Empirical maximum permissible loss (MPL) modeling for outdoor wireless links

Empirical maximum permissible loss (MPL) modeling for outdoor wireless links

Author

Al-Rashdi, Mahmood Abdullah bin Hamed.

Publisher

Sultan Qaboos University

Gregorian

2013

Language

English

Subject

Wireless communication systems

Globl system for mobile communication

Wireless communiction systems

English abstract

من أبرز التحديات التي تواجه مصممي الشبكات اللاسلكية تحديد مقدار الفقدفی الإشارة المرسلة وذلك من أجل تحقيق الجودة في الخدمة. تتعرض الإشارة اللاسلكية بشكل عام إلى الكثير من آليات الإنتشار، وتتنوع هذه الآليات بين إنعكاس الإشارة وحيودها وصولا إلى تبعثرها وتشتتها في مسارات مختلفة. وبإعتبار نظام الهاتف المتنقل العالمي (GSM) الجيل الثاني من تقنية الإتصالات المتنقلة (2G)، ومن تقنيات الترددات الراديوية (RF) الأوسع انتشارا على مستوى العالم فإن الكثير من نماذج انتشار الإشارة تدرس مقدار الفقد في قوة الإشارة المرسلة للتنبؤ بمقدار قوة الإشارة التي يمكن استقبالها عند مسافة محددة؛ وذلك عن طريق التنبؤ بقيمة الفقد الأكبر المسموح (MPL) لإستقبال الإشارة بشكل صحيح. يركز هذا المشروع على منطقة حي مطرح التجاري (MBD) بمسقط إضافة إلى امتداد المنطقة بهدف الحصول على أفضل نموذج لإنتشار الإشارة للمنطقة. لقد تم تطبيق نموذج أكومارا-هاتا ونموذج ساكاجامي-المعدل ومقارنتهما بالبيانات الحقيقية المؤخوذة من الحقل التجريبي. وقد تم استخدام تقنية "جذر متوسط مربع الخطأ" (RMSE) كمؤشر لتحديد مقدار الخطأ ووسيلة لتحقيق النتائج. تم تعديل كلا النموذجين للحصول على أقل قيمة ممكنة للخطأ. بعدها تم استخلاص المعادلات المعممة لكل نموذج وذلك عن طريق أخذ متوسط مقدار الخطأ للمسارات المدروسة لكل منطقة. وقد تم اختبار الصيغ المعدلة للنماذج وتم التحقق منها على مسارات مختلفة من منطقة حي مطرح التجاري والنتائج كانت في نطاق المتوقع. علاوة على ذلك فقد تم تطبيق المنهجية ذاتها في نمذجة نظام الإتصالات المتنقلة الكوني (UMTS) الذي يعتبر تقنية الجيل الثالث من تقنيات الإتصالات المتنقلة (3G). وقد تم استخلاص المعادلات المعممة لمقدار الفقد الأكبر المسموح في الإشارة بنفس الطريقة المتبعة بالنسبة لنظام الهاتف المتنقل العالمي (GSM). ومن أجل التحقق من صحة النتائج المستخلصة فقد تم تطبيق النماذج المعممة لمنطقة حي مطرح التجاري لكلا التقنيتين على منطقة أخرى تحمل نفس الخصائص الجغرافية والنمط العمراني. وقد تم تحديد جزء من مدينة الخوير لهذا الغرض، والنتائج المحصلة كانت مقبولة.

Member of

Theses and Dissertations

Resource URL

https://hdl.handle.net/20.500.12408/1459

Arabic abstract

It is very challenging for wireless network designers to estimate the path loss of transmitted signals to ensure the quality of service. Generally, the wireless signal is impacted by a variety of propagation mechanisms. These mechanisms include signal reflection, diffraction and scattering. Considering the GSM as the second mobile generation (2G) globally spread RF technology, many propagation models study the path loss and predict the signal strength at specific distance by predicting the Maximum Permissible Loss (MPL).
This project has focused on the Muscat MBD (Muttrah Business District) area with its extension in order to have a suitable propagation model for this area. The Okumura-Hata and the Extended-Sakagami models have been practiced and compared to the real measured data. The Root Mean Square Error (RMSE) was used as an error indicator and results validator. Both Okumura-Hata model and ExtendedSakagami model have been modified to provide lower RMSE value. Then, the generalized equation for each model has been obtained by averaging the RMSE values for studied paths in each area. The generalized formulas have been tested and verified in different paths of the MBD area and the obtained results were within expected range.
Furthermore, the same methodology has been applied for modeling the Universal Mobile Telecommunication System (UMTS), the third generation (3G) for mobile technologies. Same as of GSM modeling methodology, the generalized equations of MPL has been obtained. For verification purposes, both GSM and UMTS generalized models of the MBD area have been applied in another area with similar building structure and terrain. Part of Al Khuwair city has been selected and the results were acceptable.