WiMAX Data Rate Performance

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Orlando Godoi Dreer
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1 WiMAX Data Rate Performance João Eira, António J. Rodrigues Instituto de Telecomunicações Pólo de Lisboa

2 TÓPICOS Enquadramento e Objectivos Parâmetros do Sistema Banda de Frequências & Duplexing OFDMA Estrutura da trama Sub-canalização Burst Profiles Estação de Base (BS) e Terminal Móvel (MS) Modelo de Propagação Resultados e Conclusões Trabalho Futuro 2

3 OBJECTIVOS E ENQUADRAMENTO Porquê? Leilão BWA em Portugal em 2007 Planeamento Mobile WiMAX para algumas regiões Viabilidade económica? Estimar o débito binário atingível na MS em função da distância à BS Mobile WiMAX (IEEE e) Obstáculo Diferentes cenários de propagação Escassez de equipamentos disponíveis com IEEE e 3

4 PARÂMETROS DO SISTEMA (1) Banda de Frequências & Duplexing Banda de Frequências (GHz) Largura de Banda do Pontos Canal (MHz) FFT Duplexing TDD TDD TDD Bandas e GHz disponibilizadas em Portugal Modo TDD mais vantajoso 4

5 PARÂMETROS DO SISTEMA (2) OFDMA Parâmetros Valores LB do Canal 5 MHz 10 MHz 7 MHz Pontos FFT (N FFT ) Espaçamento entre sub-portadoras khz khz Duração do Símbolo OFDMA (T s =T u +T g ) µs (91.4µs+11.4µs) 144 µs (128µs+16µs) Duração da Trama 5 ms Nº Símb. OFDMA por Trama

6 PARÂMETROS DO SISTEMA (3) Estrutura da Trama Cabeçalhos têm tamanho variável em função do tipo de tráfego Assumiu-se tráfego Full Buffer FTP (conservador) UL/DL ratio configurável em TDD. Utilizou-se 3:1 6

7 PARÂMETROS DO SISTEMA (4) Sub-canalização Utilizou-se DL PUSC (Partial Use of Sub-Carriers) Único modo obrigatório no System Profile do Mobile WiMAX actual. DL PUSC 7 MHz 5 MHz Sub-port. 10 MHz Nulas Piloto Dados Total Sub-canais

8 PARÂMETROS DO SISTEMA (5) Burst Profiles Analisados Burst Profile SNR Necessário (db) QPSK CTC ½ 3.5 QPSK CTC ¾ QAM CTC ½ QAM CTC ¾ QAM CTC 2/ QAM CTC ¾ 18.5 Utilização de modos com turbo códigos devido a cada vez maior generalização dos mesmos Parâmetros BS e MS Parâmetros BS Altura BS 32 m Potência Tx por Antena 10 W Nº. de Antenas de Tx 2 Ganho Combinação 3 db Ganho Antena Tx 15 dbi Atenuação Extra Emissor -.7 db Parâmetros MS Altura MS 1.5 m Nº. de Antenas de Rx 2 Ganho Diversidade 3 db Ganho Antena Rx (Outdoor) -1 dbi Ganho Antena Rx (Indoor) 6 dbi Factor de Ruído 7 db 8

9 PARÂMETROS DO SISTEMA (6) Modelo de Propagação Poucos modelos validados para 3.5 GHz Adoptou-se COST 231 Hata (resultados pessimistas) Penetração em paredes modelada como um termo de atenuação adicional modelo empírico Parameter Indoor 1 Thick Wall Indoor 2 Thick Wall + Thin Wall Indoor 3 2 Thick Walls Total Penetration Loss 11.4 db 12.9 db 18.0 db Fading contabilizado através de margens, tendo em conta estudos conhecidos. 9

10 RESULTADOS e CONCLUSÕES (1) SUBURBANO 7 MHz 10

11 RESULTADOS e CONCLUSÕES (2) SUBURBANO 10 MHz 11

12 RESULTADOS e CONCLUSÕES (3) URBANO 7 MHz 12

13 RESULTADOS e CONCLUSÕES (4) URBANO 10 MHz 13

14 RESULTADOS e CONCLUSÕES (5) Como era expectável, uma maior LB de canal conduz a ritmos de transmissão atingíveis superiores. O raio máximo da célula é reduzido a cerca de 75% do seu valor no cenário indoor menos penalizador e a cerca de 50% no cenário mais penalizador. Mesmo considerando a abordagem de pior caso tomada, é notório que a penetração é um obstáculo sério à implementação em larga escala de uma rede baseada em Mobile WiMAX a 3.5 GHz. 14

15 TRABALHO FUTURO Testes com equipamentos IEEE e quando estes estiverem disponíveis. Planeamento de redes WiMAX em cenários reais, utilizando modelos determinísticos. Avaliação financeira e económica dos cenários. Será que, e em que condições, é rentável esta implementação? 15

16 FIM 16

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