Modelo de propagação para cobertura outdoor baseado em medidas na Malásia

Esse post é um comentário sobre o artigo Path Loss Model Development for Urban Outdoor Coverage of Code Division Multiple Access (CDMA) System in Malaysia. Esse artigo foi publicado no International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology (ICMMT), 2010.

Inicialmente será feito um resumo sobre o artigo. Em seguida, alguns comentários pessoais. Este artigo foi escolhido para ser estudado aqui por ser bem recente e ser de uma de minhas áreas de estudo. Apenas isso.

Introdução

Nesse artigo, os autores propõe um novo modelo para o cálculo do path loss para propagação outdoor em ambiente urbano. O modelo foi baseado em medidas de campo realizadas na cidade de Kuala Lampur (KL), Malásia, em uma rede CDMA.

Além disso, o modelo foi comparado com métodos clássicos, como o modelo espaço livre, Okumura, Hata e Egli.

Modelos de propagação

Modelo do espaço livre

Este modelo considera que a propagação da onda eletromagnética é feita em espaço livre, ou seja, sem qualquer obstrução. A potência recebida é dada por:

P_L(dB) = -10 log_{10} (\frac{G_T G_R \lambda^2}{(4 \pi)^2 d^2})

em que:

G_T, G_R, \lambda, d são, respectivamente, o ganho da antena transmissora, o ganho da antena receptora, o comprimento de onda e a distância entre o receptor e o transmissor.

Modelo de Okumura

O modelo de Okumura é um modelo empírico baseado em medidas feitas no Japão em várias frequências na faixa de 150 a 1290 MH, e é válido para distâncias entre 1 e 100 km. A altura da antena transmissora deve estar no intervalo de 30 a 1000 m. Além disso, o modelo considera vários parâmetros do ambiente.

A partir de medições, foram geradas várias curvas de perda de propagação que devem ser consultadas pelo projetista.

Modelo de Hata

O modelo de Hata é, na verdade, uma formulação empírica a partir das curvas de Okumura, ou seja, é uma espécie de interpolação das curvas fornecidas pelo modelo de Okumura.

Este modelo é muito utilizado como modelo de previsão em redes celulares, e inclui efeitos de difração, reflexão e espalhamento causados pelas estruturas presentes no ambiente.

Para área urbana, o path loss é dado por:

L_{urbano}(dB) = 69.55 + 26.16log_{10}(f_c) - 13.82log_{10}(h_r) - a(h_r) + (44.9 - log_{10}(h_t))log_{10}(d)

em que:

f_c, h_r, h_t são, respectivamente, a frequência da portadora, a altura da antena receptora e a altura da antena transmissora. a(h_r) é um fator de correção,  dado por a(h_r) = 3.2 (log_{10}(11.75 h_r))^2 - 4.97 dB , para f_c > 300 MHz

Modelo de Egli

O modelo de Egli é um modelo de propagação usado para estimar o path loss para links comunicações ponto a ponto (visada direta). É usado tipicamente em cenários onde uma antena está fixa e outra é móvel. O terreno entre as duas antenas é irregular, e o modelo não considera obstruções por vegetação. O path loss é dado por:

P_L(dB) = G_R G_T (\frac{h_T h_R}{d^2})^2 (\frac{40}{f})^2

Modelo proposto e conclusão

Após realizar medidas em KL, os autores compararam o path loss medido com o path loss estimado pelos modelos acima. A partir disso, verificaram que o modelo que mais se adequou as medidas foi o modelo de Okumura.

A partir desse ponto, os autores interpolaram as medidas e sugeriram um novo modelo, baseado no modelo de Okumura e concluiram que o novo modelo é mais preciso do que os outros modelos utilizados na comparação. A conclusão é de que esse modelo pode ser utilizado na Malásia, com melhores resultados do que outros modelos já consagrados.

Meus comentários:

Não concordo com a conclusão do autor de que o modelo proposto é suficiente para estimar o path loss na Malásia. De acordo com o artigo original, foram feitas medidas em KL utilizando 4 células, sendo que foram utilizadas 6 rotas por célula. Não foi informado, por exemplo, se, nas medições, a altura da antena transmissora/receptora foi alterada, ou se houve variação significativa de ambiente. Como nada disso foi informado, não é possível dizer que esse modelo seria melhor do que o Okumura se aplicada na Malásia. Apenas é possível afirmar que esse modelo (que é uma interpolação de medidas realizadas em KL) descreve melhor o path loss nas condições medidas (lembrando que o ambiente não foi descrito, tampouco dados de altura das antenas).  De qualquer forma, sempre acho interessante artigos mostrando medidas de propagação em localidades diferentes.

Deixe uma resposta

Preencha os seus dados abaixo ou clique em um ícone para log in:

Logotipo do WordPress.com

Você está comentando utilizando sua conta WordPress.com. Sair / Alterar )

Imagem do Twitter

Você está comentando utilizando sua conta Twitter. Sair / Alterar )

Foto do Facebook

Você está comentando utilizando sua conta Facebook. Sair / Alterar )

Foto do Google+

Você está comentando utilizando sua conta Google+. Sair / Alterar )

Conectando a %s


%d blogueiros gostam disto: