı kullanıcılar Şekil 2.5‟teki gibi farklı taşıyıcılar yada alt taşıyıcılar kullanır. Şekil 2.5 FDMA yapısı[3] Yukarı linkte tek taşıyıcılı frekans bölmeli çoklu erişim hem Frekans Bölmeli Çoğullama (Frequency Division Duplex, FDD) hem Zaman Bölmeli Çoğullama (Time Division Duplex, TDD) modlarında çalışabilmektedir. SC-FDMA‟nın temel formu QAM modulasyonuna benzerdir. Pratikte işaretleşme 180 kHz lik kaynak blokları üzerinden yapılmaktadır. Çalışma mantığı aşağı linktekine benzerdir. Şekil 2.6 SC – FDMA çerçevesi[3] 11 SC-FDMA için baz istasyonu alıcısı kullanıcı cihazlarındaki OFDM vericisine göre çok daha karmaşıktır. Bunun sebebi ise alıcının karşı sembol girişimini sembol bloklarından sonra dağıtmasıdır, OFDM‟deki gibi her uzun sembolden sonra dağıtması gibi değildir. Bu da işlem gücüne ihtiyacı arttırır bununla birlikte SC-FDMA ile yukarı link mesafesi ve cihaz batarya ömründen kazanç sağlar. 2.5 LTE’de Çoklu Giriş Çoklu Çıkış (MIMO) Yapısı Çoklu giriş çoklu çıkış sistem formu uzun vadeli evrimin troughputu ve spektral verimliliği arttıran önemli yeniliklerinden biridir. Bu sayede alıcı ve verici tarafında birden çok anten kullanmak mümkün olmaktadır. LTE aşağı linki için 2x2 MIMO (Alıcı tarafında iki anten, verici tarafında iki anten) sistemi temel alınarak tasarlanmıştır. MIMO‟nun iki fonksyonel modu bulunmaktadır. Kullanılan moda göre farklı kazançlar elde edilmektedir. Uzaysal Çoğullama (Spatial Multiplexing) modu farklı veri katarının farklı uzaysal boyutlardan aynı kaynak blokları üzerinden gönderilmesi şeklinde yapılır buda veri hızını ve kapasiteyi arttırır. Diğeri ise İletim Çeşitliliği (Transmit Diversity) modudur. Gönderilen sinyaldeki sönümlemenin ve çokyolluluğun etkilerini gidermek için aynı işaretin farklı antenlerden iletilmesi şeklinde yapılır. Uzaysal çoğullama modunda veri katarları tek kullanıcıya yada birden çok farklı kullanıcıya gönderilebilir. Eğer tek kullanıcıya gönderiliyorsa SU-MIMO (Single User – Multi Input Multi Output), çok kullanıcıya gönderiliyorsa MU-MIMO (Multi User – Multi Input Multi Output), olarak adlandırılır. Şekil 2.7de daha ayrıntılı görülebilir. SU-MIMO tek kullanıcının veri hızını arttırır, MU-MIMO ise sistemin toplam kapasitesini arttırır. Şekil 2.7 SU-MIMO ve MU-MIMO yapısı [17] MIMO sisteminde iletim ilişkisini iletim kanal matrisi [H] ile tanımlayabiliriz. Katsayılar ise hij ile verici anten için j, alıcı anten için i alırsak alıcı ile verici arasındaki tüm mümkün olan yolları tanımlamış oluruz. Şekil 2.8‟de daha açık bir şekilde görülebilir. 12 Şekil 2.8 MIMO çalışma yapısı[17] Alınan sinyal vektörü y, iletilen sinyal vektörü x, gürültü vektörü de n‟dir. Bu durumda MIMO sisteminin iletim yapısı Şekil 2.8‟deki gibi formülize edilebilir. 13 3. LTE ŞEBEKE MİMARİSİ LTE önceki hücresel haberleşme sistemlerinden farklı olarak sadece paket anahtarlamalı şekilde geliştirilmiştir. Paket veri şebekesi ile kullanıcı cihazları arasındaki bağlantı İnternet Protokolü (Internet Protocol, IP) üzerinden sağlanır. Bütün hücresel sistemlerde olduğu gibi LTE‟de çekirdek şebeke ve erişim şebekesinden oluşmaktadır. Çekirdek şebeke, Evrimleşmiş Paket Çekirdek Şebekesi (Evolved Packet Core, EPC) olarak adlandırılmışken, erişim şebekesi de Evrimleşmiş-UTRAN (Evolved-UTRAN) olarak adlandırılmıştır. LTE çekirdek şebeke ve erişim şebekelerinin ikisine birden ise Evrimleşmiş Paket Sistemi (Evolved Packet System, EPC) denmektedir. Şekil 3.1‟de 3. ve 4. Nesil şebeke mimarileri görülmektedir. Arada bazı farklılıklar görülmektedir bu farklılkları daha yakından inceleyelim.[2][3] Şekil 3.1 3. ve 4. nesil şebeke mimarileri 3.1 Çekirdek Şebeke Çekirdek şebeke, taşıyıcıların sağlanması ve kullanıcı cihazlarının kontrolu başta olmak üzere LTE şebekesinin en önemli kısmıdır. Baz istasyonları ile diğer şebekeler (internet şebekesi, telefon şebekesi vb.) arasındaki bağlantıları yönetir ve sağlar. Şekil 3.1den de görüleceği gibi 3. ve 4. Nesil arasında ciddi farklılıklar vardır. 3. Nesildeki Servis GPRS Destek Düğümü (SGSN) ile Geçit GPRS Destek Düğümü (GGSN) 4. Nesildeki Gelişmiş Sistem Mimari Ağ Geçidi (SAE-GW) diğer adı ile erişim geçit santrali (aGW) içine birleştirilerek eklenmiştir. Çekirdek şebeke Paket Veri Şebekesi Ağ Geçidi (Packet Data Network Gateway, PDN-GW), 14 Servis Sağlayıcı Ağ Geçit (Serving Gateway), Hareket Yönetim Aygıtı (Mobility Management Entity, MME), Davranış Kontrol ve Ücretlendirme Kuralları Fonksyonları (Policy Control and Charging Rules Function, PCRF), Abone Veritabanı Sunucusu (Home Subscriber Server, HSS) düğümlerinden oluşmaktadır. Bu yapıları daha yakından inceleyelim. Şekil 3.2 LTE çekirdek şebekesi[2] 3.1.1 Gelişmiş Sistem Mimari Ağ Geçidi (SAE-GW) Gelişmiş sistem mimarisi ağ geçidi elemanı fiziksel olarak tek cihaz olarak görülsede aslında paket veri şebekesi ağ geçidi (PDN-GW) ve servis sağlayıcı alt geçidi (S-GW) cihazlarının birleşmesinden oluşur. 3. Nesil sistemlerdeki GGSN ve SGSN‟nin tünel fonksyonlarının birleştirilmesi ile meydana gelmiştir. Böyle bir işlemin 3. Nesil sistemlere göre getirdiği üstünlük ise kullancı düzlemi ile kontrol düzlemini tamamen birbirinden ayırmasıdır. SGSN‟nin bütün kontrol düzlemi görevleri MME cihazına aktarılmış ve tüm kullanıcı düzlemi görevleri GGSN ile birleştirilip SAE-GW cihazı oluşturulmuştur. Bu da şebekeye çok ciddi esneklik sağlamakta ve kontrol düzlemi trafiğinin kullanıcı düzlemi trafiği üzerindeki kısıtlayıcı etkisi tamamen kaldırılmıştır. 3.1.1.1 Paket Veri Şebekesi Ağ Geçidi (PDN-GW) Paket veri şebekesi ağ geçidi, çekirdek şebeke ile diğer paket veri şebekeleri arasındaki kenar ağ geçididir. Sistemdeki en üst seviye hareket bağlantı elemanıdır. Kullanıcılar bir S-GW‟den başka bir S-GW servis alanına girdiğinde PDN-GW içinde anahtarlanması gerekir. Aynı zamanda kullanıcı cihazlarına IP adresini sağlayan elemandır. Kullanıcı cihazlarına paket veri şebekelerine (internet, vb.) bağlanmak istediklerinde PDN-GW üzerinde bulunan Dinamik 15 Sunucu Ayarları Protokolu (DHCP) tarafından IP adresleri atanır. IP versiyon 4 ve versiyon 6 uyumludur. Teknolojinin hızla ilerlemesinden dolayı IP versiyon 4‟ün gereksinimleri karşılayamadığı düşünüldüğünde sadece versiyon 6 kullanılacağı öngörülebilir. Şekil 3.3 P-GW bağlantıları ve fonksiyonları[2] 3.1.1.2 Servis Sağlayan Ağ Geçidi (S-GW) LTE mimarisinde S-GW‟nin en önemli görevi kullanıcı düzlemi (User Plane, UP) tünelleri kontrol ve anahtarlama işlemleridir. S-GW‟nin kullanıcı düzlemi arayüzlerinin tamamı GPRS tünelleme protokolü (GPRS Tunelling Protocol, GTP) tünellerine sahiptir. IP servis akışı ve GTP tünelleri arasındaki eşleşmeler PDN-GW‟de yapılır ve S-GW‟nin PCRF‟ye bağlı olmasına gerek yoktur. Bütün kontrol GTP tünellerine aittir, MME veya PDN-GW‟den gelir. S5/S8 arayüzünde Vekil Gezgin IP (Proxy Mobile IP, PMIP) protokolü işlediği zaman S5/S8 arayüzündeki IP servis akışı ile S1-U arayüzündeki GTP tünelleri arasındaki eşleştirmeyi S-GW yapar, bu işlem sırasında eşleştirme bilgilerini almak için PCRF‟ye bağlanır. S-GW kontrol fonksyonları bazında çok az göreve sahiptir. Sadece kendi kaynaklarından ve kullanıcı için taşıyıcıların kurulması, düzenlenmesi ve tahsis edilmesi için MME, PDN-GW ve PCRF‟den gelen istekleri sağlar. Baz istasyonları arasındaki hareketlilik sırasında S-GW yerel aktarmaların yönetilmesinde de rol oynar. Aktarma sırasında MME kullacı için oluşturulan tünelin bir baz istasyonundan 16 başka bir baz istasyonuna anahtarlanması için komut gönderir S-GW‟de aktarmayı sağlar. Şekil 3.4 S-GW bağlantıları ve fonksiyonları[2] 3.1.2 Hareket Yönetim Aygıtı (MME) Hareket yönetim aygıtı LTE çekirdek şebekesindeki temel kontrol elemanıdır. Genellikle operatörlerin yerleşkelerindeki güvenli bir alanda bulunan bir sunucudur. Sadece kontrol düzleminde çalışır, kullanıcı düzlemi veri yollarına karışmaz. MME‟nin temel görevleri şunlardır, Kimlik Doğrulama ve Güvenlik: Bir kullanıcı cihazı şebekeye ilk defa girdiği zaman önce MME kimlik doğrulamasını başlatır. Kalıcı kimlik bilgilerini önce bulunduğu şebekeden veya kullanıcı cihazının kendisinden ister ardından kalıcı kimlik bilgisi ile abone veritabanı sunucusundan kullanıcı bilgilerini içeren kimlik doğrulama vektörünü ister ve karşılaştırır. Doğrulama bu şekilde yapılmaktadır. Hareket Yönetimi: MME servis alanındaki bütün kullanıcı cihazlarının konumlarını saklar, servis alanına yeni bir kullanıcı cihazı girdiğinde ise cihaz için bir giriş yaratır ve HSS ve yeni cihazın bağlı bulunduğu şebeke ile haberleşir. Aktarma sırasında baz istasyonları ve S-GW‟ler arasındaki haberleşmeyide yönetir. Abone Profili ve Servis Bağlanabilirliği Kontrolü: Kullnıcı cihazlarına hangi paket veri şebekeleri bağlantılarının sağlanacağı abone profilinde mevcuttur. Aboneye tanımlanan 17 servisler bu şekilde belirlenir. Şekil 3.5 MME bağlantıları ve fonksiyonları[2] 3.1.3 Davranış Kontrol ve Ücretlendirme Kuralları Fonksyonları (PCRF) LTE mimarisindeki davranış kuralları ve ücretlendirme kurallarını barındıran çekirdek şebeke düğümüdür. Servis kalitesinin nasıl tutulacağı ile ilgili QoS sınırları içinde karar verir. PDN-GW ve S-GW‟ye davranış kuralları ile ilgili bazı bilgileri sağlar. PCRF genellikle diğer çekirdek şebeke elemanları gibi operatörün anahtarlama merkezlerine yerleştirilmiş bir sunucudur. 18 Şekil 3.6 PCRF bağlantıları ve fonksiyonları[2] 3.1.4 Abone Veritabanı Sunucusu (HSS) Abone veritabanı sunucusu bütün kullanıcıların kalıcı bilgilerinin depolandığı bir sunucudur. Kullanıcıların dolaştıkları şebekenin kontrol düğümleri içerisinde kullanıcıların konumlarını kaydeder. Kullanıcı bilgilerini içeren abone profilinin ana kopyasını içerir. 3.2 Erişim Şebekesi Önceki hücresel telsiz şebeke teknolojilerinden farklı olarak LTE erişim şebekesinde tek düğüm vardır. Bu da Evrimleşmiş Baz İstasyonu (E-NodeB) olarak adlandırılmaktadır. 3. ve 4. Nesil erişim şebekeleri arasında ciddi farklılıklar vardır. 3. Nesildeki Radyo Şebeke Denetçisi (RNC) 4. Nesilde baz istasyonu içine yerleştirilmiştir. Erişim şebekesindeki hava arayüzünün kullanımı da tamamen değişmiştir. Şekil 3.7 LTE erişim şebekesi[2] 3.2.1 Evrimleşmiş Baz İstasyonu (eNodeB) Sistemdeki bütün radyo fonksyonlarını yöneten birimdir. Fonksyonel olarak baz istasyonu kullanıcı cihazı ve çekirdek şebeke arasında ikinci seviye bir köprü görevi görmektedir. Baz istasyonu bir çok kullanıcı düzlemi fonksyonlarından ve radyo kaynakları yönetiminden sorumludur. Aynı zamanda hareketlilik yönetiminde de önemli rol oynar. Kullanıcı cihazlarının sinyal seviyelerini ölçerek gerek gördüğü yerlerde aktarma kararlarını verir. 19 Şekil 3.8 eNodeB bağlantıları ve fonksiyonları[2] 3.2.2 Kullanıcı Cihazı (UE) Kullanıcı Cihazı (User Equipment, UE) sistemi tamamlayan diğer bir grup olarak değerlendirilir (ayrı bir başlık altında incelenmelidir fakat kısaca bahsetmek gerektiği için erişim şebekesi içinde değerlendirilmiştir). Kullanıcı cihazı Evrensel Abone Kimlik Modülü (Universal Subscriber Identity Modüle, U-SIM) ve Mobil Cihaz (Mobile Equipment, ME) birleşiminden oluşmaktadır. Mobil cihazı Uu arayüzü üzerinden, radyo haberleşmesi için kullanılan bir radyo terminalidir. U-SIM ise abonenin kimlik bilgilerini tutan, doğrulama algoritmasını gerçekleştiren, doğrulama ve şifreleme bilgilerini saklayan akıllı karttır. 20 4. LTE’DE KAPASİTE PLANLAMASI Hücresel telsiz şebeke teknolojilerinin tümünde kapasite planlaması çok önemli bir yere sahiptir. Çünkü kapasite hesaplamaları ile mevcut yada kurulacak olan sistemin kaç aboneye hizmet vereceği bulunur, bu da hücre planlamada olmazsa olmaz parametrelerden biridir. Bu bölümde ilk olarak kapasite hesabında kullanılan Shannon kapasite eşitliğinden bahsedilmiş olup LTE için genişletilmiş Shannon kapasite eşitliği anlatılmıştır. Ardından LTE‟de bant verimliliği, SNR verimliliği ve MIMO kapasitesi kavramları anlatılarak hesaplanmıştır. Bu hesaplar sonucunda ise şebeke boyutlandırmasının nasıl yapılacağı anlatılmıştır.[6][8][9][22] 4.1 Shannon Kapasite Eşitliği Shannon-Hartley teoremine göre, Shannon sınır kapasite formülü, eşitlik 4.1‟de verilmiştir, tanımlanan band içinde gürültü girişimine göre bit/s/Hz cinsinden hata serbest şekilde iletilebilecek maksimum sayısal verinin hesaplanmasında kullanılır. Shannon sınır kapasite formülü tek başına LTE için radyo arayüzünden elde edilebilecek maksimum hızlarının hesaplanmasında kullanılamaz. Gerçek hızlar herzaman Shannon sınırından aşağıda olmak zorundadır. LTE‟de kapasiteyi hesaplarken geliştirilmiş Shannon kapasite formülü kullanılmaktadır. Aşağı link yönünde eşitlik 4.2, k. MIMO alt kanalının kapasitesini vermektedir. Aşağı link toplam kapasitesi ise tüm MIMO alt kanallarının toplanması ile elde edilir eşitlik 4.3‟te verilmektedir. LTE yukarı link kapasitesi ise, yukarı linkte MIMO kullanılmadığı için biraz daha basit olup eşitlik 4‟teki gibidir. İfadesinde Q = yatay sönümlemeli alt kanal sayısını = değişik güç kazançlarına sahip alt kanalları (eigen değişkeni) 21 = (k,q)‟uncu alt kanal güç yerleşimini = sistem bant genişliği verimliliğini = sistem S/N verimliliğini temsil eder. 4.2 SNR ve Hata Olasılıklarının Hesabı Kapasitenin hesaplanabilmesi için LTE modellenirken, iletimin eklenenir beyaz Gauss gürültülü (AWGN) kanal üzerinden iki taraflı spektral gürültü güç yoğunluğu N0/2 ve mükemmel kanal durum bilgileri (Channel State Information, CSI) ile yapıldığı varsayılmıştır. Kaynak bit hızı, Rb, kullanılan modülasyon türündeki sinyal sayısının, M, ve peryodunun, T, bir eşitliğidir. (4.5) Modülatör tarafından sinyal başına verilen ortalama güç, S, ise, (4.6) Eşitlik 6‟da verilmiştir, ifadedeki bir bitin enerjisini tanımlar. Öyleyse ortalama sinyal gücünün gürültü gücüne oranı, S/N, şu şekilde tanımlanır. Bw bant genişliğini, N0 gürültü güç yoğunluğunu temsil etmektedir. Haberleşmede kullanılan modülasyon performansı sembol hata olasılıkları, P(e), ile tanımlanmış, farklı sembol sayısına, M, sahip modülasyon türleri arasında karşılaştırma yapabilmek için bit hata olasılıkları, Pb (e) ve bit hata oranı, BER, hesaplanmıştır. Modülasyon performansını değerlendirmede üç önemli parametre olan bit hata olasılığı, Pb(e), bit enerjisinin gürültü güç yoğunluğuna oranı / N0 ve bant verimliliği Rb/Bw incelenmiştir. Bu parametrelerin ilki iletim güvenilirliğini, ikincisi güç harcamasına bağlı verimliliği ve üçüncüsü de modülasyonun frekans bandının verimli kullanılmasının göstergesidir.[5] LTE‟de kullanılan modülasyon türleri QPSK (M=4),, 16-QAM (M=16) ve 64-QAM‟dir (M=64). Verilen modülasyon türlerinin hata olasılık fonksiyonu, P(e), ise [10] 22 (4.8) Maksimum bit hata oranı seviyesi (BER target, Pb,target) belirlemek için, eşitlik 4.7 ve 4.8‟i birleştirilirse SNR‟ın bir fonksyonu olarak spektral verimlik, Rb/B , bulunur. (4.9) 4.3 Bant Verimliliği Hesabı Burada anlatılan bant verimliliği radyo arayüzünde iletilen ve alınan LTE çerçevelerinin içindeki Payload diye adlandırılan kullanıcı verilerinin çerçevenin tamamına oranıdır. Bu oranı hesaplayabilmek için bir LTE çerçevesindeki tüm başlıkların ne kadar yer kapladığını bilmek gereklidir. 4.3.1 Yan Kanal Sızıntı Oranı (ACLR) Başlıkları Yan kanal sızıntı oranı (Adjacent Channel Leakage Ratio, ACLR) genişbantlı şebekelerde verici performansının bir ölçüsüdür. İletilen gücün, alıcı filtreden sonra kalan güç içindeki komşu kanal gücüne oranı olarak tamınlanır. Eşitlik 4.10‟da ifadesi verilmiştir. (4.10) aşağı link veri alt taşıyıcı sayısını, genişliğini temsil eder. alt taşıyıcı bant genişliğini ve B iletim bant LTE için sabit sistem parametresi olup 15KHz‟dir. B ise daha önce bahsedildiği gibi LTE çalışma bant genişliğidir. 4.3.2 OFDM Sembol Yapısı ve Periyodik Önek Başlıkları Şekil 1.4‟te bir OFDM sembolünün yapısı görülmektedir. OFDM sembolünün toplam uzunluğu Tcp ve Tu‟nun toplamıdır. O halde periyodik önekin toplam sembol süresine oranı, Şekil 4.1 OFDM sembol yapısı 23 şeklinde hesaplanır. Tslot bir OFDM sembolünün zaman dilimidir ve sabit LTE sistem parametresi olup değeri 0.5ms‟dir. ise Tu=1/ 66.7 µs olarak bulunur. değeri ise tablo 2.2‟den bakılarak görülebilir. Normal periyodik önek için genişletilmiş periyodik önek için , olarak hesaplanır. Bu sesaplar aşağı link ve yukarı link için geçerlidir. 4.3.3 Referans Sinyal Başlıkları Şekil 4.2‟de görüldüğü gibi referans sembolleri OFDM ve SC-FDMA sinyallerinin içine sinyaller birbirine karışıp girişim yaratmasın diye eklenmiştir. Sinyal içerisindeki referans sembollerin yoğunluğu MIMO konfigurasyonundaki verici, Tx, anten sayısına bağlıdır. Şekil 4.2‟de 1, 2 ve 4 verici anten bulunması durumundaki referans sinyal yapısı verilmiştir. Şekil 4.2 Aşağı link normal periyodik önekli referans sinyal yapısı[11] Referans sinyallerinin aşağı link için neden olduğu bant verimliliği, verici anten sayısına bağlı olarak eşitlik 4.12‟de verilmiştir. , ifadesi r tane Tx 24 kaynak bloğu başına alt taşıyıcı sayısı olup 12‟dir. ise aşağı link alt taşıyıcı başına OFDM sembol sayısı olup 7‟dir. Yukarı linkte ise MIMO kullanılmadığı için referans yapısı aşağı linke göre daha basit olup şekil 4.3‟te gösterilmiştir. Şekil 4.3 Yukarı link normal periyodik önekli referans sinyal yapısı[8] Yukarı link referans sinyallerinin neden olduğu bant verimliliği ifadesi eşitlik 4.13‟teki gibidir. yukarı link alt taşıyıcı başına SC-FDMA sembol sayısı olup 7‟dir. 4.3.4 Senkronizasyon Sinyal Başlıkları LTE‟de Birincil Senkronizasyon Sinyali (Primary Synchronization Signal, PSS) ve İkincil Senkronizasyon Sinyali (Secondary Synchronization Signal, SSS) olmak üzere hem FDD modda hem TDD modda iki çeşit senkronizasyon prosedürü vardır. Şekil 4.4 ve şekil 4.5‟te gösterilmiştir. 25 Şekil 4.4 FDD modunda PSS-SSS çerçeve ve zaman dilimi yapısı[3] Şekil 4.5 TDD modunda PSS-SSS çerçeve ve zaman dilimi yapısı[3] Frekans ve zaman düzleminde PSS ve SSS alt taşıyıcılarının yerleşimi ise şekil 4.6‟da verilmiştir. 26 Şekil 4.6 Zaman-frekans düzleminde PSS ve SSS yerleşimi[3] Şekil 4.6‟ya bakarak 10 ms‟lik FDD ve TDD radyo çerçevelerinin ikisindede dört tane OFDM senkronizasyon sinyali vardır. Merkezdeki 6 kaynak bloğunda iletilen senkronizasyon sinyalleri sistem bandının stabil kalmasını sağlar. Kullanılan senkronizasyon başlıkları ve kullanılmayan kaynak elementlerinin (Resource Element, RE) oluşturduğu bant verimliliği katsayısı, , ifadesi eşitlik 4.14‟te verilmiştir. 4.3.5 Fiziksel Yayın Kanalı (PBCH) Başlıkları Fiziksel Yayın Kanalı (Phsicaly Broadcast Channel, PBCH) temel bilgi bloklarının ve sistem bilgilerinin tüm şebekeye yayınlandığı kanaldır. PBCH başlık bitleri ilk dört OFDM sembolünün ikinci zaman dilimi içerisindeki 0. alt taşıyıcı ve 72 merkez alttaşıyıcısı üzerinden iletilir. PBCH bant verimliliği, 4.15‟te verilmiştir. , ifadesi ise eşitlik 27 Şekil 4.7 PBCH yapısı n kullanılan bant genişliği içerisindeki kaynak bloğu sayısıdır. 4.3.6 Rastlantısal Erişim Başlıkları İletilen çerçeve üzerindeki her veri grubunun önünde eşzamanlama amacıyla yer alan karakter dizisidir. Zaman frekans kaynağında iletilen rastlantısal erişim başlıkları Fiziksel Rastlantısal Erişim Kanalı (Physicaly Random Access Channel, PRACH) olarak bilinir. Zaman frekans düzlemindeki yerleşimi şekil 4.8‟deki gibidir. Şekil 4.8 Rastlantısal erişim iletimi[8] 28 Frekans düzleminde rastlantısal erişim başlıkları 6 kaynak bloğu bant genişliğine sahiptir (1.08MHz). Bu da teorik olarak LTE‟nin çalışabileceği en küçük bant genişliğini tanımlar. Daha büyük bant genişliklerinde spektrum yerleşimi için rastlantısal erişim başlıkları kapasitesi arttırılır. PRACH başlıkları bant verimliliği, , çalışma bant genişliğine bağlıdır. 4.3.7 L1/L2 Katmanı Kontrol Sinyali Başlıkları Aşağı ve yukarı link taşıma kanalları ile iletimi sağlayabilmek için aşağı ve yukarı link sinyalleşme kanallarına ihtiyaç vardır. Kontrol sinyalleşmesi büyük çoğunlukla fiziksel katman ve MAC katmanı sinyallerinin bir parçasıdır. Aşağı link yönünde kontrol sinyali başlıkları Aşağı link Paylaşımlı Kanal (Downlink Shared Channel, DL-SCH) gibi aşağı link iletim kanallarından sorumludur. Aşağı link L1/L2 kontrol sinyalleri 1ms‟lik OFDM alt çerçevelerinin ilk bölümlerinde gönderilir ve 1ms‟lik alt çerçevenin 3 OFDM sembolü ile taşınır. Aşağı link L1/L2 kontrol sinyalleşmesi bant verimliliği ise eşitlik 4.17‟de ki gibidir. kaynak bloğu başına taşıyıcı sayısını temsil eder değeri 12‟dir. alt taşıyıcı başına OFDM sembol sayısını temsil eder ve değeri 7‟dir. Son olarak r ise Tx anten sayısını temsil eder. Yukarı link yönündeki L1/L2 kontrol sinyalleşme başlıkları Fiziksel Yukarı Link Paylaşımlı Kanalı (Physical Uplink Shared Channel, PUSCH) ve Fiziksel Yukarı Link Kontrol Kanalı (Physical Uplink Control Channel, PUCCH) ile ilgilidir. Şekil 4.9 Yukarı link L1/L2 kontrol sinyalleşmesi kaynak yapısı[8] 29 Şekil 4.9‟dan de anlaşılacağı gibi L1/L2 kontrol sinyalleşmesi alt çerçevenin birinci zaman dilimi içindeki spektrumun üst kısmındaki ve eşit büyüklükte ikinci zaman dilimi içerisindeki spektrumun alt kısmındaki 12 alt taşıyıcıdan oluşmaktadır. Neden olduğu bant verimliliği şu şekilde hesaplanır, n kullanılan bant genişliğine ait kaynak bloğu sayısıdır. 4.3.8 Bant Verimliliğinin hesaplanması 4.3.1 den 4.3.7‟ye kadar anlatılan tüm başlık bilgilerinin hesaplanması ile radyo arayüzü içerisindeki toplam verinin oranını bulabiliriz. Link seviyesi ve sistem seviyesi şeklinde hem aşağı hem yukarı link için bant verimliliği ifadeleri eşitlik 4.19-22‟deki gibi olur. aşağı linkte link seviyesinde bant verimliliğini, seviyesinde bant verimliliğini, aşağı linkte sistem yukarı linkte link seviyesinde bant verimliliğini, yukarı linkte sistem seviyesinde bant verimliliğini temsil eder. 20 MHz‟lik bant genişliği ve normal periyodik önek (Cyclic Prefix, CP) kullanılması durumunda aşağı ve yukarı link bant verimliliği sonuçları çizelge 4.1 ve çizelge 4.2‟de verilmiştir. Çizelge 4.1 20 MHz için aşağı link bant verimliliği katsayıları Bant Verimliliği 1 0.9524 0.7831 0.7997 0.6242 Verici Anten Sayısı 2 3 0.8992 0.9338 0.9048 0.8810 0.9983 0.9983 0.7805 0.7778 0.7597 0.7398 0.5909 0.5734 4 0.8571 0.7550 0.7198 0.5559 30 Çizelge 4.2 20 MHz için yukarı link bant verimliliği katsayıları Bant Verimliliği Sonuç 0.9338 0.8571 0.9940 0.99 0.8004 0.7876 4.4 SNR Verimliliği Hesabı SNR verimliliği hesabı ile bulunmak istenen sonuç, SNR değerlerine karşılık spektral verimlilik, saniyede iletilen bit sayısı cinsinden, değerleridir. Bu değerler hücre planlamada önemli rol oynar, çünkü hücre içindeki abonelerin hedeflenen hızlarda haberleşebilmesi için gerekli SNR değerlerine karşılık gelir. Kullanılan modülasyon türüne göre SNR verimliliği performansı, kod kazancı G MCS, kod hızı k/n, sembol başına bit sayısı olan M ve eşitlik 4.9‟da tanımlanan hata olasılık fonksiyonundan elde edilir. Bölüm 2.3‟te verilen LTE aşağı link CQI parametreleri ve hedeflenen bit hata oranı, BER, 10-3 için eşitlik 23 matlab yardımı ile hesaplanıp SNR verimliliği sonuçları şekil 4.10‟da verilmiştir. 31 Şekil 4.10 SNR verimliliği Şekil 4.10‟da bulduğumuz SNR verimliliği grafiğinden eşitlik 4.24‟te verilen logaritmik bir ifade bulmak gerekir. Bu ifadeyi bulabilmek için öncelikle Shannon sınırını almadan grafiğin tepe değerlerini alarak şekil 4.11‟deki SNR verimliklerinin max değerleri grafiğini çizdirilir. Ardından Matlab‟ın eğri uydurma araçları (Curve Fitting Toolbox, cftool) yardımı ile eğri uydurulur. Uydurulan bu eğriden değeri hesaplanır. 32 Şekil 4.11 SNR verimliliği Aşağı link için, 20 MHz bant genişliği ve normal periyodik önek kullanılması durumunda, anten sayısına bağlı olarak bant verimliliği ve SNR verimliliği katsayıları çizelge 4.3‟teki gibi hesaplanmıştır. Çizelge 4.3 SNR ve bant verimlilikleri katsayıları Verici Anten Sayısı 1 2 3 4 0.7997 0.7597 0.7398 0.7198 0.8992 1.0480 1.1360 1.2360 İlinti Katsayısı 0.9834 0.9855 0.9860 0.9861 4.5 MIMO Kapasitesi Şekil 4.10‟da çizdirilmiş olan SNR verimliliği grafiği 1x1 SISO (tek girişli tek çıkışlı) anten yapısına göre hesaplanmıştır. MIMO kanal kapasitesi ise, nt verici nr alıcı anten yapısı ve Rayleigh sönümlü kanalları ile modellenip paralel kanallardaki güçler water-filling algoritması ile hesaplanarak şekil 4.12‟de çizdirilmiştir. Bu koşullar altında MIMO, 2x2 anten yapısı ile %70, 2x3 ve 3x2 anten yapısı ile %100, 4x4 anten yapısı ile %205 oranında kazanç 33 sağlamaktadır. [9] Şekil 4.12 MIMO kapasitesi 4.6 Şebeke Boyutlandırması Hücre planlamada önemli parametrelerden biriside kurulan baz istasyonunun kaç aboneye hizmet vereceğidir, bu da şebeke boyutlandırması ile bulunur. Trafik bazlı boyutlandırma ve veri hızı bazlı boyutlandırma olmak üzere LTE‟de iki çeşit boyutlandırma türü vardır, şekil 4.13‟te nasıl olduğu gösterilmiştir. Trafik bazlı boyutlandırmada önceki bölümlerdeki hesaplamalarla baz istasyonu kapasitesi Mbps cinsinden hesaplanır ardından baz istasyonunun aylık taşıdığı ortalama veri miktarı Gbayt cinsinden bulunur ve bir kullanıcının ortalama aylık Gbayt kullanım miktarına bölünmesi ile toplam abone sayısı bulunur. Veri bazlı boyutlandırmada ise hesaplanan baz istasyonu veri hızı, istenen kullanıcı veri hızına bölünerek abone sayısı hesaplanır. Burada önemli bir parametre ise aşırı yüklenme faktörüdür. Aşırı yüklenme faktörü, istenilen kullanıcı veri hızının şebeke yüklendiğinde kullanıcılara sağlanacak minimum veri hızına oranıdır. Şekil 4.13‟teki örneğe bakacak olursak istenilen kullanıcı veri hızı 1 Mbps, yoğun saatlerdeki ortalama kullanıcı veri hızı ise 50 Kbps verilmiş bu durumda aşırı yüklenme faktörü 1Mps/50Kbps = 20 olur. 34 Şekil 4.13 Trafik ve veri hızı bazlı boyutlandırma[2] 3GPP‟nin LTE için tanımladığı 5 farklı kategori kullanıcı cihazı mevcuttur. Şebeke boyutlandırması yapılırken hücre içinde hangi kategoriden kullanıcı cihazlarının haberleşeceği de önemli bir parametredir. Eğer kategori 1‟e göre boyutlandırma yapılırsa kullanıcı cihazının daha üst bir kategoriden olması cihazın veri hızını etkilemeyecektir. Çizelge 4.4 Kullanıcı cihazları kategorileri[27] Kategori 1 Kategori 2 Kategori 3 Kategori 4 Kategori 5 Aşağı link pik hızı (yaklaşık) 10 Mbps 50 Mbps 100 Mbps 150 Mbps 300 Mbps Yukarı link pik hızı (yaklaşık) 5 Mbps 25 Mbps 50 Mbps 50 Mbps 75 Mbps TTI süresince alınan maksimum bit sayısı 10296 51025 102048 149776 299522 TTI süresince iletilen maksimum bit sayısı 5160 25456 51024 51024 75376 Bant Genişliği 20 MHz 20 MHz 20 MHz 20 MHz 20 MHz Aşağı link modülasyonu 64 QAM 64 QAM 64 QAM 64 QAM 64 QAM Yukarı link modülasyonu 16 QAM 16 QAM 16 QAM 16 QAM 16 QAM Alıcı anten çeşitliliği Var Var Var Var Var Baz istasyonu anten çeşitliliği 1-4 tx 1-4 tx 1-4 tx 1-4 tx 1-4 tx MIMO aşağı link Opsyonel 2x2 2x2 2x2 4x4 35 5. LTE’DE KAPSAMA HESAPLAMALARI LTE şebekesinde abonenin, sunulan hizmetleri kesintisiz olarak alabilmesi şebeke kapsamasına bağlıdır. Bu nedenle kapsama hesaplamaları hücre planlamasında önemli bir yere sahiptir. Öngörülen bir servisin sağlanabilmesi için varsayılan sistem parametreleri ile gereken kaynak ihtiyacı kapsama hesaplamaları ile bulunur. 5.1 Yol Kayıp Hesaplamaları Yol kaybı, baz istasyonundan çıkan sinyalin kullanıcı cihazına gelene kadar çeşitli etkilerle zayıflamasıdır. Yol kaybı hücre yarıçapı hesabının temel parametresidir. Coğrafik şekillerin farklı olmasından ve çevresel faktörlerin aynı olmamasından dolayı yol kaybının tek bir ifadesi olmayıp deneysel ölçümlere dayanan çokça ampirik ifadesi bulunmaktadır. Bu bölümde 3GPP‟nin LTE için önerdiği TS 36.942 modeli incelenmiş olup Genişletilmiş Hata ve Walfish-Ikegami modelleri ile karşılaştırılmıştır.[5][7] TS 36.942 modelini inceleyecek olursak, kentsel alanlar için makro hücre yayılım modeli, R baz istasyonu ile kullanıcı cihazi arasındaki uzaklık (km), f taşıyıcı frekansı (MHz), Dhb baz istasyonu anten yüksekliği (m). Kırsal alanlar için makro hücre yayılım modeli, R baz istasyonu ile kullanıcı cihazi arasındaki uzaklık (km), f taşıyıcı frekansı (MHz), Hb baz istasyonu anten yerden yüksekliği (m). L hesaplandıktan sonra, 10 dB‟lik log-normal olarak saçılım gölgelemesi (LogF) eklenmelidir. Bu model sadece doğrudan görüş olmadığı (NLOS) ve hücre yarıçapının birkaç yüz metre ve kilometre olduğu durumlarda geçerlididir. Bina yüksekliklerinin uniform olduğu yerlere daha uygundur. PL = L + LogF (5.3) Mikro Hücre kentsel alan 900 ve 2000 MHz‟de Genişletilmiş Hata, Walfish-Ikegami ve TS 36.942 modellerinin uzaklığa bağlı olarak yol kayıp grafiklerini şekil 5.1 ve şekil 5.2‟de verilmiştir. 36 Şekil 5.1 900 MHz mikro hücre kentsel alan yol kayıpları Şekil 5.2 2000 MHz mikro hücre kentsel alan yol kayıpları 37 5.2 Link Hesaplamaları Link hesaplamaları, RF haberleşen tüm sistemlerde vericiden çıkan sinyalin alıcıya gelene kadar uğradığı tüm kayıp ve kazançların hesaplanmasıdır. Link hesaplamaları ile hücre yarıçapları ve kapsanacak alanlar bulunur. Bu nedenle hücre planlamanın olmazsa olmazlarındandır. Radyo uygulamalarında alıcı ile verici sistem arasındaki radyo link eşitliği 5.4‟teki gibidir. PRx = PTx + GTx + GRx – LTx – LRx + PM – PL (5.4) Eşitlikte bulunan değişkenler, PRx alıcıya ulaşan güç (dBm), PTx verici çıkış gücü (dBm), GTx verici anten kazancı (dBi), GRx alıcı anten kazancı (dBi), LTx ve LRx alıcı verici tarafındaki kablo ve diğer kayıplar (dB), PM sistemin sağlaması istenen planlama toleransı (dB), PL yol kaybı (dB). Planlama toleransı izdüşüm ve tahmin hesaplarının coğrafyaya göre farklılık göstermesinden dolayı kaynaklanan hataları tolere etmek amacı ile genellikle 10 – 25 dB arasında bir değer olarak alınır.[8] Maksimum kapsa alanını hesaplamak için alıcıya ulaşması gereken minimum gücü (PRx) bilmemiz gerekir. Alıcıya ulaşması gereken minimum güç ise, özgün modülasyon şemasındaki minimum throughput gereksiniminin maskimumun %95‟i olması için alıcı anten portlarında yeterli SINR (Sinyal Girişim ve Gürültü Oranı) oranını sağlayan değerdir. Bu değer alıcı hassasiyet derecesi (Reference Sensitivity, REFSENS) olarak adlandırılır. [1] REFSENS = kTB + NF + SINR + IM – Gd (5.5) 3GPP‟nin LTE standartlarında ısıl gürültü yoğunluğu, kT, -174dBm/Hz olarak tanımlanmıştır. k Boltzman sabiti (1.380662 x 10-23) ve T alıcı anten sıcaklığıdır (15 ). Termal gürültü yoğunluğu gürültü bantgenişliği, B, içindedir. Gürültü bantgenişliği B = NRB x 180 kHz olarak tanımlanır. kTB şu şekilde hesaplanabilir, kTB = KT + 10log10(NRB x 180kHz) = –174(dBm/Hz) + 10log10(NRB x 180kHz ) (5.6) NF (Noise Figure) RF sinyal üzerindeki SINR oranının sebep olduğu bozulma düzeyidir. 3GPP standartlarında kullanıcı cihazları için NF‟yi 9dB olarak tanımlamıştır [2]. IM (Implementation Margin) yerleştirme toleransı olarak adlandırılır, 2-4 dB arasında bir değerdir. SINR oranı ise hücre içindeki sinyal gürültü oranı, SNR, ve komşu hücrelerin neden olduğu girişim gürültü oranından bulunur. Çizelge 5.1‟deki parametreler kullanılarak, eşitlik 5.4‟teki alıcıya gelen güç, Prx, uzaklığa bağlı olarak 900 ve 2000 MHz için grafikleri şekil 5.3 ve şekil 5.4‟teki gibidir. 38 Çizelge 5.1 Kullanılan parametreler Parametre Baz istasyonu anten kazancı (GTX) Değer 15dBi Baz istasyonu çıkış gücü (TXPWR) 43dBm Baz istasyonu gürültü faktörü (F) Kullanıcı cihazı anten kazancı (GRX) Minimum bağlaşım kaybı (MCL) 5dB 0dBi 70dB Makro hücre baz istasyonu yüksekliği (Hb) 45m Mikro hücre baz istasyonu yüksekliği (Dhb) 15m Kullanıcı cihazı anten yüksekliği (Hm) 1.5m Şekil 5.3 900 MHz mikro hücre kentsel alan alıcıya gelen güç grafiği 39 Şekil 5.4 2000 MHz mikro hücre kentsel alan alıcıya gelen güç grafiği Alıcı hassasiyetinin, REFSENS, -110 dBm alınması durumunda belirtilen frekanslarda ortalama hücre yarıçapları Çizelge 5.2‟deki gibi bulunur. Çizelge 5.2 Hesaplanan hücre yarıçapları Kullanılan Çalışma Model Frekansı 900 MHz 2000 MHz Genişletilmiş Hata Walfish-Ikegami TS 36.942 2500m 1000m 2000m 850m 1500m 1000m 5.3 Radyo Kaynakları Yönetimi LTE radyo kaynaklarının yönetiminde en önemli sorun girişimdir. Frekans yeniden kullanım oranı bir olan tüm hücresel sistemlerde hücreler arası girişim sistem performansını sınırlarken, hücre sınırlarında haberleşen kullanıcıların performansını düşürür. Bu nedenle hücreler arasındaki interferans yönetimi çok önemli bir yer tutar. Baz istasyonu çalışma stratejisi içerisinde hücreler arası girişimi koordine edecek bir elemanın bulunması gerekir, bu şekilde girişim belli sınırlarda tutularak hücre kenarlarındaki kullanıcı hızları arttırılabilir.[3][18][19] Hücreler arası girişimin kullanıcılar üzerindeki etkisini analitik olarak incelemek gerekirse, 40 girişim varken ve yokken veri hızlarına bakılabilir. K kullanıcısı komşu hücre girişiminin olmadığı durumda f. alt çerçevenin m. kaynak bloğu ile haberleşirken veri hızı şu şekilde tanımlanır, hizmet veren s. hücre ile k. kullanıcı arasındaki kanal kazancını, hücrenin verici gücünü, s. ise gürültü güç yoğunluğunu temsil eder. Eğer komşu hücrelerde aynı zaman-frekans kaynaklarında yayın yapıyorsa k. kullanıcının veri hızı şu şekilde hesaplanır, i girişim yaratan komşu hücreleri temsil eder. K. kullanıcının komşu kanal girişiminden dolayı veri hızı kaybı ifadesi, Şekil 5.5‟te ( hücreler / arası girişim gücünün sinyal ) bağlı olarak gücüne veri hızı kaybı oranına grafiği çizdirilmiştir. Şekilden de anlaşılacağı gibi hücreler arası girişim arttıkça hücre kenarlarında haberleşen kullanıcıların veri kayıpları doğru orantılı artmaktadır. Analitik ifadeleri daha açıklayıcı kılmak için iki hücreli (s1, s2) ve iki kullanıcılı (k1, k2) bir sistemi her bir kullanıcı kendi hücresi içinde haberleşirken ve hücre kenarında haberleşirken inceleyelim. Şekil 5.6‟da görülen ilk durumda kullanıcılar hücre merkezlerine yakın oldukları için komşu hücre girişim gücü servis veren hücre sinyal gücünden çok düşük ( ve ) olduğu için veri kayıpları söz konusu değildir. Şekil 5.7‟de görülen ikinci durumda ise kullanıcılar hücre kenarlarındadır ve komşu hücre girişim gücü ile servis veren hücre sinyal gücü ( ve 41 ) değerleri artık birbirine yakın seviyededir. Şekil 5.5 Girişim sinyal oranına bağlı veri hızı kaybı grafiği[3] Sistem kapasitesi iki baz istasyonu ve iki kullanıcı ile şu şekilde ifade edilir, Şekil 5.6 Kullanıcıların hücre merkezine yakın olduğu durum Şekil 5.7 Kullanıcıların hücre kenarında olduğu durum 42 Yukarıdaki eşitlikten maksimum veri hızlarına ulaşmak için gerekli optimal verici güçlerinin her iki durumdada farklı olduğu görülür. İlk durumda maksimum veri hızı için baz istasyonlarının maksimum güç vermeleri gerekmektedir. İkinci durumda ise maksimum veri hızına ulaşmak için baz istasyonlarından sadece birinin maksimum güç vermesi gerekmektedir. Bu sorunu aşmak için için çok güzel bir yöntem geliştirilmiştir. Hücreler planlanırken iç ve dış bölüm olmak üzere 2 bölüm olarak planlanmaktadır (Şekil 5.8). İç bölümde Komşu kanal girişim oranı çok düşük olacağı için kaynak bloklarının tamamını kullanarak düşük güç ile yüksek veri hızlarında haberleşmek mümkündür. Dış bölümde ise frekans planlaması yaparak her hücre farklı kaynak bloklarına yüksek güç verir ve hücre kenarlarında komşu hücreler farklı kaynak bloklarına yüksek güç vereceği için aynı kaynak bloklarında girişim oluşmayacaktır. Şekil 5.8 Parçalı frekans kullanımı[3] 43 6. ÖRNEK BİR TEST SİSTEMİNİN PLANLAMASI Bu bölümde şekil 6.1‟de görülen ve ülkemizde test aşamasında bulunan bir LTE şebekesinin mevcut parametreleri ile önceki bölümlerde anlatıldığı şekilde kapasite ve kapsama analizi hesabı yapılacaktır. Şekil 6.1 Test aşamasındaki LTE şebekesi Test şebekesinin çalışma parametreleri çizelge 6.1‟de verilmiştir. Çizelge 6.1 Test şebekesinin çalışma parametreleri Parametre Çalışma frekansı Bant Genişliği Sektör Sayısı MIMO Baz istasyonu anten kazancı (GTX) Değer 2.6 GHz 20 MHz 3 Sektör kullanılmıyor 18dBi Baz istasyonu çıkış gücü (TXPWR) 40W Baz istasyonu kablo kaybı Baz istasyonu gürültü faktörü (F) 2 dB 5dB Mikro hücre baz istasyonu yüksekliği (Dhb) 20m Kullanıcı cihazı anten yüksekliği (Hm) 1.5m 44 Çizelge 6.1‟deki verilere göre eşitlik 4.3 ve eşitlik 4.4‟ten yararlanılarak çizelge 4.3‟te hesaplanan bant verimliliği ve SNR verimliliği değerlerine ek olarak da eigen değişkeni ve kanal güç yerleşim katsayılarının MIMO kullanılmadığı için 1 alınması durumunda şekil 6.2‟deki aşağı ve yukarı link kapasitesi hesaplanmıştır. Şekil 6.2 Aşağı ve yukarı link kapasitesi Çizelge 6.2‟deki parametrelerle aşağı ve yukarı link hesaplamalarını yapacak olursak, maksimum verici gücü, verici anten kazancı, kablo kayıpları gibi değerler çizelge 6.1‟de verilmiştir. Aşağı link için çizelge 6.1‟de verilmeyen değerlerden ısıl gürültü güç yoğunluğu, f, 10log(kTB) şeklinde hesaplanır. k boltzman sabitini, T anten gürültü sıcaklığını 290K, B ise bant genişliğini temsil eder. Burada bant genişliği haberleşilmek istenen hızı sağlayacak minimum kaynak bloğunun (RB) bant genişliği kadardır. 1 Mbps‟yi sağlamak için bu örnekte 50 kaynak bloğu kullanılmış ve 50*180KHz = 9 MHz bant genişliği kullanılmıştır. Tabloda verilmeyen bir diğer parametre kontrol kanal başlıklarıdır, bölüm 4.3‟te tüm kontrol kanal başlıkları hesaplanmış ve link seviyesi bant verimliliği yaklaşık 0.8 bulunmuştur, burdan da anlaşılacağı gibi kontrol kanal başlıklarının kapladığı alan %20‟dir, bu orandaki kontrol kanal başlıklarının meydana getireceği zayıflatma miktarı ise 0.2-1dB arasındadır. Bu hesapta 1dB 45 olarak alınmıştır. Çizelge 6.2 Şebekenin aşağı link hesabı Veri hızı (kbps) 1024 Verici –eNode B a Max. verici gücü (dBm) 46 b Verici anten kazancı (dBi) 18 c Kablo kaybı(dB) 2 d=a+b-c EIRP (dBm) 62 Alıcı – UE e UE Gürültü faktörü (dB) f=10log(kTB) Isıl gürültü güç yoğunluğu(dBm) g=e+f Alıcı gürültü gücü (dBm) h SINR (dB) i=g+h Alıcı hassasiyeti Bm) j Girişim Toleransı (dBm) 4 k Kontrol kanal başlıkları (%) 20 l Alıcı anten kazancı (dBi) 0 m Beden kaybı (dB) 0 -104.5 -97.5 -9 -106.5 Maksimum yol kaybı PL=d-i-j-k+l-m 7 163.5 Yukarı link için çizelge 6.1‟de verilmeyen kullanıcı cihazı (UE) parametreleri TS 36.942 standardında LTE kullanıcı cihazları için tanımlanan değerler referans alınmıştır, diğer değerlerden ısıl gürültü güç yoğunluğu, f=10log(kTB), ifadesindeki B, 64 Kbps‟yi sağlamak için bu örnekte 2 kaynak bloğu kullanılmış ve 2*180KHz = 360 KHz olarak alınmıştır. SNR değeri ise şekil 6.2‟den bakılarak 64Kbps‟yi sağlayabilecek minimum değer alınmıştır. Çizelge 6.3 Şebekenin yukarı link hesabı Data rate (kbps) 64 Verici– UE a Max. verici gücü (dBm) 23 b Verici anten kazancı (dBi) 0 c Beden kaybı (dB) 0 d=a+b-c EIRP (dBm) 23 Alıcı–eNode B 46 e eNodeB Gürültü faktörü (dB) f=10log(kTB) Isıl gürültü güç yoğunluğu(dBm) -118.4 g=e+f Alıcı gürültü gücü (dBm) -116.4 h SINR (dB) i=g+h Alıcı hassasiyeti (dBm) -123.4 j Girişim Toleransı (dBm) 3 k Kablo kaybı(dB) 0 l Alıcı anten kazancı (dBi) 18 m Hızlı sönümleme toleransı (dB) 0 PL=d-i-j-k+l-m 5 -7 Maksimum yol kaybı 161.4 Aşağı link hesaplamaları sonucu maksimum yol kaybı 163,5 dB çıktı, bölüm 5‟te anlatılan yol kaybı ifadesi kullanılan frekans 800-2000 MHz dışında olduğu için doğru sonuçlar vermez, bulunan kayıp için internet kaynakları referans [3] teki yol kayıp hesaplayan uygulama ile hücre yarıçapı 1300m bulunur. Aynı şekilde yukarı link için hücre yarıçapı hesaplandığında hücre yarıçapı 1000m bulunmaktadır. Şebekenin test sonuçlarına göre ortalama 40 Mbps aşağı link veri hızı için şebekenin veri bazlı boyutlandırmasını, tüm kullanıcıların Çizelge 4.4‟ten kategori 1‟deki özelliklerde mobil cihaz kullandıkları varsayılırsa bir baz istasyonunun toplam kapasitesi anlık 120 kullanıcı olmaktadır. Hesaplamalar şekil 6.3‟te verilmiştir. Şekil 6.3 Test şebekesinin veri hızı boyutlandırması 47 7. SONUÇ Test şebekesi için bölüm 6‟da bulduğumuz değerleri şebekeden alınan test sonuçları ile kıyaslayacak olursak, Test şebekesinde ise A-B baz istasyonları arasındaki uzaklık yaklaşık 1800m, B-C baz istasyonları arasındaki uzaklık yaklaşık 1300m, C-D baz istasyonları arasındaki uzaklık yaklaşık 1000m‟dir. Bölüm 6‟da maksimum yol kaybı için hesaplanan hücre yarıçapı ise 1000m‟dir. Buradan da B-C ve C-D baz istasyonları arasındaki uzaklık 1300m ve 1000m iken hücre yarıçapları yaklaşık 600m ve 500m civarında olur. Baz istasyonlarının belirtilen çıkış gücünde bu kadar yakın olması birbiri üzerinde özellikle hücre kenarlarında çok fazla girişim yaratacak ve hücre kenarlarındaki haberleşmeyi olumsuz etkileyecektir. Bu olumsuz etkileri gidermek için baz istasyonları çıkış güçleri düşürülebilir, fakat baz istasyonu çıkış gücünün düşmesi baz iastasyonu kapasitesini güç yönünden sınırlayacağı için bölüm 5.3‟te anlatılan parçalı frekans kullanımı tekniği ile hücre iç ve dış olmak üzere ikiye bölünüp frekans yeniden kullanma oranı 2 olarak ayarlanırsa (hücreler bir doğru boyunca dizildiği için her durumda sadece 2 hücre arası girişim vardır, farklı bir topolojide farklı seçilmelidir) hücre kenarındaki girişim seviyesi minimuma indirilmiş olur. Test sonuçlarından elde ettiğimiz bir diğer sonuç ise alıcıya gelen referans güç, RSRP, değerinin ilk ölçümlerde -100dBm civarında daha sonra baz istasyonları anten açılarının optimizasyonu ile -80dBm civarında olduğudur. Çizelge 6.2‟de hesaplanan maksimum yol kaybı değeri için alıcıya gelen referans güç değeri 62 – 163,5 = - 101,5 dBm olarak bulunur. Bu da test sonuçları ile uyum içinde bir değerdir. Sonuç olarak dördüncü nesil haberleşme sistemi olan uzun vadeli evrim standardında kapasite ve kapsama için ortaya koyulan model ve metodlarıdan elde edilen değerlerin test şebekesinden elde edilen değerler ile uyumlu olduğu gözlenmiştir. 48 KAYNAKLAR [1] 4G Americas “Global 3G Status HSPA / HSPA+ / LTE” 24 Mart 2011. [2] H. Holma, A. Toskala “LTE for UMTS – OFDMA and SC-FDMA Based Radio Access” John Wiley & Sons, 2009 [3] M. Baker, I. Toufik, S. Sesia “LTE, The UMTS Long Term Evolution from Theory to Practice” John Wiley & Sons, 2010 [4] F. Khan “LTE for 4G Mobile Broadband, Air Interface Technologies and Performance” Cambridge University Press, 2009 [5] 3GPP TR 36.942 “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio Frequency (RF) system scenarios” Release 8, 2009 [6] P. Vieira, P. Queluz, A. Rodrigues “LTE Spectral Efficiency using Spatial Multiplexing MIMO for Macro-cells” IEEE 978-1-4244-4242-3 , 2008 [7] Kavas A.,” Cellular Mobile Radio System Design Using Path Loss Calculations” 3rd International Conference on Electrical and Electronics Engineering, Bursa-Turkey,2003 pp290-293,Vol.Electronic ISBN:975-395-667-3. [8] L. Zhang “Network Capacity, Coverage Estimation and Frequency Planning of 3GPP Long Term Evolution” Master Thesis, Linköpings Institute of Technology, 2010 [9] H. Ramezani “MIMO Rayleigh fading Channel Capacity” Matlab Central, http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/12491-mimo-rayleigh-fadingchannel-capacity [10] S. Benedetto, E. Biglieri “Principles of Digital Transmission with Wireless Applications” Kluwer Academic, Plenum Publishers, New York, 1999. [11] 3GPP TS 36.101 "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); User Equipment (UE) radio transmission and reception". version 8.7.0 Release 8, 2009 [12] 3GPP TS 36.211 "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical Channels and Modulation". version 8.8.0 Release 8, 2009 [13] 3GPP TS 36.213 "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical layer procedures", version 8.8.0 Release 8, 2009 [14] P. Lescuyer, T. Lucidarme “Evolved Packet System (EPS) The Lte And Sae Evolutıon of 3G UMTS” John Wiley & Sons, 2008 [15] F. Khan “LTE for 4G Mobile Broadband” Cambridge University Press, 2009 [16] H. Holma, A. Toskala “WCDMA for UMTS HSPA Evolution and LTE fifth edition” John Wiley & Sons, 2010 [17] L. Hanzo, Y. Akthman “MIMO-OFDM for LTE, Wi-Fi and WiMAX” John Wiley & Sons, 2011 [18] S. Hussain “Dynamic Radio Resource Management in 3GPP LTE” Master Thesis, Linköpings Institute of Technology, 2010 [19] K. Majewski, M. Koonert “Analytic uplink cell load approximation for planning fractional power control in LTE networks” Article, Nokia Siemens Corp. Tech. [20] C.S. Chiu, C.C Huang “Combined Partial Reuse and Soft Handover in OFDMA 49 downlink Transmission” Article, Chunghwa Telecom Laboratories [21] T. Quek, Z. Lei, S. Sun “Adaptive Interference Coordination in Multi-cell OFDMA Systems” Article, Institute for Infocomm Research [22] A. Çalışkan, B. Altınok, A. Kavas “Dördüncü Nesil (LTE) Haberleşme Sistemlerinde Kapasite ve Kapsama Analizi” Bildiri, Çankaya Üniversitesi 4. Mühendislik ve Teknoloji Sempozyumu [23] V. Erceg, L. J. Greenstein “An Empirically Based Path Loss Model for Wireless Channels in Suburban Environments” IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATIONS, VOL. 17, NO. 7, JULY 1999 [24] G. Fritze “SAE - The Core Network for LTE”, Presentation, Ericsson Austria, 2008 [25] Rohde& Schwarz. 2007 “UMTS Long Term Evolution (LTE) Technologies Introduction”, http://imperia.mi-verlag.de/imperia/md/upload/article/426.pdf, May 2010 [26] Ericsson, "LTE – an introduction", http://squiz.informatm.com/__data/assets/pdf_file /0006/190527/lte_overview_Ericsson.pdf, May 2010 [27] 3GPP TS 36.306, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); User Equipment (UE) radio access capabilities", version 8.2.0 Release 8, 2008 INTERNET KAYNAKLARI [1] www.3gpp.org [2] www.4gamericas.org [3]www.gsacom.com [3] Pathloss and RSSI Calculator, http://www.changpuak.ch/electronics/calc_10.php 50 ÖZGEÇMİŞ Doğum tarihi 05.06.1989 Doğum yeri İskenderun Lise 2003-2007 İskenderun Lisesi Lisans 2007-2011 Yıldız Üniversitesi Elektrik Elektronik Fak. Elektronik Haberleşme Mühendisliği Bölümü
Benzer belgeler
bildiri metnini
Yılmaza son olarak eğitimime sonsuz katkıları olan aileme teşekkürü borç bilirim.
Mayıs 2011
