Universidad Mayor de San Andrs Facultad de Ingeniera Ingeniera Electrnica

ETN 913COBERTURA DE UNA RADIOBASEDocente : Ing. Jos Nez de Arco M. Roberto Antonio Aliaga Landaeta Rodrigo Erick Chipana Chuca Roger Ronald Miranda Ortega Integrantes:

Gestin

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2/2011

La Paz Bolivia

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ContenidoCobertura de una radio base .......................................................................................................... 2 Introduccin .............................................................................................................................. 2 Marco terico ............................................................................................................................ 2 Introduccin de los mtodos de prediccin de propagacin ..................................................... 2 Modelo de propagacin COST 231 Walfisch-Ikegami ............................................................. 3 Definicin de variables y rangos de trabajo .......................................................................... 3 LOS ....................................................................................................................................... 4 NLOS .................................................................................................................................... 4 Planteamiento de los parmetros del modelo ................................................................................ 5 Clculo de la mxima distancia de cobertura en LOS........................................................... 6 Clculo de la mxima distancia de cobertura en NLOS ........................................................ 6 SIMULACIN .............................................................................................................................. 8 Conclusiones: .............................................................................................................................. 12

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Cobertura de una radio baseIntroduccinA lo largo de la ltima dcada hemos sido testigos del aumento exponencial de tecnologas aplicadas a la telefona mvil digital. Servicios que antes eran exclusivos para la telefona fija (internet, televisin o video-conferencia ente otros) han sabido renovarse y adaptarse al pblico usuario de la telefona mvil. Las operadoras de telefona mvil estn en continua evolucin, realizando mejoras tecnolgicas y creando nuevos servicios a los clientes. En la dcada de los 90 se constituy la red GSM (Groupe Special Mobile) a frecuencia de 900MHz. Aos ms tarde se dio una evolucin tecnolgica con la ampliacin de la red DCS (Digital Cellular System) sobre frecuencias de 1800MHz. Actualmente la red UMTS (Universal Mobile Telecomunications System) sobre frecuencias de 2100MHz est consolidada. Y al da de hoy ya se ha empezado a instalar la red UMTS sobre frecuencias de 900MHz. Todo el cambio de la red durante el transcurso del tiempo ha requerido unas modificaciones en la topologa y en la distribucin de las estaciones base. Con la red de GSM el nmero de estaciones bases para cubrir la misma rea de abonados era menor que con la tecnologa UMTS. Para optimizar el cambio de la topologa de la red dentro de las ciudades se han creado varios mtodos empricos de propagacin de la seal. El ms evolucionado dentro del rango de frecuencias de telefona mvil es el modelo de propagacin COST 231. Las operadoras utilizan el mtodo de propagacin para determinar la cobertura mas ptima a la hora de distribuir las estaciones bases dentro de una ciudad. El mtodo de propagacin COST 231 necesita de muchos parmetros de entrada que identifican la topologa de la ciudad para realizar el clculo de cobertura. El elevado nmero de variables de entrada y el largo proceso de clculo dificulta la realizacin de los clculos manualmente.

Marco terico Introduccin de los mtodos de prediccin de propagacin"La propagacin de las ondas a travs de los medios reales puede estudiarse a partir de las ecuaciones de Maxwell, analizando las soluciones compatibles con las condiciones de contorno que imponga el medio. Sin embargo, tal estudio riguroso es a veces impracticable y en todo caso muy complejo, por lo que para la prediccin de prdidas de propagacin se utilizan modelos simplificados basados en la ptica geomtrica. Cuando tales modelos dejan de ser vlidos se alude a expresiones empricas o curvas de propagacin normalizadas obtenidas a partir de mediciones". Siguiendo la definicin de J.M. Hernando Rbanos, un modelo de propagacin predice la prdida de seal de la onda desde el emisor hasta el receptor. Se diferencian los modelos de propagacin en empricos (o estadsticos), tericos (deterministas) o en una combinacin de los dos semi-empricos. Los modelos empricos recogen las medidas realizadas en campo para formular los clculos estadsticos de los resultados. En cambi los mtodos tericos se basan en las formulas de propagacin que caracterizan el terreno y el medio de la onda. 2

Los modelos de propagacin se diferencian por la topografa del terreno, medio urbano o rural, y por la frecuencia de trabajo. En este Proyecto se estudia en medios urbanos y a frecuencias entre 900 y 2000MHz (rango de telefona mvil digital). Con estas premisas podramos utilizar el mtodo Okumura-Hata (modelo emprico), Ray Tracing (determinista) o el mtodo COST 231 (semi-emprico) en la variacin de Walfisch-Ikegami escogido en este Proyecto. En este Proyecto se utiliza el modelo de propagacin COST 231 Walfisch-Ikegami por ser el mtodo que ms se ajusta a la realidad dentro de los mtodos empricos y semi-empricos. Utiliza frmulas que caracterizan el relieve del terreno y las condiciones del medio a partir de mediciones realizadas en centros urbanos.

Modelo de propagacin COST 231 Walfisch-IkegamiDentro de todos los modelos de propagacin tanto deterministas como estadsticos hemos optado por implementar el modelo COST 231 Walfish-Ikegami, porqu es el recomendado por la UIT (Unin Internacional de Telecomunicaciones). El modelo contempla dos opciones a la hora de calcular las prdidas por propagacin, LOS (Line Of Sight, lnea de visin directa entre el transmisor y el receptor) y NLOS (No Line Of Sight, no existe lnea de visin directa entre el transmisor y el receptor). Aunque se considere un mtodo estadstico, se definen parmetros espaciales tanto en el plano horizontal como en el plano vertical. Actualmente este modelo es utilizado para realizar estudios de cobertura para la red de telefona mvil dentro de los mrgenes de frecuencias de 900MHz (GSM), 1800MHz (DCS) y 2100MHz (UMTS). Definicin de variables y rangos de trabajo Las Variables que usa este modelo (y que pueden verse en la Figura 1 y 2) son: hb (m): Altura de la estacin base a nivel de tierra. Donde: 4 hb50m. hm (m): Altura de la estacin mvil a nivel de tierra. Donde: 1 hm3m. hr (m): Altura media de los edificios. w (m): Anchura de la calle donde se encuentra la estacin mvil. b (m): Promedio de la distancia entre centros de edificios. d (Km): Distancia entre la estacin base y mvil. (Km). Donde: 0,2 d5Km. (): ngulo del rayo con el eje de la calle. Donde: 0 hr De las ecuaciones (2.6) hallamos hB y hR: hB = hb - hr hB = 9m hR = hr hm hR = 8m De la ecuacin (2.8) hallamos Lbsh: ( ( ) ) ( )

De la ecuacin (2.7) hallamos Lmsd: ( ( ) ) ( ( ) ) ( )

De la ecuacin (2.5) hallamos Lori: ( ) ( )

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(

)

De la ecuacin (2.4) hallamos Lrts: ( ( ) ) ( ) ( ) ( )

De la ecuacin (2.3) hallamos L0: ( ( ) ) ( ( ) ) ( )

De la ecuacin (2.2) hallamos dmx: ( ( ) )( )

( (

) )

(

)

Drive Test

De acuerdo a los datos obtenidos del celular se tienen: En el Canal b645 se tienen los siguientes niveles de recepcin a distintas distancias de la antena:

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Nivel de Lugar de medicin recepcin Cristo Rey Antena -75dBm C. Holgun - Psje. Holgun -81dBm Plza. Andreu -87dBm C. Jaimes Freyre - C. Vincenti -91dBm Plza. Adela Zamudio -93dBm C. Sotomayor - Rotonda -93dBm C. R. Campos - F. Bedregal -95dBm Cancha de Futbol -107dBm

Distancia a la antena (m) 0 160 470 500 813 850 910 1130

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SIMULACIN

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Conclusiones: Confirmamos la validez del planteamiento del modelo de propagacin utilizado COST 231 Se logro determinar la distancia mxima de cobertura de una radio base mediante el Drive Test y con el uso de software. Para realizar el Drive Test, es necesario ubicar la sectorizacin de las antenas de la radio base

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