Modelagem de canal sem fio para planejamento de rede celular de quarta geração em Brasília

Abstract

O aumento do número de usuários de redes móveis é crescente no mundo todo e a demanda por serviços intrínsecos às mesmas tem impulsionado a busca por novas tecnologias que dêem retorno às necessidades da sociedade. Atualmente temos implantados na grande maioria das redes móveis ao redor do mundo os chamados sistemas de Terceira Geração (3G) e nota-se cada vez mais a aproximação dos sistemas de Quarta Geração (4G). O presente trabalho foi motivado por uma intersecção de interesses, estando por um lado a pesquisa acadêmica relativa à nova tecnologia e pelo lado comercial o ganho de um planejamento eficiente das redes 4G. O objetivo é contribuir para o planejamento em Brasília de uma nova rede LTE, que entre as várias tecnologias provavelmente será o sistema escolhido pela grande maioria das operadoras para o 4G. Mais especificamente é recomendado um processo para a definição da quantidade de estações necessárias, principalmente no seu lançamento, que tem suma importância na cobertura e, consequentemente, na qualidade inicial, bem como no orçamento do investimento e do plano geral de negócios. Inicialmente são abordadas metas e definições do LTE de modo mais detalhado, apresentando o grande volume de variáveis que podem ser exploradas. Dentre elas é estudado o aspecto da cobertura, que leva ao estudo de modelos de propagação. Os modelos mais consagrados são basicamente os empíricos a partir de medições em campo e sua precisão requer dados específicos da localidade em estudo. Foram efetuados experimentos em cinco estações em Brasília e o modelo COST-Walfisch-lkegami sem linha de visada apresentou o menor desvio padrão em três das cinco estações. Assim, o mesmo foi utilizado como base para a modelagem, inserindo-se de um fator de adaptação referente à morfologia de Brasília. Segundo o critério objetivo de classificação, o modelo proposto pode ser considerado bom, permitindo fazer predições de cobertura em Brasília para novos sistemas LTE com boa confiabilidade. Em linhas gerais, a recomendação para o planejamento da nova LTE da operadora Oi em Brasília é para que utilizem a proporção de 1:1 com relação ao sistema GSM existente, garantindo com uma boa confiabilidade a mesma mancha de cobertura para seu lançamento. Idealmente, para trabalhos futuros seria interessante a montagem de uma rede LTE experimental, com os equipamentos de transmissão com as especificações recomendadas pelo 3GPP, bem como os terminais móveis, que acoplados aos equipamentos de medição permitiria fazer um total mapeamento da interface aérea do LTE. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT

The increasing number of users of mobile networks is growing worldwide and the demand for services intrinsic to them has driven the search for new technologies that attend society's needs. Currently we have deployed in most mobile networks around the world the Third Generation Networks (3G) and it can be seen that the Fourth Generation Networks (4G) are closer. This work was motivated by an intersection of interests, the academic research on new technology and the commercial gain of an efficient planning of 4G networks. The objective is to contribute to the planning in Brasilia of a new LTE network which among the various technologies will likely be the system chosen by the vast majority of operators for 4G. More specifically it is recommended a process for defining the number of base stations needed, especially at launch, which has great importance in coverage and, consequently, in initial quality, as well as in the budget for investment and general business plan. Initially we have discussed goals and definitions of LTE in more details, showing the large amount of variables that can be explored. Among them is studied the aspect of coverage, which leads to the study of propagation models. The most established models are basically empirical from field measurements and their accuracy requires data specific to the locality under study. Experiments were performed at five stations in Brasilia and the model-COST-Walfisch-lkegami with no line of sight had the lowest standard deviation in three of five stations. Thus, it was used as a basis for modeling, by inserting an adjustment factor on the morphology of Brasilia. According to the objective criterion of classification, the proposed model can be considered good, allowing for coverage predictions in Brasilia for new LTE systems with good reliability. In general, the recommendation to the planning of the new LTE network for operator Oi in Brasilia is to utilize the ratio of 1:1 with respect to the existing GSM system, ensuring a good reliability with the same footprint for its release. Ideally, for future researches would be interesting to set up an experimental LTE network, with transmission equipment according to the specifications recommended by 3GPP as well as mobile terminals, which coupled to the measuring equipment would make a complete mapping of the LTE air interface.