WirelessBR

Redes WiMAX – Aspectos de Arquitetura e Planejamento

3.2.1. IEEE 802.16 (SUI) models

Grupo de modelos de predição de propagação para sistemas fixos, proposto como padrão pelo próprio IEEE, para freqüências abaixo de 11 GHz. Tais modelos ficaram conhecidos informalmente como “modelos SUI” (SUI – Stanford University Interim), pela participação da universidade de Stanford no seu desenvolvimento.

Equação de perda básica:

onde: d é a distância (m); d0 = 100 m; hb é a altura da estação rádio-base acima do solo (m) (10 m < hb < 80 m), e

e

Constantes a, b e c são obtidas da Tabela 8
 

Tabela 8 – Constantes para o modelo IEEE 802.16 (SUI)

Os termos Xf e Xh são fatores de correção para freqüência e altura da antena do receptor acima do chão, respectivamente.
 

e

onde: f é a freqüência (MHz) e hm é a altura do receptor (terminal remoto) acima do solo (m).

Segundo [10] e [11], os tipos de terreno são definidos da seguinte forma:

Tipo A – Montanhoso/densidade de árvores moderada a alta
Tipo B – Montanhoso/densidade de árvores leve ou plano/ densidade de árvores moderada a alta
Tipo C – plano/densidade de árvores leve

Na Equação 1, s é um fator de atenuação com distribuição log-normal que toma em consideração sombreamento por árvores e estruturas em geral. Tipicamente, o valor de s está entre 8,2 e 10,6 dB, dependendo do tipo de terreno.

Também em [9] (Seção 4), encontra-se referência a uma proposição para tratamento do espalhamento no tempo (delay spread), com base em medidas feitas em faixas de freqüências de sistemas celulares.

onde:
T1 é o valor médio de t_RMS RMS a 1 km. 400 ns para microcélulas urbanas, 400 a 1000 ns para macrocélulas urbanas, 300 ns para áreas suburbanas, 100 ns para áreas rurais e > 500 ns para áreas montanhosas;
α vale 0,5 para áreas urbanas, suburbanas e rurais, e 1,0 para áreas montanhosas;
u é uma variável log-normal com média nula e desvio padrão entre 2 e 6 dB.

A Equação 7 foi obtida usando-se antenas omnidirecionais. É sugerido que essa expressão seja reduzida por um fator de 2,3 e 2,6 para aberturas de meia potência de 32 e 10 graus, respectivamente.

Ao todo, são definidos dois modelos para cada um dos três tipos de terreno dos modelos SUI, gerando os seis modelos apresentados na Tabela 9. Em adição à equação de atenuação mediana, os modelos SUI incluem informação de dispersão temporal, em forma de amplitude, atraso de tempo (time delay) e fator k da distribuição Riciana. Para detalhamento, consultar Seções 3.4.1 e 3.3.1.2 de [9].
 

Tabela 9 – Classificação de modelos SUI

Os modelos SUI foram especificamente desenvolvidos para uso nas freqüências de MMDS dos Estados Unidos, 2,5 a 2,7 GHz. A referência [9] (Seção 4) relata que o modelo deve desempenhar bem na faixa de 2 a 4 GHz. A Equação 1 foi obtida basicamente a partir de medidas em regiões suburbanas. Não há nenhum fator de correção para áreas urbanas ou densamente construídas, ou mesmo para áreas rurais. Da mesma forma, não há uma maneira de relacionar os três tipos de terreno (A, B e C) a morfologias (clutter) comumente encontrados em bases digitais de terreno, de forma que o método de seleção do tipo de terreno a ser considerado em determinada região do projeto não é sistemático.

As medidas para obtenção do modelo de atenuação foram feitas em distâncias de até 7 km, adequadas para níveis de cobertura. Porém, no planejamento de múltiplas células, prevendo uso de fatores de reuso, sinais interferentes que podem vir de 20-30 km devem ser preditos; os modelos SUI não permitem tais cálculos com precisão.

Pelas suas limitações, os modelos SUI são mais adequados para dimensionamento do sistema e estimativa de equipamentos, ao invés de planejamento detalhado, “location-specific”. Para tanto, modelos físicos, que exploram os dados de topografia e morfologia do terreno, bem como edificações, são mais apropriados.