2007年4月24日 星期二

Comparison of Empirical Propagation Path Loss Models for Fixed Wireless Access Systems

VTC05_Empirical-ComparisonOfPathLossModel
路規劃中談論三大主要課題: Coverage Forecast, Capacity Forecast, Frequency Planning, 在Coverage Forecast方面在top-level design之前, 會先以Propagation Path Loss Model來概算涵蓋區域內需要多少發射台, 過去有許多以實務經驗為依據的Propagation Path Loss Model被提出, 如ECC-33 model, Stanford University Interim(SUI) models, COST-231 Hata model, 但是否可應用於WiMax FWA系統, 仍有待驗證
在英國由University of Cambridge, BT Mobility Research及其他民間公司於2003年在Cambridge地區的Rural, Suburban, Urban三種不同環境下實際量測3.5GHz的FWA系統的path loss, 進而驗證上述三種Model在FWA的預測之可用性.
結果顯示, 一般來說SUI及COST-231 Hata model在三種環境下針對path loss都會產生過度預測的現象, 也就是會產生較高的建置成本預估. 採用ECC-33 model計算時則比較接近實測值, 特別是在都會區時表現更好
在Cambridge地區進行的的實驗網路有5個基站, 65個CPE, 每個基站有4個AP每個AP提供90度扇區涵蓋, 這5個基站的涵蓋區包含了Rural, Suburban, Urban三種地形
在每個CPE量測點以GPS定位, 都必須在不同的接收天線高度下進行接收信號量測, 一般從10公尺到5公尺, 約隔1公尺量測一次, 信號採用3.5MHz之Channel Bandwidth, Symbol Rate設為2.5MHz, 接收天線的beamwidth為23度, 測量點主要集中在離基站250公尺至2公里之間, 約隔250公尺取一量測點, 共有300個以上的量測地點, 550個量測點, 在每個量測點每隔0.3秒紀錄一次信號強度, 至少收集100個強度值後再取平均後, 可用以計算path loss, 所得的實際值即可與三個經驗Model做比較
當時802.16 group 提議採SUI model, 原來此model是用在美國2.5GHz ~ 2.7GHz 的Multipoint Microwave Distribution System, 在SUI model中的計算參數有, AP與CPE天線間的距離, 因為樹及障礙物造成的shadow fading effect的調整因子, 基站離地表高度, 使用的載波頻率, CPE天線離地表的高度

Although the ECC-33 model is most appproximate to the real measurement in Urban area, yet the ECC-33 model is lack of the adjustment factor for suburban and rural area. Hence Cost 231-Hata model is used for the Suburban area performance evaluation in the WiMax released document Mobile_WiMax_Part1_Overview_and_Performance section 5.2 Mobile WiMax link budget.

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