1
Modelos
Representaciones simplificadas de la realidad por medio de un conjunto de restricciones e hipótesis
Se usan para explicar patrones de comportamiento que se observan en el mundo real
Los modelos se consideran aceptables en base a:
si pueden explicar y predecir comportamientos
si son consistentes con otros conocimientos contrastados
Cuando se obtienen nuevos datos son susceptibles de ser revisados o descartados
Introducción
2
Evolución
1997 – 802.11
1999 – 802.11b – 802.11a
2002 – 802.11g
2006 – 802.11n
2005/? – WiMax
Redes Inalámbricas
Introducción
3
Uso de Radiosidad
Utilizada inicialmente para simulación de transferencias de calor radiante entre superficies
Posteriormente se adaptó para simulación de iluminación
En esta tesis se utiliza por primera vez para simulación de cobertura en redes inalámbricas
Introducción
4
Modelos INDOOR
INDOOR vs OUTDOOR
Las distancias cubiertas son mucho más pequeñas
El componente variable del entorno es mucho mayor
Importancia de un buen modelo
Predecir el tamaño de las áreas que se pueden cubrir con un único AP.
Planificar la ubicación de las celdas de modo que, aún utilizando la misma frecuencia, no se interfieran ni causen errores
Estudio de Modelos de Propagación
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Propagación en el Espacio Libre
Ecuación de Friis:
Expresada como pérdida de trayecto, con ganancias unitarias, y conocida la pérdida a una distancia de referencia d0
Estudio de Modelos de Propagación
PL (d) = PL(d0) + 20 log (d/d0)
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Log-Normal Shadowing Path-Loss Model
n: variable de pérdida de trayecto
PL(d0): pérdida a distancia de referencia
Xs: desviación típica de muestras de calibración
Estudio de Modelos de Propagación
PL (d) = PL (d0) + 10n log(d/d0) + Xs
7
Modelo de Pérdida de Trayecto INDOOR basado en COST 231
LFS = perdida en espacio libre entre transmisor y receptor
Lc = constante de perdida
kwi = número de paredes de tipo i penetradas
n = número de suelos penetrados
Lwi = perdida debida a muro de tipo i
Lf = perdida entre suelos adyacentes
b = parámetro empírico
Estudio de Modelos de Propagación
L = LFS + Lc + ?kwi Lwi + n ((n+2)/(n+1) – b) * Lf
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Linear Path Attenuation Model
PLFS: Pérdida en espacio libre
a: coeficiente de atenuación lineal (calibrado)
d: distancia entre transmisor y receptor
Ejemplo: a=0.47 dB/m en ambiente de oficinas
Estudio de Modelos de Propagación
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Dual Slope-Model
dBR: distancia de ruptura
?: longitud de onda
n1: exponente de path loss antes de dBR (PLDS1)
n2: exponente de path loss después de dBR (PLDS2)
a0: diferencia entre PLDS y PLFS a la distancia de 1 metro
Estudio de Modelos de Propagación
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Keenan-Motley Model
PLM path loss medido a 1 metro.
PLFS path loss en espacio libre, incluyendo pérdidas por penetración a través de suelos/techos.
KF: número de suelos/techos penetrados
Estudio de Modelos de Propagación
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Multi-Wall Model
PL1 path loss a 1 metro
af factor de atenuación de suelos
aw factor de atenuación de muros
nf número de suelos atravesados
nw número de muros atravesados
Estudio de Modelos de Propagación
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Fundamentales
Uso de radiosidad por refinamiento progresivo para calcular intensidades de señal debidas a reflexiones de las señales emitidas
Uso de modelos geométricos de entornos reales tridimensionales sin mucho nivel de detalle
Obtención de niveles de cobertura para el diseño de redes inalámbricas en interiores
Objetivos
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Complementarios
Combinación de señales reflejadas con algún otro método de propagación directa
Coste computacional aceptable
Prototipo
Interactivo
Resultados en diferentes vistas
Calibrado con datos de campo
Comparativas con datos reales
Objetivos
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Resumen del Diseño
Utiliza un modelo geométrico tridimensional que incluye las características radioeléctricas de los materiales
Se usa algún modelo de propagación para calcular la pérdida de señal en el aire (Log-Normal Shadowing Path Loss Model)
Se ajusta el modelo en base a medidas de campo que tienen en cuenta factores no considerados explícitamente (calibrado)
Se tienen en cuenta el tipo y número de obstáculos atravesados por la señal, en base a sus características radioeléctricas
Se usa Radiosidad por Refinamiento Progresivo para el cálculo de las señales reflejadas
Se pueden combinar las señales reflejadas con las señales propagadas directamente
Diseño del Modelo
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Modelo Geométrico Tridimensional
Relación de objetos del entorno
Situación geométrica
Vértices, caras, material de composición
Descomposición de las caras en triángulos (mallado)
Relación de materiales con sus propiedades radioeléctricas
Atenuación
Reflectividad
Relación de puntos de acceso
Posición
Características de radiación (potencia de emisión, ganancia de la antena, directividad de la señal,…)
Relación de Parches (triángulos del mallado)
Relación de Sensores (sólo uno en cada posición)
Diseño del Modelo
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Calibrado del Modelo
Propagación en el Aire
Log-Normal Shadowing Path Loss Model
Medidas en LOS (lóbulo principal)
PL(d0)
Medidas para obtener parámetros: n y Xs
n: media de las variables de pérdida calculadas en cada medición de calibrado
Xs:: desviación típica de las desviaciones entre los cálculos con n calculada y los datos de campo
Tiene en cuenta factores de propagación en el entorno no considerados explícitamente
Medidas en NLOS para ajustar pérdidas por penetración
Diseño del Modelo
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