Concepo e Planeamento de Redes sem Fios IEEE

Concepção e Planeamento de Redes sem Fios IEEE 802. 16 Vitor Carvalho IT / DEM, Universidade da Beira Interior Covilhã, Portugal Covilhã, 06 February 2022 1

Resumo q q q Objectivos Wimax Planeamento celular • Relação portadora-ruído • Relação portadora-interferência Ligação ponto-a-ponto Conclusões 2

Objectivos q q Planear uma rede macro-celular de banda larga sem fios ponto-multiponto que abrange toda a região da Beira Interior Projectar uma rede sem fios ponto-a-ponto para interligar os Hospitais de Castelo Branco, Covilhã e Guarda, com recurso a um repetidor na Serra Gardunha 3

Wimax – Abordagem Orientada ao Serviço q q O Wi. Max irá permitir a interoperabilidade entre equipamentos de fabricantes diferentes Abrange o segmento móvel tendo um enorme potencial pois proporciona banda larga em movimento Numa abordagem orientada ao serviço, de forma a satisfazer as necessidades dos bombeiros, da polícia e das ambulâncias, pretende-se, por exemplo, que o centro de controlo tenha acesso a imagens em tempo real de um incêndio Rede metropolitana pode permitir aos alunos acederem em qualquer lugar a conteúdos leccionados na universidade 4

Área de Estudo (Beira Interior) 5

Planeamento Macro-celular q Região da Beira Interior com uma área de 64 x 90=5760 km 2 q O número de macrocelulas necessárias para cobrir a área de estudo são 35 e 62 células, aproximadamente, para raios de cobertura de R=8 e R=6 km, respectivamente 6

Relação portadora-ruído Com: • f = 3. 5 GHz • Largura de banda = 5 MHz • Ge+Gr = 25 d. Bi • Factor de ruído = 3 d. B • Pe = 0 d. BW Modulações de ordem alta Modulações de ordem baixa 7

Relação portadora-ruído (cont. ) C/N (mínimo) g=2 Áreas rurais g=3 Zonas urbanas Modulações de ordem d=1 -10 km baixa (6 -8 d. B) Até d=4 km Modulações de ordem d=1 -10 km alta (16 -18 d. B) Impossível q q Em espaços livres (áreas rurais) a cobertura não é uma limitação Em zonas urbanas, para grandes distâncias, é impossível a cobertura e então é necessário usar células de 3 -4 km 8

Relação portadora-interferência q Sem Sectorização q Com Sectorização 9

Ligação Ponto-a-Ponto com Repetidor q O projecto das ligações ponto-a-ponto assemelha-se ao dimensiona-mento de feixes Hertzianos digitais q Existe desobstrução total do elipsóide de Fresnel entre a Covilhã e a Gardunha e Castelo Branco 10

Projecto da Ligação Ponto-a-Ponto PTP q Com desvanecimento, o C/Nmin, em d. B, é dado pela expressão seguinte, onde mu (d. B) é a margem de desvanecimento uniforme q A probabilidade P de a potência recebida p ser igual ou inferior a p 0, no mês mais desfavorável, pode ser estimada por uma expressão do tipo, onde F é o factor de ocorrência do desvanecimento profundo (modelo de Morita) 11

Hipóteses q q q q g=2 Lb = 20 MHz (para a ligação ponto-a-ponto) gchuva = 0. 015 d. B/km Pe = 0 d. BW Ge+Gr = 2 x 23. 8=47. 6 d. Bi Nf = 3 d. B Guias de onda de 10 m a alimentar as antenas (com atenuação específica Ae=Ar=0. 051 d. Bm) 12

Relação Portadora-Ruído com desvanecimento q Comparação da relação portadora-ruído com o limiar de qualidade, (C/N)min com desvanecimento , tendo em conta a margem da ligação relativa à cláusula 1 e 2 e o modelo de Morita Cláusula 12(ber=10 =10 -6 -3) ) Cláusula 13

Conclusões - Cobertura q q O número de células necessárias para cobrir a região da Beira Interior é de 62 e 35 células, para distâncias de cobertura de 6 km e 8 km, respectivamente No modelo de Friis modificado, só é possível ultrapassar o limiar mínimo de C/N para modulações de ordem baixa e para g =2 e g =3 com distâncias até 4 km. Para modulações de ordem elevada, o limiar de C/N só é atingido para g =2 14

Conclusões - Reutilização q q Sem sectorização os valores do factor de reutilização são demasiado elevados Utilizou-se a sectorização para ultrapassar esta dificuldade aumentar a capacidade do sistema Com sectorização consegue-se reduzir o factor de reutilização para valores aceitáveis (k>4) Sugere-se a sobreposição para superar problemas de coberturas em grandes áreas de densidade populacional 15

Conclusões - PTP q Cláusula 1 • Antenas com ganhos de emissão/recepção de 24 d. B só • q permitem ligações de qualidade para distâncias até 35 km; logo, a ligação da Serra da Gardunha até á cidade da Guarda não está assegurada Para as antenas com ganhos de 32, 5 d. B qualquer das ligações pode ser efectuada Cláusula 2 • Antenas com ganhos de 24 d. B permitem ligações para • distâncias até 24, 5 km; na ligação da Serra Gardunha até Castelo Branco existe uma diferença de 4 d. B relativamente à possível realização Com antenas de 32, 5 d. B, todas as ligações são possíveis, excepto a ligação entre a Serra da Gardunha e a cidade da Guarda 16

Trabalho Futuro (Mobile. MAN) q q q Desenvolver arquitecturas de rede para interoperabilidade e IP móvel entre redes Wi-Fi e Wimax Aspectos de segurança em IEEE 802. 16 Consideração de serviços multimédia Aplicações para plataformas móveis Em termos de demonstração, o Mobile. MAN vai-se concentrar essencialmente na versão fixa/portátil da norma No entanto, existem contactos exploratórios com representantes da protecção civil, forças de segurança e emergência médica, com o objectivo de se poderem concretizar projectos de demonstração mais abrangentes 17

Agradecimentos q Mobile. MAN (Mobile IP for Broadband Wireless Metropolitan Area Networks), um projecto interno do Instituto de Telecomunicações Laboratório Associado 18

FIM 19

Questões ? 20