1 Resumo—O Long Term Evolution (LTE) é uma tecnologia que está a ser fortemente implementada, não só em Portugal mas no resto do mundo. A adoção do LTE deve-se em grande parte à maior capacidade e à baixa latência oferecidas, para além de ser expansível ao LTE Advanced. O artigo apresentado tem por objetivo a análise do desempenho de uma rede piloto LTE com consequente validação experimental dos resultados teóricos conhecidos. A partir destas medidas experimentais é também sugerido um novo modelo de propagação em larga-escala para LTE em 2,6 GHz. Para distâncias inferiores a 1 km sugere-se o modelo LTE-PL. Para distâncias superiores a 1 km foi feita uma adaptação ao modelo Okumura-Hata para que se aproximasse aos resultados obtidos. Das medições efetuadas observou-se que em boas condições rádio, os débitos binários são bastante próximos dos máximos teóricos. Além disso, foi caracterizado o ambiente de propagação, determinando-se a margem de desvanecimento log-normal e as perdas de penetração no interior dos veículos para um ambiente urbano denso. Foi realizada ainda uma análise de vários Key Performance Indicators (KPI) que permitem avaliar o desempenho do LTE, avaliando-se também o impacto da variação de velocidade e da distância à estação-base nas medidas realizadas. Index Terms—LTE, Planning, Measurement, Performance, KPI I. INTRODUÇÃO O crescimento do mercado de dados em redes móveis e a exigência dos utilizadores por débitos binários cada vez mais elevados levou à necessidade do desenvolvimento de uma nova tecnologia que permitisse manter a competitividade das redes móveis no futuro. Desse modo surge como resposta o Long Term Evolution (LTE). O artigo desenvolvido tem como objetivo principal clarificar acerca do que é expectável em termos do desempenho efetivo de uma rede Long Term Evolution (LTE), de 4ª Geração (4G) e comparar com os valores teóricos com valores experimentais obtidos [1]. Para cumprir esse objetivo foram recolhidas medidas numa rede LTE piloto em duas áreas, tendo as simulações adicionais sido feitas sobre a ferramenta MATLAB [2]. O artigo encontra-se organizado da seguinte forma. A secção II aborda numa primeira fase o planeamento em LTE. São definidos os dois novos modelos de propagação propostos, a margem de desvanecimento e as perdas de penetração in-car. Além disso é feita uma comparação entre a metodologia utilizada no planeamento e as medidas obtidas. A secção III apresenta as medidas efectuadas na rede piloto LTE, tal como as estatísticas obtidas nos dois sentidos da ligação. Por último, a secção IV analisa o desempenho de certos indicadores, tais como a eficiência espectral e o o throughput, em função das condições de propagação. É ainda realizada uma análise tendo em conta a variação de velocidade do móvel e a distância à estação-base (eNB, evolved Node B), seguindo-se as conclusões. II. PLANEAMENTO EM LTE A. Modelo de Propagação LTE-PL De acordo com as medidas empíricas realizadas, chegou-se à conclusão que a determinação da atenuação de propagação pelos modelos Okumura-Hata ou COST231-Hata era bastante pessimista em relação aos valores obtidos, apresentando diferenças da ordem dos 15 dB. Sendo assim, foi desenvolvido um novo modelo baseado no modelo de propagação genérico, que se apresenta em (1). ()[] ( ) ( ) (1) O modelo de propagação tem como distância de referência (d 0 ) 30 metros. As correspondentes medidas para a determinação do coeficiente de desvanecimento encontram-se na TABELA I. Avaliação Experimental de Desempenho em Redes Móveis 4G (Long Term Evolution) em Ambiente Urbano J. Nascimento 1 , L. Varela 2 , P. Vieira 1,3 1 Área Departamental de Eletrónica Telecomunicações e Computadores, ISEL, Lisboa, Portugal 2 CELFINET - Consultoria em Telecomunicações, Lda, Lisboa, Portugal 3 Instituto de Telecomunicações (IT), Lisboa, Portugal [email protected], [email protected], [email protected]
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Resumo—O Long Term Evolution (LTE) é uma tecnologia que
está a ser fortemente implementada, não só em Portugal mas no
resto do mundo. A adoção do LTE deve-se em grande parte à
maior capacidade e à baixa latência oferecidas, para além de ser
expansível ao LTE Advanced.
O artigo apresentado tem por objetivo a análise do
desempenho de uma rede piloto LTE com consequente validação
experimental dos resultados teóricos conhecidos.
A partir destas medidas experimentais é também sugerido um
novo modelo de propagação em larga-escala para LTE em
2,6 GHz. Para distâncias inferiores a 1 km sugere-se o modelo
LTE-PL. Para distâncias superiores a 1 km foi feita uma
adaptação ao modelo Okumura-Hata para que se aproximasse
aos resultados obtidos.
Das medições efetuadas observou-se que em boas condições
rádio, os débitos binários são bastante próximos dos máximos
teóricos. Além disso, foi caracterizado o ambiente de propagação,
determinando-se a margem de desvanecimento log-normal e as
perdas de penetração no interior dos veículos para um ambiente
urbano denso.
Foi realizada ainda uma análise de vários Key Performance
Indicators (KPI) que permitem avaliar o desempenho do LTE,
avaliando-se também o impacto da variação de velocidade e da
distância à estação-base nas medidas realizadas.
Index Terms—LTE, Planning, Measurement, Performance, KPI
I. INTRODUÇÃO
O crescimento do mercado de dados em redes móveis e a
exigência dos utilizadores por débitos binários cada vez mais
elevados levou à necessidade do desenvolvimento de uma
nova tecnologia que permitisse manter a competitividade das
redes móveis no futuro. Desse modo surge como resposta o
Long Term Evolution (LTE).
O artigo desenvolvido tem como objetivo principal
clarificar acerca do que é expectável em termos do
desempenho efetivo de uma rede Long Term Evolution (LTE),
de 4ª Geração (4G) e comparar com os valores teóricos com
valores experimentais obtidos [1].
Para cumprir esse objetivo foram recolhidas medidas numa
rede LTE piloto em duas áreas, tendo as simulações adicionais
sido feitas sobre a ferramenta MATLAB [2].
O artigo encontra-se organizado da seguinte forma. A
secção II aborda numa primeira fase o planeamento em LTE.
São definidos os dois novos modelos de propagação
propostos, a margem de desvanecimento e as perdas de
penetração in-car. Além disso é feita uma comparação entre a
metodologia utilizada no planeamento e as medidas obtidas.
A secção III apresenta as medidas efectuadas na rede piloto
LTE, tal como as estatísticas obtidas nos dois sentidos da
ligação.
Por último, a secção IV analisa o desempenho de certos
indicadores, tais como a eficiência espectral e o o throughput,
em função das condições de propagação. É ainda realizada
uma análise tendo em conta a variação de velocidade do
móvel e a distância à estação-base (eNB, evolved Node B),
seguindo-se as conclusões.
II. PLANEAMENTO EM LTE
A. Modelo de Propagação LTE-PL
De acordo com as medidas empíricas realizadas, chegou-se
à conclusão que a determinação da atenuação de propagação
pelos modelos Okumura-Hata ou COST231-Hata era bastante
pessimista em relação aos valores obtidos, apresentando
diferenças da ordem dos 15 dB. Sendo assim, foi desenvolvido
um novo modelo baseado no modelo de propagação genérico,
que se apresenta em (1).
( )[ ] ̅̅̅̅ ( ) (
) (1)
O modelo de propagação tem como distância de referência
(d0) 30 metros. As correspondentes medidas para a
determinação do coeficiente de desvanecimento encontram-se
na TABELA I.
Avaliação Experimental de Desempenho em Redes Móveis
4G (Long Term Evolution) em Ambiente Urbano
J. Nascimento 1, L. Varela 2, P. Vieira 1,3
1Área Departamental de Eletrónica Telecomunicações e Computadores, ISEL, Lisboa, Portugal
2CELFINET - Consultoria em Telecomunicações, Lda, Lisboa, Portugal
3Instituto de Telecomunicações (IT), Lisboa, Portugal