1 Introdução ao Balanço de Potência Link budget

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1 1 Introdução ao Balanço de Potência Link budget O balanceamento de potências em um enlace de comunicações permite estimar: Área de cobertura; Raio da célula; Número de células necessárias para determinada região. Uma vez que a comunicação deve ser full-duplex, o balanceamento do enlace de comunicação permite ajustar a potência de saída da estação rádio base (ERB) para obter a mesma perda de caminho nas duas direções: (1) downlink ou enlace direto e (2) uplink ou enlace reverso. 1.1 Perdas no downlink ou enlace direto A equação 1, cujas variáveis estão definidas na Tabela 1, é empregada para obter o total de perdas, P L down, no enlace direto, conforme ilustra a Figura 1: P L down = P Ab R Xm COMB DUP L m + G m + G b L bt F M Outras. (1) Figura 1: Enlace direto ou downlink. O combinador (COMB, na Figura 1) é o dispositivo que possibilita múltiplos transmissores transmitir em uma mesma antena em freqüências diferentes, enquanto que o duplexador (DUP, na Figura 1) permite usar uma antena para transmissão e recepção. 1

2 Tabela 1: Perdas no downlink Variável Tipo de perda Valor P Ab Potência de saída no transmissor da ERB 44.5 dbm R Xm Nível de sinal no receptor do móvel -104 dbm COMB Perda no combinador da ERB 5 db DUP Perda no duplexador do móvel 0.5 db L m Perda no cabo do móvel 0 db G m Ganho da antena do móvel (Altura 1,5m) 0 dbi G b Ganho da antena da ERB (Altura 40m) dbi L bt Perda no cabo de transmissão da ERB 3.28 db FM Margem de desvanecimento 4dB (urbano) 6dB (suburbano) Outras Atenuação in-building db Atenuação in-car 4-10 db Atenuação devido ao efeito do corpo 7 db 1.2 Perdas no uplink ou enlace reverso A equação 2, cujas variáveis estão definidas na Tabela 2, é empregada para obter o total de perdas, (P L up ), no enlace reverso ilustrado na Figura 2: P L up = P Am R Xb DUP L m + G m + G b L br + G div F M Outras. (2) Figura 2: Enlace reverso ou uplink. 2

3 Tabela 2: Perdas no uplink Variável Tipo de perda Valor P Am Potência de saída no transmissor do móvel 33 dbm R Xb Nível de sinal no receptor da ERB -107 dbm DUP Perda no duplexador do móvel 0.5 db L m Perda no cabo do móvel 0 db G m Ganho da antena do móvel (Altura 1,5m) 0 dbi G b Ganho da antena da ERB (Altura 40m) dbi L br Perda no cabo de recepção da ERB 3.28 db G div Ganho de diversidade na recepção da ERB 3 db FM Margem de desvanecimento 4dB (urbano) 6dB (suburbano) Outras Atenuação in-building db Atenuação in-car 4-10 db Atenuação devido ao efeito do corpo 7 db 2 Balanceamento e determinação do limite da área de cobertura Para que o enlace esteja balanceado: P L down = P L up, como a potência de saída do móvel é normalmente limitada, o enlace limitante é o uplink. Portanto, definimos a máxima perda permitida no caminho (MAP L) como sendo P L up. MAP L = P lup (3) Portanto a potência que determina o limite da área de cobertura (Coverageth) é dada por: Coverageth = EIRP balanceada MAP L, (4) Onde: EIRP balanceada é a potência isotrópica irradiada, após balanceamento, conforme ilustra a Figura 3. Coverageth pode ser também calculada empregando a equação 5. Coverageth = R Xm + L m G m + DUP + F M + Outras. (5) 3

4 Figura 3: Perda de percurso para determinar o limite da área de cobertura. 2.1 Estimar raio e número de células Através de M AP L pode-se estimar, de maneira grosseira, o tamanho das células, empregando um modelo de propagação adequado. Pode-se então, determinar o número de células em uma dada região dividindo a área total da região pela a área da célula. 4

5 1. Determine o raio de cobertura da célula. Empregue o modelo de Hata 1 para áreas urbanas (cidades grandes), freqüência de 850Mhz. Qual o novo valor de potência 1 hata 850MHz 5

6 1. Determine o raio de cobertura da célula. Empregue o modelo de Hata 2 para áreas urbanas (cidades grandes), freqüência de 900Mhz. Qual o novo valor de potência 2 hata 900MHz 6

7 1. Determine o raio de cobertura da célula. Empregue o modelo de Hata 3 estendido para cidades de porte médio, freqüência de 1550Mhz. Qual o novo valor de potência 3 hata estendido 1550MHz 7

8 1. Determine o raio de cobertura da célula. Empregue o modelo de Hata 4 estendido para cidades de porte médio, freqüência de 1600Mhz. Qual o novo valor de potência 4 hata estendido 1600MHz 8

9 1. Determine o raio de cobertura da célula. Empregue o modelo de Walfisch Ikegami 5 para cidades de porte médio, freqüência de 900Mhz. Qual o novo valor de potência 5 Walfisch Ikegami 900MHz 9

10 1. Determine o raio de cobertura da célula. Empregue o modelo de Walfisch Ikegami 6 para cidades de porte médio, freqüência de 1600Mhz. Qual o novo valor de potência 6 Walfisch Ikegami 1600MHz 10