Stanford University Interim

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1.Descripción

El grupo 802.16 del IEEE, conjuntamente con la Universidad de Stanford, llevó a cabo un extenso trabajo de investigación con el propósito de desarrollar un modelo de canal WiMAX para entornos suburbanos. Uno de los resultados más importantes obtenidos fue el modelo de pérdida de propagación SUI (Stanford University Interim) [1], el cual es una extensión del trabajo previo desarrollado por AT&T Wireless y el análisis del mismo hecho por Erceg et al. [2].

Para calcular la pérdida básica de propagación, el modelo SUI propone agrupar los escenarios de propagación en tres diferentes categorías, cada una con sus características propias:

Categoría A: terreno montañoso con niveles medios y altos de vegetación, que corresponde a condiciones de pérdidas elevadas.

Categoría B: terreno montañoso con niveles bajos de vegetación, o zonas llanas con niveles medios y altos de vegetación. Nivel medio de pérdidas.

Categoría C: zonas llanas con densidad de vegetación muy baja o nula. Corresponde a trayectos donde las pérdidas son bajas.

Para los tres escenarios, las características generales son, típicamente, las siguientes:

Tamaño de las celdas < 10 km.

Altura de la antena del receptor: 2 a 10 m.

Altura de la antena de la estación base: 15 a 40 m.

Requisito de porcentaje de cobertura elevado (80%-90%).

Según la documentación del IEEE 802.16, el modelo SUI es un método de estimación apropiado para sistemas WiMAX y BFWA (Broadband Fixed Wireless Applications).

A continuación se describe el modelo SUI y algunas variaciones del mismo que añaden factores de corrección.

2.Desarrollo

2.1 Modelo SUI básico (o modelo Erceg)

El modelo SUI básico propuesto por el IEEE, está basado en el modelo de Erceg [2] para frecuencias cercanas a 2 GHz, altura de antena receptora menor a 2 m, y debe aplicarse a entornos suburbanos.

En el mismo se define la siguiente expresión para la pérdida básica de propagación:

sui_1

(1)

donde:

d > d0


sui_2

(2)

sui_3

(3)

d0 = 100 m

10 m < hb < 80 m

8.2 dB < s < 10.6 dB


d: distancia entre base y receptor, en m

λ: longitud de onda, en metros; f ≤ 2000 MHz

γ: exponente de pérdidas

hb: altura de la estación base, en m.

s: efecto de shadowing.

a, b, c: constantes que dependen de la categoría del terreno (ver Tabla 1)

 

Categoría A

Categoría B

Categoría C

a

4,6

4

3,6

b

0,0075

0,0065

0,005

c

12,6

17,1

20

Tabla 1: Parámetros del modelo SUI.

2.2 Modelo SUI con factor de corrección de frecuencia

Para frecuencias mayores a 2 GHz y altura de antena receptora, h, entre 2 y 10 m, se introducen factores de corrección al modelo básico, previamente estudiado.

sui_4

(4)

donde:

ΔLbf: factor de corrección para la frecuencia

sui_5

(5)

ΔLbh: factor de corrección para la altura de antena del receptor, h:

sui_6

(6)

Esta versión del modelo SUI, que incluye factores de corrección, es la que es mayormente empleada en cálculos de propagación con este modelo.

2.3 Modelo SUI extendido

El modelo SUI modificado [3] propuesto por el IEEE 802.16 modifica el factor de corrección ΔLbh en función de los propuestos por Okumura. Esta modificación supone un recálculo de la distancia de referencia d0 que asume ahora el valor d’0, dado. Se definen así las siguientes expresiones para el cálculo de la pérdida básica de propagación:

sui_7

(7)

donde:

sui_8

(8)

sui_9

(9)

sui_10

(10)

ΔLbf: factor de corrección para la frecuencia

sui_11

(11)

ΔLbh: factor de corrección para la altura de antena del receptor, h:

 

sui_12

(12)

Los parámetros a, b, c y d0 del modelo, son aquellos definidos en el apartado anterior (ver Tabla 1).

3.Referencias

[1] V. Erceg et al., "An empirically-based path loss model for wireless channels in suburban environments," Global Telecommunications Conference, 1998. GLOBECOM 1998. The Bridge to Global Integration. IEEE, Sydney, NSW, 1998, pp. 922-927 vol.2. doi: 10.1109/GLOCOM.1998.776865

[2] V. Erceg et al., "Channel Models for Fixed Wireless Applications", IEEE802.16.3c-01/29r4, Broadband Wireless Working Group, IEEE P802.16, 2001.

[3] G. Senarath, W. Tong et. al: "Multi-hop Relay System Evaluation Methodology (Channel Model and Performance Metric)", IEEE 802.16j-06/013r3, Feb 2007.