ANÁLISE DE COBERTURA DE SINAIS NAS FAIXAS DE 700 MHZ E 3500 MHZ EM AMBIENTES COM VEGETAÇÃO DO TIPO PRAÇA URBANA

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Universidade Federal Fluminense
Escola de Engenharia
Curso de Graduação em Engenharia de
Telecomunicações
Luisa Nunes Azevedo
Vanessa Sodré Nunes de Almeida
Análise de cobertura de sinais nas faixas de 700 MHz e
3500 MHz em ambientes com vegetação do tipo praça
urbana
Niterói – RJ
2020
1
Luisa Nunes Azevedo
Vanessa Sodré Nunes de Almeida
Análise de cobertura de sinais nas faixas de 700 MHz e 3500 MHz em ambientes com
vegetação do tipo praça urbana
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao
Curso de Graduação em Engenharia de Teleco-
municações da Universidade Federal Fluminense,
como requisito parcial para obtenção do Grau de
Engenheiro de Telecomunicações.
Orientador: Prof. Dr. Pedro Vladimir Gonzalez Castellanos
Niterói – RJ
2020
ii
.
.
iii
Luisa Nunes Azevedo
Vanessa Sodré Nunes de Almeida
Análise de cobertura de sinais nas faixas de 700 MHz e 3500 MHz em ambientes com
vegetação do tipo praça urbana
Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao
Curso de Graduação em Engenharia de Teleco-
municações da Universidade Federal Fluminense,
como requisito parcial para obtenção do Grau de
Engenheiro de Telecomunicações.
Aprovado em 26 de agosto de 2020.
BANCA EXAMINADORA
Prof. Dr. Pedro Vladimir Gonzalez Castellanos - Orientador
Universidade Federal Fluminese - UFF
Profa. Dra. Leni Joaquim de Matos
Universidade Federal Fluminese - UFF
Prof. Dr. Mauŕıcio Weber Benjó da Silva
Universidade Federal Fluminese - UFF
Prof. Dr. Tadeu Nagashima Ferreira
Universidade Federal Fluminese - UFF
Niterói – RJ
2020
iv
Resumo
A quinta geração de redes móveis, aparece com a pretensão de tornar mais dinâ-
mica, veloz e confiável a comunicação através de sistemas móveis. Por conta disso, o 5G
surge como tecnologia de comunicação com as caracteŕısticas necessárias para a implan-
tação de tecnologias que estão em destaque no dias atuais, tais como: IOT (Internet of
Things), indústria 4.0 e smart cities.
Nos próximos anos devem se estabelecer no Brasil os pilares necessários para a
implementação da tecnologia 5G. Neste contexto, este trabalho se propõe a analisar a
cobertura do sinal rádio com portadoras pertencentes à mesma faixa de frequências em
que se espera que estas redes operem em solo brasileiro, a saber, 700 MHz e 3,5 GHz, num
ambiente com vegetação.
Diversos modelos de predição são considerados nas análises, de modo a estabelecer
qual deles propicia melhor modelagem para o ambiente investigado e definir quais seriam
os ajustes ideais para descrever tal ambiente.
Palavras-chave: Propagação em ambientes com vegetação. Propagação em 700
MHz. Propagação em 3,5 GHz. Modelos de Propagação.
v
Abstract
The fifth generation of mobile networks came out with the intention to make the
communication through mobile systems easier, faster and more reliable. Because of that,
the 5G emerges with necessary support to implement these technologies that are high-
lighted nowadays such as: IOT (Internet of things), industry 4.0 and smart cities.
In the next few years, the necessary infraestructure for the implementation of 5G
technology should be established in Brazil.In this context,the main purpose of this work
is to analyze the radio signal coverage in vegetative areas with the same frequency range
that will be used in national territory, in this type of network.
Several prediction models are considered in this analysis in order to establish which
one provides a better modeling for the investigated environment and define which propa-
gation model would be ideal to describe the experiment.
Keywords: Propagation in vegetated environments. Propagation at 700 MHz.
Propagation at 3.5 GHz .Propagation model.
vi
Agradecimentos
Agradeço a minha dupla, que compartilhou comigo não só as aflições que cercaram
o desenvolvimentos deste trabalho, mas também, grande partes das alegrias e frustrações
que estiveram presentes na longa estrada que foi a graduação.
Agradeço também ao professor Pedro, que foi resiliente e soĺıcito conosco. Além
disso, aproveito para expressar minha gratidão a todos os outros bons professores que tive
na graduação e na vida.
Sou extremamente grata a minha mãe, que foi e segue sendo meu principal apoio
em, absolutamente, todos os desafios que a vida me impõe. Agradeço ainda ao restante
da minha famı́lia: meu pai, meus tios e minha vó por estarem sempre tão dispońıveis e
dispostos a ajudar.
Por fim, agradeço profundamente às pessoas que conheci no PET-Tele, pois con-
tribúıram de forma valiosa para que eu conseguisse chegar ao fim deste curso.
Luisa Nunes Azevedo
vii
Agradecimentos
Primeiramente agradeço a minha parceira e amiga Luisa Nunes Azevedo por todos
esses anos de conv́ıvio durante minha passagem pela Universidade Federal Fluminense.
Ao Prof. Dr. Pedro Vladimir Gonzalez Castellanos pela paciência e dedicação
quanto à orientação deste trabalho.
Agradeço imensamente a minha mãe (in memoriam) por todos os ensinamentos
passados e pelo carinho que me foi dado. Também sou muito grata ao meu pai, por sua
paciência e compreensão, além de estar sempre ao meu lado nos momentos felizes, assim
como nos momentos mais dif́ıceis.
Agradeço à Universidade Federal Fluminense por propiciar um ambiente favorável
para minha aprendizagem.
A todos que fizeram parte desta incŕıvel jornada.
Vanessa Sodré Nunes de Almeida
Lista de Figuras
1.1 Tendência de crescimento global de dispositivos e conexões [4]. . . . . . . . 3
1.2 Tendência de crescimento na média de velocidade alcançada pelas redes,
em ńıvel Global [4]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3 Distribuição de áreas verdes na região metropolitana do estado do Rio de
Janeiro [14]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.1 Representação da reflexão em uma interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2 Ilustração do Prinćıpio de Huygens [16]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.3 Representação das zonas de Fresnel [17]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.4 Ilustração do efeito da refração na propagação do sinal [18]. . . . . . . . . . 12
2.5 Ilustração do efeito da dispersão na propagação do sinal [18]. . . . . . . . . 12
3.1 Divisão dos modelos de predição de propagação. . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.2 Exemplo de cenário, onde modelo de Weissberger pode ser aplicado [?]. . . 17
3.3 Gráfico Atenuação espećıfica γ versus Frequência[23]. . . . . . . . . . . . . 19
4.1 Vista aérea tridimensional do entorno da praça Nilo Peçanha. . . . . . . . 21
4.2 Vista aérea da praça Nilo Peçanha explicitando as rotas utilizadas na me-
dição [25]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4.3 Percurso da Rota 1 [25]. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.4 Diagrama de blocos do setup de transmissão. . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.5 Setup de transmissão localizado no portão do Campus Praia Vermelha [25]. 24
4.6 Antena OMNI I-ATO-380-6000 utilizada na transmissão do sinal [27]. . . . 27
4.7 Diagrama de irradiação horizontal da antena utilizada na transmissão [27]. 27
4.8 Diagrama de irradiação vertical da antena utilizada na transmissão [27]. . . 28
4.9 Diagrama de blocos do Setup de recepção [25]. . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.10 Setup de recepção montado na Praça Nilo Peçanha [25]. . . . . . . . . . . . 30
viii
ix
4.11 Antena Multi Band Omni MA-CQ27-1X utilizada na recepção do sinal [25]. 31
5.1 Divisão da rota em trechos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
5.2 Gráfico comparativo de potência recebida medida em 705 MHz e 3500 MHz
- Trecho 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
5.3 Gráfico comparativo de potência recebida medida em 705MHz e 3500 MHz
- Trecho 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
5.4 Gráfico comparativo de path loss em 705 MHz e 3500 MHz - Trecho 1. . . 37
5.5 Gráfico comparativo de path loss em 705 MHz e 3500 MHz - Trecho 2. . . 38
5.6 Gráfico de path loss em função da distância - Trecho 1 (705 MHz). . . . . . 40
5.7 Gráfico de path loss em função da distância - Trecho 1 (3500 MHz). . . . . 41
5.8 Gráfico de atenuação pela vegetação em função da distância - Trecho 2 (700
MHz). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
5.9 Gráfico de atenuação pela vegetação em função da distância - Trecho 2
(3500 MHz). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
5.10 Gráfico de modelos ajustados - Trecho 2 (705 MHz). . . . . . . . . . . . . . 46
5.11 Gráfico de modelos ajustados - Trecho 2 (3500 MHz). . . . . . . . . . . . . 47
x
Lista de Tabelas
3.1 Valores de expoente de perda de percurso em diversos tipos de ambiente [15]. 16
4.1 Especificações técnicas do amplificador ZHL-16W-43+ [26]. . . . . . . . . . 25
4.2 Especificações técnicas do Antena OMNI I-ATO-380-6000 [27]. . . . . . . . 26
4.3 Resumo de ganhos e perdas do setup de transmissão [25]-[27]. . . . . . . . 28
4.4 Valores de EIRP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.5 Especificações técnicas da Antena Multi Band Omni MA-CQ27-1X [28]. . 32
4.6 Resumo de ganhos e perdas do setup de recepção [25],[28]. . . . . . . . . . 32
5.1 Path loss médio medido. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
5.2 Expoente de perda de percurso η. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
5.3 Erro RMS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
5.4 Erro RMS modelos ajustados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
A.1 Equações ajustadas - Trecho 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Sumário
Resumo iv
Abstract v
Agradecimentos vi
Agradecimentos vii
Lista de Figuras ix
Lista de Tabelas x
1 Introdução 1
1.1 Justificativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2 Estado da Arte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2 Mecanismos de Propagação 8
2.1 Reflexão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.2 Difração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.3 Refração . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.4 Dispersão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3 Modelos de Predição 13
3.1 Modelo de propagação no espaço livre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
3.2 Modelo Log-distance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.3 Modelos de predição em ambientes com vegetação . . . . . . . . . . . . . . 16
3.3.1 Weissberger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.3.2 Early ITU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
xi
xii
3.3.3 Chen and Kuo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.3.4 ITU-RP.833 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.3.5 FITU-IR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4 Ambiente de Medições 21
4.1 Setup de Transmissão . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.2 Setup de recepção . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
5 Manipulação dos dados 33
5.1 Análise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
5.1.1 Ajuste dos modelos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
6 Conclusão 48
Referências Bibliográficas 50
Apêndice A Equações Ajustadas 55
Apêndice B Código Fonte 57
Caṕıtulo 1
Introdução
O advento dos sistemas de comunicação wireless, ou seja, sistemas que efetuam a
transferência de dados sem que haja a necessidade de meios de transmissão confinados
como cabo, fibra óptica, par trançado, etc, propiciou a difusão de telefonia móvel a ńıvel
global. Este tipo de sistema surgiu graças à união do trabalho de diferentes cientistas que
estudaram o funcionamento e a aplicação das ondas eletromagnéticas para este objetivo,
todavia, a origem mais comum dada a este tipo de sistema é relacionada ao italiano
Guglielmo Marconi, quem teria desenvolvido o primeiro telégrafo sem fio, ainda no século
XIX [1], [2].
No contexto das telecomunicações, os anos 1980 trouxeram a primeira geração de
telefonia móvel, chamada de 1G. Esta tecnologia baseava-se na transmissão de sinais de
voz feita de forma analógica e utilizava-se de torres de rádio para efetuar tais transmissões,
o que tornava a comunicação insegura.
Na década seguinte, surge a segunda geração de telefonia móvel, que implementa a
comunicação digital e é embasada pelo GSM (Global System for Mobile Communications),
tendo como principais tecnologias o CDMA (Code Division Multiple Access) e o TDMA
(Time Division Multiple Access). O 2G introduziu as SMS (do inglês, Short Message
Service), conhecidas como mensagens de texto, como uma opção de comunicação viável
[3].
O 3G foi implementado nos anos iniciais do século vigente. Esta foi a geração que
viabilizou o acesso à internet, ao GPS e à TV através dos dispositivos móveis, já que
uma de suas principais caracteŕısticas é a transferência de dados a altas taxas. Existem
diversos tipos de tecnologias que nortearam a implantação e o desenvolvimento das redes
2
3G, tais como: CDMA-2000 (Code Division Multiple Access-2000 ), WCDMA (Wideband
Code Division Multiple Access) e GSM EDGE (Enhanced Data Rates For GSM ) [3].
A geração seguinte foi chamada de 4G. Esta geração difere da anterior, basicamente
por ser focada principalmente na transferência de dados. Justamente por isso, a quarta
geração atinge velocidades bem maiores do que a anterior [3]. Esta tecnologia é a vigente
na grande maioria dos dispositivos móveis em uso ao redor do globo terrestres [4].
A próxima geração de sistemas de comunicação móvel padronizada pela ITU (In-
ternational Telecommunication Union), através do IMT-2020 (International Mobile Tele-
communications-2020), é o 5G, que se apresenta como um catalisador no envio de infor-
mações por meio de sistemas móveis. Este tipo de rede oferecerá transmissão de dados
a altas taxas, maiores larguras de banda, suporte a uma quantidade maior de usuários
usufruindo da mesma infraestrutura e maior diretividade do sinal. Estas caracteŕısticas
propiciam avanços de sistemas que necessitam de transmissões extremamente confiáveis e
com baixa latência, como a telemedicina e os véıculos autônomos, por exemplo [3]. Sendo
assim, o 5G se torna um dos requisitos para o estabelecimento da indústria 4.0, Internet
das Coisas e das almejadas cidades inteligentes.
O 3GPP (3rd Generation Partnership Project) definiu três cenários principais que
o 5G deve atender. São eles: eMBB (Enhanced Mobile Broadband), URLLC (Ultra Reli-
able Low Latency Communications) e mMTC (massive Machine Type Communications).
O eMBB descreve o contexto de aprimoramento da banda larga móvel, uma demanda
crescente por parte das aplicações atuais, que será atendida já na fase inicial de implan-
tação das redes. O URLLC diz respeito aos cenários em que é necessário uma menor
latência em todo o fluxo do sistema, para satisfazer aplicações cŕıticas que necessitam de
comunicação muito confiável e com baixa latência. Por fim, mMTC se refere à necessidade
de que as redes 5G consigam suportar as requisições dos dispositivos de IoT (Internet of
Things, ou Internet das coisas), que estarão em número crescente pelos próximos anos [5].
Para seu funcionamento,o 5G se apoiará em um conjunto de tecnologias. Um
dos elementos desse conjunto são as chamadas ondas milimétricas, que descrevem, basi-
camente, a utilização de frequências muito mais altas do que as usuais para transmitir
o sinai. Este procedimento será adotado para contornar o problema da sobrecarga das
faixas de frequência mais baixas, dado o aumento no número de dispositivos se integrando
à rede e do consumo de banda. O grande problema da ondas milimétricas é o seu curto
3
alcance. Visando contornar esta questão, o 5G implementará as small cells, ou seja, es-
tações de tamanho reduzido que terão a responsabilidade de cobrir um raio menor. Para
as redes de quinta geração, ainda está previsto o MIMO (Multiple Input Multiple Out-
put) massivo, através do qual, as estações poderão suportar cerca de 100 antenas, o que
significa que muitos mais usuários serão atendidos ao mesmo tempo. A desvantagem do
massive MIMO é que todas essas antenas podem provocar interferências entre si. As-
sim, será necessária a adoção de um mecanismo que faça com que o feixe da antena seja
mais diretivo, o beamforming, que será combinado com o rastreamento de feixe. Dessa
forma, os sinais serão agrupados em feixe, o que ajudará a contornar o problema da queda
de potência das ondas milimétricas em relação à distância, e fará com que determinado
feixe esteja atrelado a um usuário em espećıfico. Por fim, os dispositivos das redes 5G
contarão com transceptores capazes de transmitir e receber dados na mesma frequência,
simultaneamente [6].
O Annual Internet Report, da Cisco, forneceu um panorama dos acessos à internet
entre 2018 e 2023. Nele, estima-se que, no mundo todo, o tráfico via rede 5G cresça cerca
de 100 vezes entre 2019 e 2023, chegando a operar em 11% dos dispositivos no ano final.
Na contramão disso, os acessos via 3G ou tecnologias anteriores diminuirá de mais da
metade dos acessos, em 2018, para algo em torno de 30%, como pode ser observado na
Figura 1.1 [4].
Figura 1.1: Tendência de crescimento global de dispositivos e conexões [4].
Ainda de acordo com o relatório da Cisco, a média de velocidade das conexões
4
utilizadas em smartphones será impulsionada pela implantação do 5G até 2023 e a média
de velocidade das redes da quinta geração será mais de 10 vezes maior do que a média das
velocidades alcançadas através dos outros tipos de rede. O gráfico da Figura 1.2 ilustra
isso.
Figura 1.2: Tendência de crescimento na média de velocidade alcançada pelas redes, em
ńıvel Global [4].
Recentemente, na China, o 5G foi utilizado como aliado no tratamento de doentes
infectados pelo novo Coronav́ırus (COVID-19). Um rede 5G implementada pela ZTE e
pela China Telecom permitiu que médicos do West China Hospital e pesquisadores da
Universidade de Sichuan fizessem o diagnóstico e indicação de tratamento aos pacientes
de forma remota fornecendo suporte a outros hospitais do território [7].
Embora já seja realidade em páıses como Estados Unidos, Coréia do Sul e China, no
Brasil, acredita-se que o chamado leilão do 5G acontecerá somente em 2021. Este evento
será o responsável por definir como serão repartidas as faixas de frequências utilizadas
para a operação da quinta geração de redes móveis no páıs. As licenças de operação que
estarão em disputa dizem respeito às faixas de 700 MHz, 2,3 GHz, 3,5 GHz e 26 GHz.
Espera-se que as vencedoras do leilão sejam responsabilizadas por fornecer cobertura à
malha rodoviária brasileira, objetivando que isso possibilite o monitoramento, em tempo
real, das estradas [8]-[10].
Para que o 5G ou qualquer outra tecnologia de transmissão móvel seja implemen-
tada com sucesso, é necessário que seja efetuado estudo de cobertura do sinal, princi-
5
palmente, nas faixas de frequência em que tal tecnologia opera e em diferentes tipos de
ambiente.
Em geral, para se avaliar o comportamento dos sinais wireless são utilizados mo-
delos de predição espećıficos ou adaptados para o tipo de ambiente e/ou terreno e faixa
de frequência que se pretende estudar.
1.1 Justificativa
O desenvolvimento urbano sustentável é uma pauta que está em evidência nos
últimos anos. A Nova Agenda Urbana lançada, em 2016, pelo programa ONU-Habitat
busca nortear as poĺıticas e ações que devem ser implementadas para que as áreas urbanas
consigam se desenvolver de modo sustentável [11]. No documento, a priorização dos
espaços públicos verdes é tratada como um dos ind́ıcios de que as cidades estejam no
caminho certo para se desenvolver com sustentabilidade [12].
Originalmente, os parques, praças e jardins públicos eram utilizados como ambiente
de lazer e descanso somente. Atualmente, percebeu-se que a importância dada a esses
locais deve considerar mais do que os fins recreativos dos mesmo. A presença de áreas
verdes nos ambientes urbanos possibilita o reoxigenação do ar, amenização da temperatura
local, atenuação de rúıdos sonoros e ainda trazem um efeito paisaǵıstico para as cidades,
além de fornecerem um espaço para o lazer da população [13].Dessa forma, a implantação
e manutenção de áreas verdes deve ser parte integrante do plano de crescimento dos
munićıpios.
Na região metropolitana do estado do Rio de Janeiro, que inclui 19 munićıpios cujas
distâncias ao centro variam entre 10 km e 80 km, acredita-se que 36,27% do território seja
ocupado por áreas verdes, segundo cartografia divulgada pela Câmara Metropolitana,
em 2017. Dessas áreas verdes, 16,47% são provenientes de locais protegidos, tais como
parques e reservas [14].
A distribuição das áreas verdes no estado do Rio de Janeiro pode ser observada no
mapa da Figura 1.3.
6
Figura 1.3: Distribuição de áreas verdes na região metropolitana do estado do Rio de
Janeiro [14].
Neste contexto, e considerado a proximidade da implantação das redes 5G em
solo brasileiro, este trabalho se propõe a estudar o comportamento dos sinais na faixa
de frequência em que operaram as redes da quinta geração no Brasil, ou seja, 700 MHz
e 3,5 GHz em um ambiente que contenha vegetação. Para tanto, foram utilizadas as
medições efetuadas na praça Nilo Peçanha, localizada próximo ao campus Praia Vermelha
da Universidade Federal Fluminense.
1.2 Estado da Arte
Este trabalho será desenvolvido como uma ramificação da pesquisa desenvolvida
pelo Mestre em Engenharia Elétrica e de Telecomunicações, Diogo Augusto Bêtta, que
em sua dissertação propôs modelagem de canal para ambiente com vegetação t́ıpica de
parque urbano.
Em sua análise, o Diogo analisou o comportamento de um sinal de onda cont́ınua
transmitido em 5 frequências distintas por uma antena nas alturas de 1,7 e 4,2 metros.
As frequências das portadoras utilizadas foram: 705, 1790, 2400, 3500 e 4000 MHz.
Para angariar os dados utilizados em seu trabalho o aluno buscou configurar um
cenário em que o sistema de transmissão permanecesse fixo e a estrutura de recepção se
7
deslocasse em velocidade próxima a de um transeunte no interior de uma praça arborizada.
Em seguida, já de posse dos dados, as medidas foram setorizadas e analisadas. Como já era
esperado, de acordo com a teoria de propagação, notou-se que tanto a maior concentração
da vegetação, quanto o aumento da frequência do sinal fizeram com que a atenuação fosse
maior.
De forma geral, desconsiderando-se a segregação do percurso em rotas, o modelo
Log-distance apresentou-se como o que melhor descreveu o comportamento do sinal onde
o transmissor e receptor se encontravam parcialmente em linha de visada. Por outro
lado, considerando a segregação das rotas, o trecho que apresentava mais obstrução por
vegetação foi melhor caracterizado pelos modelos propostos, calculados com base nos
ajustes de dados efetuado através do software Matlab R©.
Caṕıtulo 2
Mecanismos de PropagaçãoDe maneira geral, a forma como as ondas eletromagnéticas se propagam pelo meio
é definida pelos efeito de diversos fenômenos que, neste contexto, são chamados de meca-
nismos de propagação. Sendo assim, a perda média do sinal e, por conseguinte, a potência
do sinal recebido são norteadas pelo impacto desses mecanismos no sinal transmitido. Os
três mecanismos básicos de propagação são reflexão, difração e dispersão.
Um fator importante em como será a influência dos mecanismos sobre a onda está
na faixa de frequência em que a transmissão está sendo feita. Neste trabalho, tratare-
mos das frequências de 705 MHz e 3,5 GHz, que pertencem à faixa UHF (Ultra High
Frequency).
2.1 Reflexão
A reflexão ocorre quando o sinal encontra algum obstáculo, cujas dimensões sejam
maiores do que seu comprimento de onda. Neste cenário, uma parte da onda eletromag-
nética é transmitida e outra parte é refletida. Usualmente, nos cálculos é considerado o
coeficiente de reflexão de Fresnel, representado pela letra Γ, para representar a intensi-
dade do campo elétrico refletido. Este coeficiente está relacionado às caracteŕısticas do
material e da onda, por exemplo, frequência, polarização e ângulo de incidência.
A imagem da figura F.1 ilustra o efeito da reflexão em uma interface.
9
Figura 2.1: Representação da reflexão em uma interface.
2.2 Difração
A difração é o mecanismo que propicia a propagação dos sinais mesmos em ambi-
ente com presença de obstruções e zonas de sombreamento. Este fenômeno é justificado
pelo Prinćıpio de Huygens, que discorre sobre o fato de que cada ponto em uma frente
de onda atua como uma fonte para a produção de novas ondas, ou seja, o campo óptico
de cada ponto na frente de onda secundária é o resultado da soma dos campos irradia-
dos pela fontes secundárias. No fim, a frente de onda secundária total é o invólucro das
onda originadas pelas fontes secundárias [15], [16]. Na Figura 2.2 tem-se a ilustração do
Prinćıpio de Huygens.
10
Figura 2.2: Ilustração do Prinćıpio de Huygens [16].
Mais especificamente, na difração ocorre que, ao se deparar com um obstáculo que
possua superf́ıcie irregular, o raio é desviado, de modo a contornar o objeto e, justamente
por isso que há a presença de sinal nas regiões de sombra.
Esse mecanismo embasa toda a teoria da geometria por zona de Fresnel. Dado
que a partir da análise da defasagem entre o caminho percorrido pelas frentes de onda
que difratam na interface do obstáculo e o caminho direto, que poderia ser feito caso a
transmissão estivesse ocorrendo em linha de visada, chega-se no conceito dos elipsóides
de revolução concêntricos que constituem as zonas de Fresnel. Essas zonas descrevem
porções do espaço onde o percurso das ondas secundárias supera em nλ
2
o comprimento
do percurso em linha de visada.
11
Figura 2.3: Representação das zonas de Fresnel [17].
O cálculo do raio das Zonas de Fresnel é feito através da equação:
rn =
√
nλd1d2
d1 + d2
(2.1)
onde n é um inteiro que representa o número da zona de Fresnel, λ é o comprimento
de onda utilizado na transmissão, d1 é a distância entre transmissor e obstrução e d2 é a
distância entre a obstrução e o receptor.
Nos cálculos de enlaces para sistemas móveis, o bloqueio da comunicação devido
à perda por difração não ocorre se, pelo menos, 55% da primeira zona de Fresnel estiver
desobstrúıda.
2.3 Refração
A refração é o fenômeno em que a luz ou sinal é transmitido de um meio para
o outro. Durante esse troca de meio, há uma variação da velocidade de propagação da
onda em decorrência da mudança do seu comprimento de onda. Quando a troca de meio
acontece, uma parcela do sinal é absorvida pelo meio material e a outra continua sendo
propagada. Um efeito imediato deste evento é a mudança de percurso do sinal, que por
sua vez implica na alteração da área de cobertura, podendo causar eventuais interferências
entre os sinais propagantes. A imagem da Figura 2.4 ilustra o mecanismo de refração.
12
Figura 2.4: Ilustração do efeito da refração na propagação do sinal [18].
2.4 Dispersão
Esse fenômeno ocorre quando as ondas eletromagnéticas se chocam com obstáculos
de mesma ou de menor dimensão que o comprimento de onda, sendo o comprimento de
onda do sinal o parâmetro mais adequado para estabelecer que tipo de obstáculo se trata,
se é de mesma ou de menor ordem. Esse espalhamento do sinal é produzido por superf́ıcies
rugosas, pequenos objetos e irregularidades do próprio canal. A imagem da Figura 2.5
ilustra o mecanismo da dispersão.
Figura 2.5: Ilustração do efeito da dispersão na propagação do sinal [18].
Caṕıtulo 3
Modelos de Predição
Os modelos de predição de propagação são recursos utilizados no estudo de cober-
tura de sinais. Eles são usados tanto no ambiente acadêmico, quanto no mundo corpora-
tivo, servindo de base para programas que possibilitam a automação do estudo ou sendo
manualmente aplicados. Os modelos são aplicados em diversos estágios de implantação
da rede. No ińıcio, eles auxiliam na avaliação de viabilidade e, posteriormente, podem ser
utilizados na análise de interferência entre sinais.
De maneira geral, os modelos de predição podem ser divididos da forma que é
retratada na Figura 3.1.
Figura 3.1: Divisão dos modelos de predição de propagação.
Os modelos determińısticos, também chamados de teóricos, são aqueles que se
baseiam em algumas das formulações, que dizem respeito à propagação das ondas eletro-
13
14
magnéticas, para definir o ńıvel de sinal recebido em determinado ponto. Por se basearem
em conceitos teóricos, estes modelos costumam ser bastante precisos em suas predições
e podem ser aplicados a diversos tipos de cenários, entretanto, comumente exigem um
mapeamento completo do ambiente em que a propagação está ocorrendo e, por conse-
guinte, necessitam de maiores recursos computacionais [19],[20]. Já os modelos emṕıricos
são aqueles elaborados com base em medições e observações efetuadas num determinado
tipo de ambiente. Estes modelos são, em geral, de fácil aplicação, pois seus resultados
finais são obtidos em forma de gráficos e/ou expressões, que fornecem a perda mediana
sofrida pelo sinal. Justamente por serem baseados em campanhas de medições num am-
biente espećıfico, é comum que este tipo de modelo seja aplicado com o aux́ılio de fatores
de correção, buscando abranger um número maior de cenários distintos daquele em que
foram aferidos os valores [19]-[21].
Na obtenção dos modelos estocásticos, o ambiente de estudo é particionado em
uma série de variáveis aleatórias, que serão utilizadas em uma posterior análise de pro-
babilidade. Modelos assim, geralmente, dependem da conjuntura do ambiente no exato
momento da medição. Os modelos estocásticos fazem uso de função de densidade de
probabilidade para fornecer a perda de caminho predita [20].
Neste trabalho, foram selecionados um total de 8 modelos dentre os dispońıveis
na bibliografia. Estes modelos foram escolhidos de modo a atender os cenários e rotas
percorridos na campanha de medições.
3.1 Modelo de propagação no espaço livre
O modelo de propagação no espaço livre é utilizado para calcular a atenuação
média sofrida pelo sinal em ambientes onde há visada direta. A visada direta acontece
em cenários onde não há obstrução entre transmissor e receptor, ou seja, neste modelo
considera-se como fator determinante na queda de potência do sinal apenas a distância
entre os pontos de partida e chegada do sinal.
No espaço livre, o expoente de perda de percurso η é igual a 2, o que significa
que a potência diminui proporcionalmente ao quadrado da distância entre transmissor e
receptor.
Para o cálculo da potência recebida a uma determinada distânciada antena trans-
15
missora, utiliza-se a equação de Friis, conforme descrita abaixo:
Pr(d) =
PtGtGrλ
2
(4π)2d2L
(3.1)
onde: Pr é a potência recebida, Pt é a potência transmitida, d é a distância entre
os pontos de transmissão e recepção, Gt é o ganho da antena transmissora, Gr é o ganho
da antena receptora, λ é o comprimento de onda utilizado na transmissão e L representa
a perda do sinal com a distância [15].
Geralmente, o objeto de interesse ao utilizar modelos de predição é o valor da
perda de percurso sofrida pelo sinal. Para facilitar a aplicação, a equação de Friis pode
ser empregada em escala logaŕıtmica:
LB = 32, 44 + 20log10(f) + 20log10(d) (3.2)
onde f é a frequência em MHz, d é a distância em km, Gr e Gt são os ganhos das
antenas receptora e transmissora, respectivamente.
3.2 Modelo Log-distance
O modelo Log-distance se apoia nos mesmos prinćıpios do modelo do espaço livre
de Friis, entretanto, leva em conta as reflexões no ambiente, levando a uma variação de
queda do sinal com a distância. Assim, este modelo se baseia na ideia de que se existe um
ponto d0 de referência, onde a potência recebida, Pr(d0), é conhecida, então as potências
recebidas, Pr(d), nos pontos em que d > d0, devem estar relacionadas com o valor de
Pr(d0).
O valor de atenuação sofrido pelo sinal no modelo Log-distance pode ser calculado
através da equação abaixo:
PL(d)[dB] = PL(d0) + 10ηlog(
d
d0
) +Xσ (3.3)
onde PL(d0) é a perda de percurso sofrida pelo sinal a uma distância de referência
d0 (em dB), d é a distância para a qual a perda de percurso está sendo calculada, η é o
expoente de perda de percurso e Xσ é uma variável aleatória com distribuição gaussiana,
média 0 e desvio padrão σ.
Os valores do expoente de perda de percurso, η, são definidos de acordo com o tipo
de ambiente em que o sinal está se propagando, como mostrado na Tabela 3.1.
16
Ambiente Expoente de perda η
Espaço livre 2
Área urbana 2,7 a 3,5
Área urbana sombreada 3 a 5
Linha de visão do prédio 1,6 a 1,8
Obstrúıdo em prédio 4 a 6
Obstrúıdo em fábrica 2 a 3
Tabela 3.1: Valores de expoente de perda de percurso em diversos tipos de ambiente [15].
3.3 Modelos de predição em ambientes com vegeta-
ção
Quando se trata de ambientes com cobertura vegetal, torna-se mais dif́ıcil elaborar
um modelo de propagação que leve em consideração todos os parâmetros necessários para
calcular a atenuação que o sinal recebido sofre. Nestes cenários, é posśıvel encontrar três
tipos de obstáculos : 1) árvore isolada; 2)fileira de árvores ; 3) parques e bosques urbanos.
Em ambientes que apresentam obstruções como as citadas acima , o sinal sofre
reflexão, difração, espalhamento, absorção e despolarização. Além disso, é preciso levar em
consideração outros parâmetros tais como, alturas das antenas de recepção e transmissão,
condições atmosféricas e densidade da vegetação. O fato de haver inúmeras variáveis que
precisam ser contabilizadas, faz com que a criação de um modelo seja uma tarefa bastante
árdua.
Nos próximos tópicos serão introduzidos modelos que contemplam a propagação
de sinais em ambientes com vegetação.
A perda total de um sinal que se propaga em uma área coberta por vegetação é
dada pela equação abaixo:
LT = LB + LF (3.4)
onde: LB é a perda básica, calculada principalmente pela propagação no espaço
livre, e LF é a perda provocada pela folhagem.
17
3.3.1 Weissberger
O modelo de Weissberger propõe uma modelagem de decaimento exponencial mo-
dificado que calcula a atenuação adicional do sinal em ambientes que possuem a presença
de uma ou mais árvores, como retratado na Figura 3.2.
Figura 3.2: Exemplo de cenário, onde modelo de Weissberger pode ser aplicado [?].
Esta modelagem foi projetada com base em modelos de decaimento exponencial
com frequências na faixa entre 230 MHz e 96 GHz.
A perda, em dB, provocada pela folhagem das árvores é modelada pelas equações
abaixo:
L(dB) = 0, 45f 0,284d, 0 ≤ d ≤ 14metros (3.5)
L(dB) = 1, 33f 0,284d0,588, 14 ≤ d ≤ 400metros (3.6)
onde L é a perda em excesso (ao espaço livre), em dB, f é a frequência de transmissão em
GHz (gigahertz) e d é o percurso sobre as árvores em m (metros).
3.3.2 Early ITU
O modelo de Weissberger inspirou o desenvolvimento de um outro modelo chamado
de early ITU model, também chamado de ITU vegetation model. O modelo é válido para
sinais com frequências entre 200 MHz e 95 GHz e distâncias entre a antena transmissora
e a antena receptora menor que 400 m. Este modelo foi criado em 1988, pela União
Internacional de Telecomunicações, e é expresso por:
AITU−R = 0, 2f 0,3d0,6 (3.7)
18
onde: AITU−R é a perda adicional, devida à vegetação, em decibel (dB), f é a
frequência de transmissão em MHz (megahertz) e d é o percurso sobre as árvores em m
(metros).
3.3.3 Chen and Kuo
Esta modelagem foi desenvolvida através de sucessivas medições realizadas usando
frequências entre 1 e 100 GHz. O modelo é embasado na teoria geométrica da difração, na
qual o ambiente se caracteriza por uma floresta composta por quatro camadas: ar, solo,
troncos e copa das árvores.
Para polarização vertical:
Lv = (0, 001f + 0, 2)d+ 0, 5f + 3 (3.8)
Para polarização horizontal:
Lh = (0, 0002f + 0, 2)d+ 0, 03f + 2 (3.9)
onde d é a distância, em metros, e f é a frequência, em GHz.
3.3.4 ITU-RP.833
Dependendo das circunstâncias, a atenuação em detrimento da vegetação deve
ser levada em consideração, entretanto, as numerosas situações e condições de vegetação
posśıveis dificultam bastante uma modelagem genérica para estes casos. Visando atender
vários cenários, elaborou-se a recomendação ITU-R P.833.
A primeira situação retratada nesta recomendação é um enlace de rádio em que
apenas um terminal esteja localizado dentro de um bosque ou vegetação extensa, a perda
devido à vegetação pode ser caracterizada pela equação seguinte:
Aev = Am[1 − e
−dγ
Am ] (3.10)
onde d é o comprimento do caminho dentro da floresta em metros, γ é atenuação
espećıfica para caminhos vegetativos muito curtos em dB/m, Am é a atenuação máxima
em dB para um terminal dentro de um tipo espećıfico e profundidade de vegetação.
É importante ressaltar que o parâmetro Am depende das espécies presentes e da
densidade da vegetação. Além disso, o padrão da antena que se localiza dentro da área
19
verde junto com a distância vertical entre a antena e o topo da vegetação também contri-
buem para o cálculo de Am. Por último, o valor de γ depende das espécies e da densidade
da vegetação.
O gráfico da Figura 3.3 retrata os valores t́ıpicos obtidos para a atenuação espećıfica
(γ) através de sucessivas medições realizadas na faixa de frequência entre 30 MHz e 30
GHz para as polarizações vertical (V) e horizontal (H).
Figura 3.3: Gráfico Atenuação espećıfica γ versus Frequência[23].
Para exemplificar como a variável Am depende da flora local, foi montado um
experimento em um parque com árvores tropicais no Rio de Janeiro com frequências na
faixa de 900 a 1800 MHz com a altura média das árvores de 15 m e a antena receptora
com altura de 2,4 metros [23]. Através dessas medições chegou-se à seguinte equação:
Am = 0, 18f 0,752 (3.11)
onde f é a frequência em MHz. A equação (3.11) não se aplica a um enlace cujo o obstáculo
é constitúıdo por uma única obstrução vegetativa em que ambos os terminais se localizam
20
fora da zona de vegetação. Em razão disso, a recomendação ITU-R P.833 elaborou um
modelo que contempla esse tipo de situação.
Em VHF e UHF, a atenuação espećıfica tem valores relativamente pequenos, espe-
cialmente onde a parte vegetativa do enlace é reduzido. Esse cenário pode ser modelado
por duas equações, uma para frequências até 1 GHz e outra para situaçõesacima deste
limiar.
Igual ou abaixo de 1 GHz
Em sistemas cuja frequência de transmissão é igual ou inferior a 1 GHz, a equação
para a atenuação excessiva é dada por:
Aet = dγ (3.12)
onde d é o comprimento do caminho dentro da copa da árvore, em metros (m), γ
é a atenuação espećıfica para caminhos vegetativos muito curtos, em dB/m.
3.3.5 FITU-IR
Este modelo é uma adequação do ITU-IR (Early ITU model), onde a sazonalidade
da vegetação é levada em consideração. Dependendo da estação do ano, a folhagem
torna-se mais densa ou menos densa, o que faz grande diferença na feitura dos cálculos.
As equações que deverão ser adicionadas à perda no espaço livre são [24]:
LFITUcomfolhas = 0, 37f 0,18d0,59 (3.13)
LFITUsemfolhas = 0, 39f 0,39d0,25 (3.14)
onde LFITU é a atenuação, em dB, que deve ser adicionada à perda no espaço livre,
d é distância em metros (m) entre a antena transmissora e receptora, f é a frequência de
operação do sistema em MHz.
Caṕıtulo 4
Ambiente de Medições
As medições foram realizadas em um dia de céu claro e sem sinal de precipitações,
no qual havia um trânsito relevante de véıculos, porém baixo fluxo de transeuntes nas
redondezas da localidade selecionada.
O local eleito foi a praça Nilo Peçanha situada a cerca de 20 metros da entrada do
Campus onde está a Escola de Engenharia da Universidade Federal Fluminense, o Campus
Praia Vermelha, como pode ser observado na Figura 4.1. A praça é utilizada como opção
de lazer e recreação para os moradores do bairro de São Domingos, onde está localizada.
Em seu interior há o Restaurante Jambeiro, que costuma ser o grande responsável pelo
fluxo de pessoas no interior da praça.
Figura 4.1: Vista aérea tridimensional do entorno da praça Nilo Peçanha.
Em termos de cobertura vegetal, a praça possui tanto plantas rasteiras quanto
21
22
árvores de grande porte. A distribuição da vegetação em seu interior é irregular, dado que
há áreas onde há maior concentração vegetal e áreas de clareiras pensadas para facilitar
o trânsito dos frequentadores do lugar.
Para facilitar a obtenção e análise das medidas, o Mestre em Engenharia Elétrica
e de Telecomunicações pela Universidade Federal Fluminense, Diogo Bêtta, aferiu o sinal
recebido em duas rotas distinta, que podem ser observadas na Figura 4.2.
Figura 4.2: Vista aérea da praça Nilo Peçanha explicitando as rotas utilizadas na medição
[25].
A rota 1 vai desde a entrada da praça, na Rua Passo da Pátria, até um dos portões
laterais, que dá acesso à Rua Desembargador Geraldo Toledo percorrendo uma distância
de, aproximadamente, 57 metros. Esta rota é constitúıda, então, por um percurso reto
que se estende da entrada principal até o centro da praça, em seguida tem-se um trecho
curvo voltado para o lado esquerdo e, por fim, o último segmento do caminho é novamente
retiĺıneo.
Em termos de cobertura vegetal, o primeiro terço desta rota é constitúıdo por um
corredor cercado por árvores dos lados esquerdo e direito. Já na porção central da praça,
a cobertura vegetal encontra-se prioritariamente na lateral esquerda. No terço final da
rota, a vegetação volta a formar um corredor e obstrui o sinal que chega ao receptor.
23
O percurso da rota 1 pode ser visualizado na Figura 4.3.
Figura 4.3: Percurso da Rota 1 [25].
A segunda rota difere da primeira basicamente por possuir, após o segmento reti-
ĺıneo entre o portão principal e a parte central da praça, um trecho curvo voltado para o
lado direito da praça e por ter seu final próximo ao portão que dá acesso à Rua Presidente
Domiciano. Neste trabalho trataremos de analisar o comportamento do sinal no percurso
referente à rota 1.
4.1 Setup de Transmissão
O setup de transmissão foi montado segundo o diagrama de blocos exibido na
Figura 4.4.
Figura 4.4: Diagrama de blocos do setup de transmissão.
Visando facilitar o uso da energia fornecida pela Universidade Federal Fluminense,
o sistema de transmissão foi posicionado próximo ao portão principal do Campus Praia
24
Vermelha. Foram efetuadas as transmissões de cinco sinais de onda cont́ınua sem modu-
lação nas seguintes frequências: 705, 1790, 2400, 3500 e 4000 MHz. Estes sinais partiram
de uma antena transmissora nas alturas de 1,7 e 4,2 metros. Todavia, neste trabalho
trataremos única e exclusivamente da análise dos sinais nas portadoras 705 MHz e 3,5
GHz transmitidos à altura de 1,7 metros do solo.
A foto do setup de transmissão pode ser visualizada na Figura 4.5.
Figura 4.5: Setup de transmissão localizado no portão do Campus Praia Vermelha [25].
Para gerar os sinais, foi utilizado o Gerador Vetorial de Sinal MG3700A, produzido
pela empresa japonesa Anritsu. Este gerador possui taxa amostral de 512000 amostras/-
canal e transmite sinais na faixa de 250 kHz até 6 GHz. Para as portadoras de 705 MHz
e 3,5 GHz, o gerador foi utilizado com ńıvel de potência de sáıda de 1,84 dBm e -14,85
dBm, respectivamente.
O amplificador de potência utilizado no sistema foi o amplificador ZHL-16W-43+
da Mini Circuits. Segundo as informações do fabricante, ele fornece ganho entre 40 e 50
dB para uma faixa de frequência que começa em 1800 MHz e termina em 4000 MHz.
A Tabela 4.1 mostra com mais detalhe suas especificações técnicas.
25
Especificações Técnicas - Amplificador ZHL-16W-43+
Parâmetros Mı́nimo Intermediário Máximo
Range de frequência (MHz) 1800 - 4000
Ganho (dB) 40 45 50
Tensão de alimentação DC (V) - 28 30
Figura de rúıdo (dB) - 6,0 -
Tabela 4.1: Especificações técnicas do amplificador ZHL-16W-43+ [26].
Apesar das informações do datasheet, foi verificado no Laboratório de Antenas e
Propagação da UFF (LAProp) que o amplificador atendia a frequência de 705 MHz com
40 dB e que para a faixa de 3,5 GHz o ganho real era de 45,8 dB. A alimentação do
amplificador foi feita por uma fonte digital modelo PS-5000 produzida pela Icel.
Para irradiar o sinal foi utilizada a antena OMNI I-ATO-380-6000 da Radio Fre-
quency System (RFS), que é uma antena omnidirecional de polarização linear e vertical.
Ela viabiliza ganhos que variam de 1 a 6 dB para uma variação de frequências indo de
380 MHz a 6 GHz. Na Tabela 4.2 podem ser vistas as especificações e na Figura 4.6 a
foto da antena.
26
Especificações Técnicas - Antena OMNI I-ATO-380-6000
Tipo do produto Antena Omnidirecional
Aplicação Interior
Range de frequência (MHz) 380 - 6000 MHz
Número de portas de entrada 1
Impedância (em Ω) 50
Ganho (em dB)
1,0 para a faixa 360 - 806 MHz
4,0 para a faixa 806 - 960 MHz
5,0 para as faixas 1395 - 1432 MHz e 1710 -
2170 MHz
6,0 para as faixas 2400 - 2500 MHz, 3400 -
3700 MHz e 4900 - 6000 MHz
Potência total de entrada (W) 50
Polarização Linear e vertical
Largura de feixe horizontal (em graus) 360
Material do elemento radiante Alumı́nio
Tabela 4.2: Especificações técnicas do Antena OMNI I-ATO-380-6000 [27].
27
Figura 4.6: Antena OMNI I-ATO-380-6000 utilizada na transmissão do sinal [27].
Os diagramas de irradiação vertical e horizontal da antena podem ser vistos nas
Figuras 4.7 e 4.8.
Figura 4.7: Diagrama de irradiação horizontal da antena utilizada na transmissão [27].
28
Figura 4.8: Diagrama de irradiação vertical da antena utilizada na transmissão [27].
Para conectar os equipamentos, anteriormente citados, foi necessário o emprego de
cabos coaxiais. Para ligar o gerador de sinais com o amplificador de potência foi utilizado
cabo Anritsu de 1 metro. Já na conexão do amplificador com a antena foi empregado o
cabo de 1,5 metros da R&S. Estes cabos atribúıram perdas ao sistema, conforme Tabela
4.3.
A Tabela 4.3 descreve, de forma resumida, os ganhos e perdas inseridos no sistema
pela estrutura de transmissão.
Portadoras (MHz) 705 3500
Potência de sáıda do transmissor (dBm) 1,84 -14,85
Ganhos (dB)
Amplificador40 45,8
Antena 1 6
Perdas (dB)
Cabo Anritsu 1,8 3,7
Cabo R&S 1,8 3,4
Tabela 4.3: Resumo de ganhos e perdas do setup de transmissão [25]-[27].
29
Partindo dos valores da Tabela 4.3, o cálculo de EIRP (do inglês, Effective Isotropic
Radiated Power) gera os resultados exibidos na Tabela 4.4.
Portadoras (MHz) 705 3500
EIRP (dBm) 39,24 29,85
Tabela 4.4: Valores de EIRP.
4.2 Setup de recepção
O setup de recepção foi montado segundo o diagrama de blocos exibido na Figura
4.9.
Figura 4.9: Diagrama de blocos do Setup de recepção [25].
Para alimentar o sistema de recepções foi utilizada a energia do Sindicato dos
Trabalhadores em Educação da Universidade Federal Fluminense (SINTUFF), que fica
na Rua Desembargador Geraldo Toledo, ao lado da praça Nilo Peçanha. Para auxiliar o
deslocamento do sistema de recepção pelas rotas de medição estabelecidas, um carrinho
foi utilizado como base para a montagem do mesmo.
A foto do setup de recepção pode ser observada na Figura 4.10.
30
Figura 4.10: Setup de recepção montado na Praça Nilo Peçanha [25].
Para auxiliar na análise e na obtenção das medidas, foi utilizado o analisador de
sinal MS2692A da Anritsu. Este equipamento opera na faixa que vai de 50 Hz até 26,5
GHz e possui uma memória interna, que foi utilizada para arquivar os dados obtidos nas
medições. Também operando como analisador espectral, foi configurado em modo span
zero, onde a janela de observação do sinal passa a se resumir à frequência central e a
potência oriunda passa a ser analisada no tempo. Neste modo, são empregadas 10001
amostras por varredura a cada 60 segundos. Sendo assim, tem-se, aproximadamente,
166,7 amostras/segundo.
Na recepção do sinal, foi utilizada a antena Multi Band Omni MA-CQ27-1X pro-
duzida pela Mars Antennas, cuja foto pode ser visualizada na Figura 4.11. Assim como
a transmissora, a antena receptora possui polarização linear e vertical e é omnidirecional.
Ela é aplicável a portadoras de 380 MHz até 6 GHz, com ganho variando entre 1 e 6 dB,
como mostra a Tabela 4.5.
31
Figura 4.11: Antena Multi Band Omni MA-CQ27-1X utilizada na recepção do sinal [25].
32
Especificações Técnicas - Antena MULTI BAND OMNI MA-CQ27-1X
Tipo do produto Antena Omnidirecional
Aplicação Interior
Range de frequência (MHz) 380 - 6000 MHz
Número de portas de entrada 1
Impedância (em Ω) 50
Ganho (em dB)
1,0 para a faixa 380-617 MHz ; 617-698 MHz
3,0 para a faixa 698-960 MHz
5,0 para a faixa 1.395-2.3 GHz
6,0 para as faixas 2.3-2.7 GHz; 3.3-3.8 GHz;
4.9-6 GHz
Potência total de entrada (W) 50
Polarização Linear e vertical
Largura de feixe horizontal (em graus) 360
Material do elemento radiante Alumı́nio
Tabela 4.5: Especificações técnicas da Antena Multi Band Omni MA-CQ27-1X [28].
No circuito de recepção, foi necessário ainda o emprego de um cabo coaxial Anritsu
de 1 metro para ligar o analisador espectral à antena. A perda que este cabo introduziu
no sistema para a faixa de 705 MHZ foi 1,8 dB e 3,7 dB, em 3,5 GHz.
A Tabela 4.6 mostra, de maneira resumida, ganhos e perdas do setup de recepção.
Portadoras (MHz) 705 3500
Ganhos fornecidos pela antena (dB) 3 6
Perdas pelo cabo coaxial (dB) 1,8 3,7
Tabela 4.6: Resumo de ganhos e perdas do setup de recepção [25],[28].
Caṕıtulo 5
Manipulação dos dados
Visando tornar a análise dos dados e posterior aplicação dos modelos mais asserti-
vas, a rota analisada foi dividida em dois trechos distintos. O primeiro trecho abrange as
amostras que distam entre 30 e 62 metros da estrutura de transmissão e dizem respeito
ao percurso inicial da rota, que se encontra praticamente em situação de visada entre
transmissor e receptor. Já o segundo trecho, trata da parte da rota em que há uma maior
quantidade de vegetação obstruindo o caminho percorrido pelo sinal e engloba distâncias
ao transmissor que variam entre 62 e 73 metros.
A imagem da Figura 5.1 mostra a divisão da rota em trechos.
Figura 5.1: Divisão da rota em trechos.
33
34
Para efetuar os cálculos, gerar os gráficos e fazer o ajuste dos dados utilizou-se o
software Matlab R©. Além das medidas aferidas pelo analisador espectral, que estavam ar-
mazenadas em arquivos de extensão MAT, os ganhos descritos nos datasheets dos diversos
dispositivos citados na seção 4, os valores de potência entregue pelo gerador de sinais e as
frequências das portadoras serviram de input para que fossem geradas as análises.
Como o comportamento do sinal nos trechos foi influenciado de formas distintas
pela vegetação, foram empregados dois procedimentos de análise distintos.
Para o trecho 1, foram empregados os seguintes passos:
1. Avaliar variabilidade do ńıvel de potência recebida;
2. Calcular a perda de percurso medida;
3. Calcular a perda no Espaço Livre;
4. Encontrar o expoente de perda;
5. Calcular a perda de percurso predita pelo modelo Log-distância, considerando o
expoente de perda encontrado.
Já para o trecho 2, o procedimento foi o que segue:
1. Avaliar variabilidade do ńıvel de potência recebida;
2. Calcular a perda de percurso medida;
3. Calcular a perda no Espaço Livre;
4. Calcular a atenuação devida à vegetação a partir das medições;
5. Calcular a atenuação adicional definida pelos modelos de predição em ambientes
com vegetação;
6. Calcular o erro quadrático médio dos modelos de predição em comparação aos dados
das medições;
7. Definir modelo que melhor se ajusta ao ambiente de medições.
8. Calcular parâmetros das equações ajustadas dos modelos.
9. Definir quais destas equações descrevem o melhor ajuste aos dados medidos.
35
5.1 Análise
A análise dos dados teve ińıcio com a construção dos gráficos de potência recebida
em função da distância entre o transmissor e o receptor, que podem ser visualizados
nas Figuras 5.2 e 5.3. A elaboração destes gráfico surgiu da necessidade de verificar a
variabilidade do sinal em larga escala.
Figura 5.2: Gráfico comparativo de potência recebida medida em 705 MHz e 3500 MHz -
Trecho 1.
36
Figura 5.3: Gráfico comparativo de potência recebida medida em 705 MHz e 3500 MHz -
Trecho 2.
Tanto no gráfico do trecho 1, quanto no do trecho 2, independente de qual seja a
frequência da portadora, é posśıvel perceber que a tendência do ńıvel do sinal é diminuir,
conforme há o aumento da distância. Como o segundo trecho diz respeito a um inter-
valo menor de distância, aproximadamente 11 metros, a tendência de queda ficou menos
evidente, apesar de seguir presente.
A partir das especificações dos equipamentos utilizados no setup de transmissão,
foram encontrados os valores da potência efetiva transmitida que, conforme descrito na
tabela 4.4, resultaram em 39,24 dBm para a frequência de 705 MHz e 29,85 dBm para 3,5
GHz.
Seguindo o procedimento de análise estabelecido, subtraindo-se o ganho fornecido
pela antena de recepção dos ńıveis de potência obtidos nas medições e somando ao resul-
tado a perda atribúıda pelo cabo utilizado na conexão do analisador espectral à antena,
foram obtidos os valores de potência recebida.
37
De posse dos valores de potência efetiva transmitida e recebida, a path loss sofrida
pelo sinal foi calculada e serviu de insumo para a construção dos gráficos comparativos
do perda de percurso, que podem ser visualizados nas Figuras 5.4 e 5.5, e da Tabela 5.1,
que exibe os valores de path loss médio em cada um dos trechos.
Figura 5.4: Gráfico comparativo de path loss em 705 MHz e 3500 MHz - Trecho 1.
38
Figura 5.5: Gráfico comparativo de path loss em 705 MHz e 3500 MHz - Trecho 2.
Path loss médio (dB)
Portadoras (MHz) 705 3500
Trecho 1 70,82 91,96
Trecho 2 86,15 107,18
Tabela 5.1: Path loss médio medido.
A Tabela 5.1 ratifica o comportamento sinalizado no gráfico de que atenuação foi
maior em 3.5 GHz do que em 705 MHz e também cresceu do trecho 1 parao trecho 2. A
diferença entres os trechos se deve, principalmente, à atenuação adicional atribúıda pela
vegetação no segundo trecho. Já o aumento da atenuação na frequência maior ocorreu
por conta da diminuição do comprimento de onda e consequente redução do alcance e da
capacidade do sinal de transpassar obstáculos.
Seguindo a análise, foram calculados os valores de perda no Espaço Livre, através
da equação de Friis.
39
Posteriormente, os dados da path loss medida foram empregados no ajuste que
resultou no valor do expoente de perda (η). Tal ajuste foi embasado pela equação 3.3, onde
foram utilizados como referência a menor distância do trecho e o quantitativo de atenuação
no Espaço Livre para tal ponto. Os valores de η encontrados podem ser visualizados na
Tabela 5.2.
Expoente de perda de percurso η
Portadoras (MHz) 705 3500
Trecho 1 3,01 4,09
Trecho 2 19,88 26,34
Tabela 5.2: Expoente de perda de percurso η.
A análise da Tabela 5.2 demonstra que o expoente de perda cresceu com a frequên-
cia, o que coincide com o que foi apurado em relação à investigação dos quantitativos de
perda de percurso. Vale ressaltar que para a frequência de 705 MHz, o expoente encon-
trado para o trecho 1 ficou dentro do intervalo definido para uma área urbana sombreada,
vide tabela 3.1. Para o trecho 2, como já foi sinalizado anteriormente, há de se considerar
a atenuação devido à vegetação, o que implica que o modelo Log-distância não seja por
si só adequado para a caracterização do ambiente, isso fica explicitado pelos valores de
expoentes de perda encontrados neste cenário.
Finalizando o estudo de atenuação do trecho 1, foram gerados os gráficos de path
loss em função da distância exibindo as curvas da atenuação calculada pelo modelo de Friis
e pelo modelo Log-distance, que foi ajustado segundo os expoentes de perda da Tabela
5.2. Tais gráficos podem ser observados nas Figuras 5.6 e 5.7.
40
Figura 5.6: Gráfico de path loss em função da distância - Trecho 1 (705 MHz).
41
Figura 5.7: Gráfico de path loss em função da distância - Trecho 1 (3500 MHz).
As Figuras 5.6 e 5.7 mostram que o modelo Log-distance oferece um bom ajuste
tanto para o sinal cuja portadora de transmissão foi 705 MHz, quanto para a frequência
de 3,5 GHz.
Evoluindo para a análise do trecho 2, a perda no espaço livre foi subtráıda da
atenuação medida para que se obtivesse atenuação adicional devida à vegetação da praça.
Os quantitativos resultantes deste cálculo serão empregados no ajuste proposto para os
modelos de propagação, em ambiente com vegetação, citados na seção 2 do caṕıtulo 3
deste documento.
O modelo Weissberger, cujo desenho foi feito para definir o decaimento do ńıvel de
potência do sinal de portadoras na faixa de 230 MHz até 96 GHz, foi aplicado por meio da
equação 3.6, já que a distância que o sinal percorreu na copa das árvores foi maior do que
14 metros. Este modelo chegou próximo da atenuação sofrida pelo sinal na frequência 705
MHz, mas não configurou o melhor ajuste. Já para a frequência de 3500 MHz, a curva de
Weissberger ficou distante da atenuação calculada.
42
Por outro lado, o modelo Early ITU, empregado por meio da equação 3.7, su-
bestimou ligeiramente a atenuação real sofrida pelo sinal, quando analisado para o sinal
transmitido em 705 MHz. Para a transmissão em 3500 MHz, também houve subestimação
da atenuação provocada pela cobertura vegetal da praça.
A equação 3.13, designada para a aplicação da modelagem FITU-IR em ambientes
com folhas, descreveu ńıveis de perda relativamente próximas quando comparado com a
atenuação em decorrência da vegetação medida para frequência de 705 MHz. O modelo
FITU-IR para ambientes sem folhagem apresentou resultados similares aos que foram
entregues pelo Early ITU em 3,5 GHz e próximos aos gerados pelo FITU-IR para cenários
em que há presença de folhas, no contexto da menor frequência.Esse resultado se deve ao
fato da altura da antena ser bem menor do que a altura da copa das árvores e devido a isso,
atenuação do sinal se dá em função da vegetação rasteira e do tronco das árvores.Por isso,o
modelo FITU-IR para ambientes sem folhagem se adequou melhor aos dados medidos.
O modelo Chen and Kuo foi aplicado por meio da equação 3.8, já que as antenas
utilizadas nas medições possúıam polarização vertical. A faixa de aplicação indicada para
este modelo são frequências que variam entre 1 e 100 GHz, porém o modelo se aproximou
significativamente da perda imposta pela vegetação na frequência de 705 MHz. Embora
a frequência mencionada esteja fora da faixa para a qual a modelagem foi proposta, a
frequência de 705 MHz é próxima de 1 GHz, o que pode justificar essa proximidade entre
os valores preditos pelo modelo e os medidos. Já para a frequência de 3,5 GHz, apesar
da mesma estar dentro do intervalo de frequência em que o modelo deve ser aplicado, a
previsão definida pelo modelo não foi tão boa, quanto em 700 MHz.
Por fim, o modelo definido pela recomendação ITU-RP.833 foi o que menos se
aproximou dos dados medidos para a frequência de 705 MHz.
A curva de atenuação em decorrência da vegetação medida a as curvas geradas pela
aplicação dos modelos Weissberger, Early ITU, Chen and Kuo , ITU-RP.833-2, FITU-IR
com folhas e FITU-IR sem folhas podem ser observadas nas Figuras 5.8 e 5.9.
43
Figura 5.8: Gráfico de atenuação pela vegetação em função da distância - Trecho 2 (700
MHz).
44
Figura 5.9: Gráfico de atenuação pela vegetação em função da distância - Trecho 2 (3500
MHz).
Para definir o modelo que melhor se ajustou às medidas efetuadas, foi calculado
o erro RMSE (do inglês Root Mean Square Error) dos modelos, em relação à atenuação
medida. A equação utilizada no cálculo do erro foi a seguinte:
ERRORMS =
√∑n
i=1(Xpredi −Xmedi)
2
n
(5.1)
Onde Xpredi são os valores preditos de ńıvel de sinal, Xmedi são os valores medidos
de ńıvel de sinal e n é o número de amostras.
Os resultados oriundos do cálculos dos erros estão descritos na Tabela 5.3.
45
RMSE
Trecho Modelo 705 MHz 3500 MHz
Trecho 1
Espaço Livre (Friis) 10,47 16,15
Log-distance 3,82 6,67
Trecho 2
Weissberger 7,98 7,02
Early ITU 5,87 5,45
Chen and Kuo 6,31 10,22
ITU-RP.833-2 8,58 -
FITU-IR com folha 7,88 9,55
FITU-IR sem folha 7,94 5,29
Tabela 5.3: Erro RMS.
Considerando os dados da Tabela 5.3, em 705 MHz, o modelo mais adequado para
descrever o comportamento do sinal no trecho 2 foi o Early ITU sendo seguido pelo
modelo Chen and Kuo. Além disso, ainda considerando a menor frequência, o modelo
ITU-RP.833-2 foi o que resultou em valores de atenuação mais distantes dos medidos.
Paralelamente, para 3,5 GHz, o modelo Early ITU seguiu sendo o que mais se aproximou
dos dados medidos, enquanto a modelagem Chen and Kuo foi a que ficou mais distante
disso.
Em relação aos valores de Erro RMS encontrado para os modelos Friis e Log-
distância quando comparados com o path loss medido no trecho 1, nota-se que, como
já havia sido sinalizado anteriormente através da observação das curvas geradas, o Log-
distance fornece um ajuste bastante satisfatório para o trecho 1, o que não pode ser
afirmado para o trecho 2.
5.1.1 Ajuste dos modelos
Utilizando a ferramenta Curve Fitting Toolbox provida pelo software Matlab R© foi
posśıvel estabelecer novos parâmetros para os modelos utilizados no estudo, de modo a
elaborar novas equações que estariam ajustadas ao ambiente de medições aqui analisado.
O ajuste dos dados medidos pela equação do modelo Weissberger mostrou que a
troca dos parâmetros 0,284 e 0,5888 por 9,284 e 1,416, respectivamente, forneceria valores
de atenuação mais coniventes com o ambiente averiguado em 705 MHz. Já no caso da
46
segunda portadora, o ajuste foi alcançado pela adoção dos parâmetros-1,300 e 1,104 no
lugar de 0,284 e 0,5888.
Aplicar os parâmetros 1,416 e 1,104 como expoentes da distância na equação 3.7
resulta em um ajuste do modelo Early ITU para 705 e 3500 MHz, respectivamente. Já
o ajuste do expoente de frequência é efetuado com a inserção dos parâmetros -0,206, no
caso da menor frequência, e 0,032 no caso da maior.
A inserção dos fatores -0,300 e -0,043 como expoentes da frequência e dos termos
1,416 e 1,104 como expoentes da distância resultam em ajustes dos modelo FITU-IR com
folhas para a atenuação medida.
O ajuste do modelo ITU-RP.833-2 resultou em γ = 0, 299 para 705 MHz.
As equações geradas pelo ajuste do modelo Chen and Kuo podem ser observadas
na Tabela A.1, juntamente com as equações referentes aos ajustes dos outros modelos.
As curvas geradas pelas equações ajustadas podem ser observadas nas Figuras 5.10
e 5.11.
Figura 5.10: Gráfico de modelos ajustados - Trecho 2 (705 MHz).
47
Figura 5.11: Gráfico de modelos ajustados - Trecho 2 (3500 MHz).
O cálculo do erro RMS entre o ajuste dos modelos e os dados medidos resultaram
nos valores exibidos na Tabela 5.4.
RMSE
Trecho Modelo 705 MHz 3500 MHz
Trecho 2
Weissberger 5,349 5,156
Early ITU 5,349 5,157
Chen and Kuo 5,649 5,161
ITU-RP.833-2 5,364 -
FITU-IR com folha 5,349 5,156
Tabela 5.4: Erro RMS modelos ajustados.
Caṕıtulo 6
Conclusão
Partindo dos dados coletados pelo mestre em telecomunicações Diogo Augusto
Bêtta Magalhães no desenvolvimento de sua dissertação de mestrado, onde elaborou uma
modelagem para o canal de propagação de um ambiente com vegetação caracteŕıstica de
parques e praças urbanas, este trabalho se propôs a analisar o comportamento do sinal
nas frequências de 700 MHz e 3,5 GHz.
Durante a formulação do trabalho foram estudados diversos modelos de predição
que consideram a atenuação da cobertura vegetal na transmissão dos sinais, tais como
Weissberger, Early ITU, Chen and Kuo, ITU-RP833-2 e FITU-IR, além dos tradicionais
modelos de Friis e Log-distance, que calculam a perda de percurso básica sofrida pelo
sinal.
A análise consistiu em investigar, dentre os modelos acima citados, quais são os que
mais se adequam aos dados do ambiente sondado. Para tanto, os modelos foram aplicados
tendo como parâmetros as caracteŕısticas dos dispositivos utilizados e do cenário onde as
medições foram efetuadas. Um dos primeiros resultados alcançados foi o valor do expoente
de perda (η), que ratificou a dedução inicial de que no, trecho 2, a perda sofrida pelo sinal
tinha como uma de suas componentes a relevante atenuação adicional introduzida pela
interferência da vegetação na linha de visada do sistema.
Para chegar à conclusão de qual o modelo melhor se adequou ao experimento, foi
calculado o Erro RMSE para cada um, conforme apresentado na Tabela 5.3. Pode-se
observar que tanto para a frequência de 705 MHz quanto para a de 3500MHz o modelo
que melhor se ajustou foi o Early-ITU, ambos levando em consideração o trecho 2. Para o
trecho 1, o modelo Log-distance se ajustou melhor à curva de perda de percurso medida,
49
tanto para os dados medidos em 705 MHz, quanto em 3,5 GHz
De acordo com os gráficos plotados, é posśıvel notar que os modelos, aparente-
mente, não se adequaram tão bem à curva traçada a partir dos dados medidos de atenu-
ação pela vegetação no trecho 2, provavelmente pelo fato de que muitos parâmetros não
foram levados em consideração pelos modelos de predição, como, por exemplo, a altura
das antenas de transmissão e recepção, a densidade de vegetação, dentre outras variáveis.
O fato da vegetação não ser regular e o fato de haver inúmeras espécies de árvores que se
diferenciam uma das outras, contribuiu para que uma modelagem mais precisa seja uma
tarefa um tanto quanto dif́ıcil.
Por fim, considerando as equações ajustadas da tabela A.1, o resultado que mais
se aproximou aos dados medidos em 3,5 GHz foi a curva gerada pelo ajuste dos modelos
Weissberger e FITU-IR com folhas, que diferiram do valor RMSE do modelo Early ITU
apenas na terceira casa decimal. Já para a frequência de 705 MHz, os ajustes que mais se
aproximaram foram os referentes aos modelos Early ITU e Weissberger e FITU-IR com
folhas.
50
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[9] Anatel faz hoje audiência pública para discutir leilão de 5G. Agência Brasil,
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53
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Apêndice A
Equações Ajustadas
55
56
M
o
d
el
o
70
5
M
H
z
35
00
M
H
z
W
ei
ss
b
er
ge
r
L
(d
B
)
=
1,
33
f
9
,2
8
4
d
1
,4
1
6
L
(d
B
)
=
1,
33
f
−
1
,3
0
0
d
1
,1
0
4
E
ar
ly
IT
U
L
(d
B
)
=
0,
2f
−
0
,2
0
6
d
1
,4
1
6
L
(d
B
)
=
0,
2f
0
,0
3
2
d
1
,1
0
4
F
IT
U
-I
R
co
m
fo
lh
as
L
(d
B
)
=
0,
37
f
−
0
,3
0
0
d
1
,4
1
6
L
(d
B
)
=
0,
37
f
−
0
,0
4
3
d
1
,1
0
4
IT
U
-R
P
.8
33
-2
L
(d
B
)
=
0,
29
9d
-
C
h
en
an
d
K
u
o
L
v
(d
B
)
=
(1
06
,3
0f
−
74
,6
6)
d
−
0,
10
f
+
3
L
v
(d
B
)
=
(−
13
,7
0f
−
47
,5
1)
d
−
1,
48
f
Tabela A.1: Equações ajustadas - Trecho 2.
Apêndice B
Código Fonte
c l c ; %Limpa a j an e l a de comandos
c l o s e a l l ; %Fecha todas as j a n e l a s que es t ive rem aber ta s
c l e a r a l l ; %Limpa todas as v a r i a v e i s
%%%% Parametros c a r a c t e r i s t i c o do ambiente de medicoes %%%%
c l c ; %Limpa a j an e l a de comandos
c l o s e a l l ; %Fecha todas as j a n e l a s que es t ive rem aber ta s
c l e a r a l l ; %Limpa todas as v a r i a v e i s
%%%% Parametros c a r a c t e r s t i c o s do ambiente de m e d i e s %%%%
f1 = 705 ; %F r e q u n c i a 1 em MHZ
f2 = 3500 ; %F r e q u n c i a 2 em MHZ
h tx = 1 . 7 ; %Altura da antena
%%%% Parametros dos d i s p o s i t i v o s em 705 MHz %%%%
pot tx 705 = 1 . 8 4 ; %potenc ia de transmissao em dBm em 705 MHz
g tx 705 = 1 ; %Ganho f o rn e c i do pe la antena t ransmi s so ra em 705 MHz
g amp 705 = 40 ; %Ganho f o rn e c i do pe lo amp l i f i c ado r em 705 MHz
p tx 705 = 3 . 6 ; %Perda nos cabos de transmissao em 705 MHz
g rx 705 = 3 ; %Ganho f o rn e c i do pe la antena r e c ep to ra em 705 MHz
p rx 705 = 1 . 8 ; %Perda nos cabos de Recepcao em 705 MHz
gama1 = 0 . 2 ; %atenuacao e s p e c f i c a em 705 MHz
%%%% Parametros dos d i s p o s i t i v o s em 3500 MHz %%%%
pot tx 3500 = −14.85; %potenc ia de transmissao em dBm em 3500 MHz
g tx 3500 = 6 ; %Ganho f o rn e c i do pe la antena t ransmis so ra em 3500 MHz
g amp 3500 = 45 . 8 ; %Ganho f o rn e c i do pe lo amp l i f i c ado r em 3500 MHz
57
58
p tx 3500 = 3 .7+3 .4 ; %Perda nos cabos t ransmissao em 3500 MHz
g rx 3500 = 6 ; %Ganho f o rn e c i do pe la antena r e c epto ra em 3500 MHz
p rx 3500 = 3 . 7 ; %Perda nos cabos de Recepcao em 3500 MHz
gama2 = 0 . 7 ; %atenuacao e s p e c f i c a em 3500 MHz
%%%% Valores do expoente de perda de percurso %%%%
nt1 705 = 3 . 0 1 ; %Valor do expoente de perda de percurso para o t recho 1 em
705 MHz
nt2 705 = 19 . 8 8 ; %va lo r do expoente de perda de percurso para o t recho 2 em
705 MHz
nt1 3500 = 4 . 0 9 ; %va lo r do expoente de perda de percurso para o t recho 1 em
3500 MHz
nt2 3500 = 26 . 3 4 ; %va lo r do expoente de perda de percurso para o t recho 2
em 3500 MHz
%%%% Manipulacao dados do trecho 1 em 705 MHz %%%%
arq t1 705 = load ( ’ R1H1F1 trecho1 .mat ’ ) ; %Carrega arquivo do trecho 1 com
transmissao em 705 MHz
t1 705 = arq t1 705 . t recho1 ; %Atr ibu i as i n f o r m a e s do arquivo a uma
va r i a v e l
d i s t t 1 7 0 5 = t1 705 ( : , 1 ) ; %Separa os va l o r e s de Di s tanc ia
pot t1 705 = t1 705 ( : , 2 ) ; %Separa os va l o r e s de potenc ia
%%%% Manipulacao Dados do trecho 2 em 705 MHz %%%%
arq t2 705 = load ( ’ R1H1F1 trecho2 .mat ’ ) ; %Carrega arquivo do trecho 2 com
transmissao em 705 MHz
t2 705 = arq t2 705 . t recho2 ; %Atr ibu i as i n f o r m a e s do arquivo a uma
va r i a v e l
d i s t t 2 7 0 5 = t2 705 ( : , 1 ) ; %Separa os va l o r e s de Di s tanc ia
pot t2 705 = t2 705 ( : , 2 ) ; %Separa os va l o r e s de potenc ia
%%%% Manipulacao dados do trecho 1 em 3500 MHz %%%%
arq t1 3500 = load ( ’ R1H1F4 trecho1 .mat ’ ) ; %Carrega arquivo do trecho 1 com
transmissao em 3500 MHz
t1 3500 = arq t1 3500 . t recho1 ; %Atr ibu i as i n f o r m a e s do arquivo a uma
va r i a v e l
d i s t t 1 3 500 = t1 3500 ( : , 1 ) ; %Separa os va l o r e s de Di s tanc ia
pot t1 3500 = t1 3500 ( : , 2 ) ; %Separa os va l o r e s de potenc ia
59
%%%% Manipulacao dados do trecho 1 em 3500 MHz %%%%
arq t2 3500 = load ( ’ R1H1F4 trecho2 .mat ’ ) ; %Carrega arquivo do trecho 2 com
transmissao em 3500 MHz
t2 3500 = arq t2 3500 . t recho2 ; %Atr ibu i as i n f o r m a e s do arquivo a uma
va r i a v e l
d i s t t 2 3 500 = t2 3500 ( : , 1 ) ; %Separa os va l o r e s de Di s tanc ia
pot t2 3500 = t2 3500 ( : , 2 ) ; %Separa os va l o r e s de potenc ia
%%%% Calcu lo s das po tenc i a s e f e t i v a s de transmissao , potenc ia nominal
receb ida , path l o s s medidos%%%%
e i rp 705 = pot tx 705 + g amp 705 + g tx 705 − p tx 705 ; %potenc ia e f e t i v a
t ransmi t ida em 705 MHz
po t t 1 r i 7 0 5 = pot t1 705 + p rx 705 − g rx 705 ; %potenc ia nominal
r e c eb ida no trecho 1 em 705 MHz
p l t 1 705 = e i rp 705 − po t t 1 r i 7 0 5 ; %Path l o s s s o f r i d o pe lo s i n a l no
t recho 1 em 705 MHz
po t t 2 r i 7 0 5 = pot t2 705 + p rx 705 − g rx 705 ; %potenc ia nominal
r e c eb ida no trecho 2 em 705 MHz
p l t 2 705 = e i rp 705 − po t t 2 r i 7 0 5 ; %Path l o s s s o f r i d o pe lo s i n a l no
t recho 1 em 705 MHz
e i rp 3500 = pot tx 3500 + g amp 3500 + g tx 3500 − p tx 3500 ; %potenc ia
e f e t i v a t ransmi t ida em 3500 MHz
po t t 1 r i 3 5 00 = pot t1 3500 + p rx 3500 − g rx 3500 ; %potenc ia nominal
r e c eb ida no trecho 1 em 3500 MHz
p l t1 3500 = e i rp 3500 − po t t 1 r i 3 5 00 ; %Path l o s s s o f r i d o pe lo s i n a l no
t recho 1 em 3500 MHz
po t t 2 r i 3 5 00 = pot t2 3500 + p rx 3500 − g rx 3500 ; %potenc ia nominal
r e c eb ida no trecho 2 em 3500 MHz
p l t2 3500 = e i rp 3500 − po t t 2 r i 3 5 00 ; %Path l o ss s o f r i d o pe lo s i n a l no
t recho 1 em 3500 MHz
%%% Calculo do path l o s s medio medido %%%
pl medio t1 705 = mean ( p l t 1 705 ) ; %%path l o s s medio para o t recho 1 em
705 MHz
pl medio t2 705 = mean ( p l t 2 705 ) ; %%path l o s s medio para o t recho 2 em
705 MHz
pl medio t1 3500 = mean ( p l t 1 3500 ) ; %%path l o s s medio para o t recho 1 em
3500 MHz
60
pl medio t2 3500 = mean ( p l t 2 3500 ) ; %%path l o s s medio para o t recho 2 em
3500 MHz
%%%% Apl icacaoo dos modelos de propagacaoo %%%%
e l t 1 7 0 5 = 32.44 + 20∗ l og10 ( f 1 ) + 20∗ l og10 ( d i s t t 1 7 0 5 /1000) ; %E s p a o
Livre t recho 1 em 705 MHz
ld t1 705 = e l t 1 7 0 5 (1 ) + 10∗ nt1 705 ∗ l og ( d i s t t 1 7 0 5 / d i s t t 1 7 0 5 (1 ) ) ; %Log
−Dis tanc ia t recho 1 em 705 MHz
e l t 2 7 0 5 = 32.44 + 20∗ l og10 ( f 1 ) + 20∗ l og10 ( d i s t t 2 7 0 5 /1000) ; %E s p a o
Livre t recho 2 em 705 MHz
ld t2 705 = e l t 2 7 0 5 (1 ) + 10∗ nt2 705 ∗ l og ( d i s t t 2 7 0 5 / d i s t t 2 7 0 5 (1 ) ) ; %Log
−Dis tanc ia t recho 2 em 705 MHz
we i s s t 2 705 = 1.33 ∗ ( f 1 /1000) ˆ (0 . 284 ) ∗ d i s t t 2 7 0 5 . ˆ ( 0 . 5 8 8 ) ; %Weissberg
t recho 2 em 705 MHz
ea r l y t 2 705 = 0 .2 ∗ f 1 ˆ ( 0 . 3 ) ∗ d i s t t 2 7 0 5 . ˆ ( 0 . 6 ) ; %Early ITU trecho 2 em
705 MHz
chenkuo t2 705 = (0 . 001∗ ( f 1 /1000) +0.2) ∗( d i s t t 2 7 0 5 ) + (0 . 5 ∗ ( f 1 /1000) ) + 3 ;
%Chen and Kuo em 705 MHz
rp8332 t2 705 = d i s t t 2 7 0 5 ∗gama1 ; %R e c om e n d a o ITU−RP.833−2 em 705 MHz
f i tu comfo lha t2 705 = 0.37 ∗ f 1 ˆ ( 0 . 1 8 ) ∗ d i s t t 2 7 0 5 . ˆ ( 0 . 5 9 ) ; %FITU−IR com
fo l ha em 705 MHz
f i t u s em fo l ha t 2 705 = 0.39 ∗ f 1 ˆ ( 0 . 3 9 ) ∗ d i s t t 2 7 0 5 . ˆ ( 0 . 2 5 ) ; %FITU−IR sem
fo l ha em 705 MHz
e l t 1 3500 = 32.44 + 20∗ l og10 ( f 2 ) + 20∗ l og10 ( d i s t t 1 3 500 /1000) ; %E s p a o
Livre t recho 1 em 3500 MHz
ld t1 3500 = e l t 1 3500 (1 ) + 10∗ nt1 3500 ∗ l og ( d i s t t 1 3 500 / d i s t t 1 3 500 (1 ) ) ;
%Log−Dis tanc ia t recho 1 em 3500 MHz
e l t 2 3500 = 32.44 + 20∗ l og10 ( f 2 ) + 20∗ l og10 ( d i s t t 2 3 500 /1000) ; %E s p a o
Livre t recho 2 em 3500 MHz
ld t2 3500 = e l t 2 3500 (1 ) + 10∗ nt2 3500 ∗ l og ( d i s t t 2 3 500 / d i s t t 2 3 500 (1 ) ) ;
%Log−Dis tanc ia t recho 2 em 3500 MHz
we i s s t2 3500 = 1.33 ∗ ( f 2 /1000) ˆ (0 . 284 ) ∗ d i s t t 2 3 500 . ˆ ( 0 . 5 8 8 ) ; %Weissberg
t recho 2 em 3500 MHz
ea r l y t 2 3500 = 0 .2 ∗ f 2 ˆ ( 0 . 3 ) ∗ d i s t t 2 3 500 . ˆ ( 0 . 6 ) ; %Early ITU trecho 2 em
3500 MHz
chenkuo t2 3500 = (0 . 001∗ ( f 2 /1000) +0.2) ∗( d i s t t 2 3 500 ) + (0 . 5∗ ( f 2 /1000) ) +
3 ; %Chen and Kuo em 3500 MHz
f i tucomfo lha t2 3500 = 0.37 ∗ f 2 ˆ ( 0 . 1 8 ) ∗ d i s t t 2 3 500 . ˆ ( 0 . 5 9 ) ; %FITU−IR
com fo l ha em 3500 MHz
61
f i t u s em fo l ha t 2 3500 = 0.39 ∗ f 2 ˆ ( 0 . 3 9 ) ∗ d i s t t 2 3 500 . ˆ ( 0 . 2 5 ) ; %FITU−IR
sem fo l ha em 3500 MHz
%%%% Calcu lo s de atenuacao devida a vegetacao %%%%
atv t2 705 = p l t 2 705 − e l t 2 7 0 5 ; %atenuacao devida v e g e t a o em 705
MHz
atv t2 3500 = p l t2 3500 − e l t 2 3500 ; %atenuacao devida v e g e t a o em
3500 MHz
%%% Ajuste l i n e a r dos dados %%%
po l p l t 1 7 05 = p o l y f i t ( d i s t t 1 705 , p l t1 705 , 1 ) ; %Co e f i c i e n t e s do
p o l i n m i o do a ju s t e do path l o s s do trecho 1 em 705 MHz
p l t 1 a j u s t 7 0 5 = po lyva l ( po l p l t 1 705 , d i s t t 1 7 0 5 ) ; %Ajuste do path l o s s
do trecho 1 em 705 MHz
po l p l t 2 7 05 = p o l y f i t ( d i s t t 2 705 , p l t2 705 , 1 ) ; %Co e f i c i e n t e s do
p o l i n m i o do a ju s t e da atenuacao t o t a l do t recho 2 em 705 MHz
p l t 2 a j u s t 7 0 5 = po lyva l ( po l p l t 2 705 , d i s t t 2 7 0 5 ) ; %Ajuste da atenuacao
t o t a l do t recho 2 em 705 MHz
po l a tv t2 705 = p o l y f i t ( d i s t t 2 705 , atv t2 705 , 1 ) ; %Co e f i c i e n t e s do
pol inomio do a ju s t e da atenuacao pe la v e g e t a o do trecho 2 em 705 MHz
a tv t 2 a j u s t 7 05 = po lyva l ( po l a tv t2 705 , d i s t t 2 7 0 5 ) ; %Ajuste da
atenuacao pe la v e g e t a o do trecho 2 em 705 MHz
po l po t t1 705 = p o l y f i t ( d i s t t 1 705 , pot t1 705 , 1 ) ; %Co e f i c i e n t e s do
p o l i n m i o do a ju s t e da potenc ia r e ceb ida do trecho 1 em 705 MHz
po t t 1 a ju s t 705 = po lyva l ( po l pot t1 705 , d i s t t 1 7 0 5 ) ; %Ajuste da potenc ia
r e ceb ida do trecho 1 em 705 MHz
po l po t t2 705 = p o l y f i t ( d i s t t 2 705 , pot t2 705 , 1 ) ; %Co e f i c i e n t e s do
p o l i n m i o do a ju s t e da potenc ia r e ceb ida do trecho 2 em 705 MHz
po t t 2 a ju s t 705 = po lyva l ( po l pot t2 705 , d i s t t 2 7 0 5 ) ; %Ajuste da potenc ia
r e ceb ida do trecho 2 em 705 MHz
po l p l t 1 3500 = p o l y f i t ( d i s t t 1 3500 , p l t1 3500 , 1 ) ; %Co e f i c i e n t e s do
p o l i n m i o do a ju s t e do path l o s s do trecho 1 em 3500 MHz
p l t 1 a j u s t 3 5 0 0 = po lyva l ( po l p l t 1 3500 , d i s t t 1 3 500 ) ; %Ajuste do path
l o s s do t recho 1 em 3500 MHz
po l p l t 2 3500 = p o l y f i t ( d i s t t 2 3500 , p l t2 3500 , 1 ) ; %Co e f i c i e n t e s do
p o l i n m i o do a ju s t e da atenuacao t o t a l do t recho 2 em 3500 MHz
p l t 2 a j u s t 3 5 0 0 = po lyva l ( po l p l t 2 3500 , d i s t t 2 3 500 ) ; %Ajuste da
atenuacao t o t a l do t recho 2 em 3500 MHz
62
po l a tv t2 3500 = p o l y f i t ( d i s t t 2 3500 , atv t2 3500 , 1 ) ; %Co e f i c i e n t e s do
p o l i n m i o do a ju s t e da atenuacao pe la v e g e t a o do trecho 2 em 3500
MHz
a tv t2 a ju s t 3500 = po lyva l ( po l a tv t2 3500 , d i s t t 2 3 500 ) ; %Ajuste da
atenuacao pe la v e g e t a o do trecho 2 em 3500 MHz
po l po t t1 3500 = p o l y f i t ( d i s t t 1 3500 , pot t1 3500 , 1 ) ; %Co e f i c i e n t e s do
p o l i n m i o do a ju s t e da potenc ia r e ceb ida do trecho 1 em 3500 MHz
po t t 1 a ju s t 3500 = po lyva l ( po l pot t1 3500 , d i s t t 1 3 500 ) ; %Ajuste da
potenc ia r e ceb ida do trecho 1 em 3500 MHz
po l po t t2 3500 = p o l y f i t ( d i s t t 2 3500 , pot t2 3500 , 1 ) ; %Co e f i c i e n t e s do
p o l i n m i o do a ju s t e da potenc ia r e ceb ida do trecho 2 em 3500 MHz
po t t 2 a ju s t 3500 = po lyva l ( po l pot t2 3500 , d i s t t 2 3 500 ) ; %Ajuste da
potenc ia r e ceb ida do trecho 2 em 3500 MHz
%%%% A p l i c a o dos modelos a ju s tados em 705 MHz %%%%
we i s s a j u s t t 2 7 0 5 = 1.33 ∗ ( f 1 /1000) ˆ (9 . 284 ) ∗ d i s t t 2 7 0 5 . ˆ ( 1 . 4 1 6 ) ; %
Weissberg a justado em 705 MHz
e a r l y a j u s t t 2 7 0 5 = 0 .2 ∗ f 1 ˆ(−0.206)∗ d i s t t 2 7 0 5 . ˆ ( 1 . 4 1 6 ) ; %Early ITU
ajustado em 705 MHz
chenkuo a jus t t2 705 = (106 . 3∗ ( f 1 /1000) −74.660)∗ d i s t t 2 7 0 5 + (−0.105∗( f 1
/1000) )+3; %Chen and Kuo ajustado em 705 MHz
rp8332 a ju s t t2 705 = d i s t t 2 7 0 5 ∗0 . 2 99 ; %R e c om e n d a o ITU−RP.833−2
a justado em 705 MHz
f i t u c om fo l h a a j u s t t 2 7 05 = 0.37 ∗ f 1 ˆ(−0.300) ∗ d i s t t 2 7 0 5 . ˆ ( 1 . 4 1 6 ) ; %
FITU−IR com fo l ha a justado em 705 MHz
%%%% A p l i c a o dos modelos a ju s tados em 3500 MHz %%%%
we i s s a j u s t t 2 3 500 = 1.33 ∗ ( f 2 /1000) ˆ(−1.300)∗ d i s t t 2 3 500 . ˆ ( 1 . 1 0 4 ) ; %
Weissberg a justado em 3500 MHz
ea r l y a j u s t t 2 3 5 0 0 = 0 .2 ∗ f 2 ˆ (0 . 032 ) ∗ d i s t t 2 3 500 . ˆ ( 1 . 1 0 4 ) ; %Early ITU
ajustado em 3500 MHz
chenkuo a jus t t2 3500 = (13 .700∗ ( f 2 /1000) −47.51)∗ d i s t t 2 3 500 + (−1.479∗( f 2
/1000) )+3; %Chen and Kuo ajustado em 3500 MHz
f i t u c om fo l ha a j u s t t 2 3500 = 0.37 ∗ f 2 ˆ(−0.043) ∗ d i s t t 2 3 500 . ˆ ( 1 . 1 0 4 ) ; %
FITU−IR com fo l ha a justado em 3500 MHz
%%%% C l c u l o s de Erro RMS %%%%
r e s e r r e l 7 0 5 = e l t 1 7 0 5 − p l t 1 705 ; %Re s d u o do modelo E s p a o Livre
no trecho 1 em 705 MHz
63
e r r e l 7 0 5 = sq r t (mean ( ( r e s e r r e l 7 0 5 . ˆ 2 ) ) ) ; %Erro RMS do modelo E s p a o
Livre no trecho 1 em 705 MHz
r e s e r r l d 7 0 5 = ldt1 705 − p l t 1 705 ; %Re s d u o do modelo Log−d i s t anc e no
trecho 1 em 705 MHz
e r r l d 7 0 5 = sq r t (mean ( ( r e s e r r l d 7 0 5 . ˆ 2 ) ) ) ; %Erro RMS do modelo Log−
d i s t anc e no trecho 1 em 705 MHz
r e s e r r w e i s s 7 0 5 = we i s s t 2 705 − atv t2 705 ; %Re s d u o do modelo
Weissberger no trecho 2 em 705 MHz
e r r we i s s 7 05 = sq r t (mean ( ( r e s e r r w e i s s 7 0 5 . ˆ 2 ) ) ) ; %Erro RMS do modelo
Weissberger no trecho 2 em 705 MHz
r e s e r r e a r l y 7 0 5 = ea r l y t 2 705 − atv t2 705 ; %Re s d u o do modelo Early
ITU no trecho 2 em 705 MHz
e r r e a r l y 7 0 5 = sq r t (mean ( ( r e s e r r e a r l y 7 0 5 . ˆ 2 ) ) ) ; %Erro RMS do modelo
Early ITU no trecho 2 em 705 MHz
re s e r r chenkuo 705 = chenkuo t2 705 − atv t2 705 ; %Re s d u o do modelo Chen
and Kuo no trecho 2 em 705 MHz
err chenkuo 705 = sq r t (mean ( ( r e s e r r chenkuo 705 . ˆ 2 ) ) ) ; %Erro RMS do modelo
Chen and Kuo no trecho 2 em 705 MHz
r e s e r r rp8332 705 = rp8332 t2 705 − atv t2 705 ; %Re s d u o da
r e c om e n d a o ITU−RP.833−2 no trecho 2 em 705 MHz
er r rp8332 705 = sq r t (mean ( ( r e s e r r rp8332 705 . ˆ 2 ) ) ) ; %Erro RMS da
r e c om e n d a o ITU−RP.833−2 no trecho 2 em 705 MHz
r e s e r r f i t u c om f o l h a 7 0 5 = f i tu comfo lha t2 705 − atv t2 705 ; %Re s d u o do
modelo FITU−IR sem fo l ha no trecho 2 em 705 MHz
e r r f i t u c om fo l ha 705 = sq r t (mean ( ( r e s e r r f i t u c om f o l h a 7 0 5 . ˆ 2 ) ) ) ; %Erro RMS
do modelo FITU−IR com fo l ha no trecho 2 em 705 MHz
r e s e r r f i t u s em f o l h a 7 0 5 = f i t u s em fo l ha t 2 705 − atv t2 705 ; %Re s d u o do
modelo FITU−IR sem fo l ha no trecho 2 em 705 MHz
e r r f i t u s em f o l h a 7 05 = sq r t (mean ( ( r e s e r r f i t u s em f o l h a 7 0 5 . ˆ 2 ) ) ) ; %Erro RMS
do modelo FITU−IR sem fo l ha no trecho 2 em 705 MHz
r e s e r r e l 3 5 0 0 = e l t 1 3500 − p l t1 3500 ; %Re s d u o do modelo E s p a o
Livre no trecho 1 em 3500 MHz
e r r e l 3 5 0 0 = sq r t (mean ( ( r e s e r r e l 3 5 0 0 . ˆ 2 ) ) ) ; %Erro RMS do modelo E s p a o
Livre no trecho 1 em 3500 MHz
r e s e r r l d 3 5 0 0 = ld t1 3500 − p l t1 3500 ; %Re s d u o do modelo Log−d i s t anc e
no trecho 1 em 3500 MHz
e r r l d 3500 = sq r t (mean ( ( r e s e r r l d 3 5 0 0 . ˆ 2 ) ) ) ; %Erro RMS do modelo Log−
d i s t anc e no trecho 1 em 3500 MHz
64
r e s e r r w e i s s 3 5 0 0 = we i s s t2 3500 − atv t2 3500 ; %Re s d u o do modelo
Weissberger no trecho 2 em 3500 MHz
e r r we i s s 3 500 = sq r t (mean ( ( r e s e r r w e i s s 3 5 0 0 . ˆ 2 ) ) ) ; %Erro RMS do modelo
Weissberger no trecho 2 em 3500 MHz
r e s e r r e a r l y 3 5 0 0 = ea r l y t 2 3500 − atv t2 3500 ; %Re s d u o do modelo Early
ITU no trecho 2 em 3500 MHz
e r r e a r l y 3 5 0 0 = sq r t (mean ( ( r e s e r r e a r l y 3 5 0 0 . ˆ 2 ) ) ) ; %Erro RMS do modelo
Early ITU no trecho 2 em 3500 MHz
re s e r r chenkuo 3500 = chenkuo t2 3500 − atv t2 3500 ; %Re s d u o do modelo
Chen and Kuo no trecho 2 em 3500 MHz
err chenkuo 3500 = sq r t (mean ( ( r e s e r r chenkuo 3500 . ˆ 2 ) ) ) ; %Erro RMS do
modelo Chen and Kuo no trecho 2 em 3500 MHz
r e s e r r f i t u c om f o l h a 3 5 0 0 = f i tucomfo lha t2 3500 − atv t2 3500 ; %Re s d u o
do modelo FITU−IR sem fo l ha no trecho 2 em 3500 MHz
e r r f i t u comfo l ha 3500 = sq r t (mean ( ( r e s e r r f i t u c om f o l h a 3 5 0 0 . ˆ 2 ) ) ) ; %Erro
RMS do modelo FITU−IR com fo l ha no trecho 2 em 3500 MHz
r e s e r r f i t u s em f o l h a 3 5 0 0 = f i t u s emfo l ha t 2 3500 − atv t2 3500 ; %Re s d u o
do modelo FITU−IR sem fo l ha no trecho 2 em 3500 MHz
e r r f i t u s em f o l h a 3500 = sq r t (mean ( ( r e s e r r f i t u s em f o l h a 3 5 0 0 . ˆ 2 ) ) ) ; %Erro
RMS do modelo FITU−IR sem fo l ha no trecho 2 em 3500 MHz
r e s e r r w e i s s 7 0 5 a j u s t = we i s s a j u s t t 2 7 0 5 − atv t2 705 ; %Re s d u o do
modelo Weissberger a justado no trecho 2 em 705 MHz
e r r w e i s s 7 0 5 a j u s t = sq r t (mean ( ( r e s e r r w e i s s 7 0 5 a j u s t . ˆ 2 ) ) ) ; %Erro RMS
do modelo Weissberger a justado no trecho 2 em 705 MHz
r e s e r r e a r l y 7 0 5 a j u s t = e a r l y a j u s t t 2 7 0 5 − atv t2 705 ; %Re s d u o do
modelo Early ITU ajustado no trecho 2 em 705 MHz
e r r e a r l y 7 0 5 a j u s t = sq r t (mean ( ( r e s e r r e a r l y 7 0 5 a j u s t . ˆ 2 ) ) ) ; %Erro RMS
do modelo Early ITU ajustado no trecho 2 em 705 MHz
r e s e r r ch enkuo 705 a ju s t = chenkuo a jus t t2 705 − atv t2 705 ; %Re s d u o do
modelo Chen and Kuo ajustado no trecho 2 em 705 MHz
er r chenkuo 705 a ju s t = sq r t (mean ( ( r e s e r r ch enkuo 705 a ju s t . ˆ 2 ) ) ) ; %Erro
RMS do modelo Chen and Kuo ajustado no trecho 2 em 705 MHz
r e s e r r r p 8 3 3 2 7 0 5 a j u s t = rp8332 a ju s t t2 705 − atv t2 705 ; %Re s d u o da
r e c om e n d a o ITU−RP.833−2 a justado no trecho 2 em 705 MHz
e r r rp8332 705 a ju s t = sq r t (mean ( ( r e s e r r r p 8 3 3 2 7 0 5 a j u s t . ˆ 2 ) ) ) ; %Erro RMS
da r e c om e n d a o ITU−RP.833−2 a justado no trecho 2 em 705 MHz
r e s e r r f i t u c om f o l h a 7 0 5 a j u s t = f i t u c om fo l h a a j u s t t 2 7 05 − atv t2 705 ; %
Re s d u o do modelo FITU−IR sem fo l ha a justado no trecho 2 em 705 MHz
65
e r r f i t u c om f o l h a 7 0 5 a j u s t = sq r t (mean ( ( r e s e r r f i t u c om f o l h a 7 0 5 a j u s t . ˆ 2 ) )
) ; %Erro RMS do modelo FITU−IR com fo l ha a justado no trecho 2 em 705 MHz
r e s e r r w e i s s 3 5 0 0 a j u s t = we i s s a j u s t t 2 3 500 − atv t2 3500 ; %Re s d u o do
modelo Weissberger a justado no trecho 2 em 3500 MHz
e r r we i s s 3 5 0 0 a j u s t = sq r t (mean ( ( r e s e r r w e i s s 3 5 0 0 a j u s t . ˆ 2 ) ) ) ; %Erro RMS
do modelo Weissberger a justado no trecho 2 em 3500 MHz
r e s e r r e a r l y 3 5 0 0 a j u s t = ea r l y a j u s t t 2 3 5 0 0 − atv t2 3500 ; %Re s d u o do
modelo Early ITU ajustado no trecho 2 em 3500 MHz
e r r e a r l y 3 5 0 0 a j u s t = sq r t (mean ( ( r e s e r r e a r l y 3 5 0 0 a j u s t . ˆ 2 ) ) ) ; %Erro RMS
do modelo Early ITU ajustado no trecho 2 em 3500 MHz
r e s e r r ch enkuo 3500 a ju s t = chenkuo a jus t t2 3500 − atv t2 3500 ; %Re s d u o
do modelo Chen and Kuo ajustado no trecho 2 em 3500 MHz
er r chenkuo 3500 a ju s t = sq r t (mean ( ( r e s e r r ch enkuo 3500 a ju s t . ˆ 2 ) ) ) ; %Erro
RMS do modelo Chen and Kuo ajustado no trecho 2 em 3500 MHz
r e s e r r f i t u c om f o l h a 3 5 0 0 a j u s t = f i t u c om fo l ha a j u s t t 2 3500 − atv t2 3500 ;
%Re s d u o do modelo FITU−IR sem fo l ha a justado no trecho 2 em 3500 MHz
e r r f i t u c om f o l h a 3 50 0 a j u s t = sq r t (mean ( ( r e s e r r f i t u c om f o l h a 3 5 0 0 a j u s t
. ˆ 2 ) ) ) ; %Erro RMS do modelo FITU−IR com fo l ha a justado no trecho 2 em
3500 MHz
%%% Graf i co comparativo de potenc ia r e ceb ida no trecho 1 %%%%
f i g u r e (1 )
p l o t ( d i s t t 1 705 , pot t1 705 , ’ . k ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 1 705 , po t t1 a ju s t 705 , ’ r ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 1 3500 , pot t1 3500 , ’ . c ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 1 3500 , po t t1 a ju s t 3500 , ’b ’ ) ;
%ax i s ( [ 2 9 63 −100 −10]) ;
x l ab e l ( ’ D i s tanc ia [m] ’ ) ;
y l ab e l ( ’ potenc ia Recebida [dBm] ’ ) ;
l egend ( ’ potenc ia r e ceb ida medida em 705 MHz ’ , ’ Ajuste Linear 705 MHz ’ , ’
potenc ia r e ceb ida medida em 3 ,5 GHz ’ , ’ Ajuste Linear 3 ,5 GHz ’ ) ;
t i t l e ( ’ potenc ia Recebida X Dis tanc ia − Trecho 1 ’ ) ;
saveas ( gcf , ’CompPotTrecho1 . png ’ )
%%% Graf i co comparativo de potenc ia r e ceb ida no trecho 2 %%%%
f i g u r e (2 )
66
p lo t ( d i s t t 2 705 , pot t2 705 , ’ . k ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 705 , po t t2 a ju s t 705 , ’ r ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 3500 , pot t2 3500 , ’ . c ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 3500 , po t t2 a ju s t 3500 , ’b ’ ) ;
%ax i s ( [ 6 1 . 7 73 .3 −100−30]) ;
x l ab e l ( ’ D i s tanc ia [m] ’ ) ;
y l ab e l ( ’ potenc ia Recebida [dBm] ’ ) ;
l egend ( ’ potenc ia r e ceb ida medida em 705 MHz ’ , ’ Ajuste Linear 705 MHz ’ , ’
potenc ia r e ceb ida medida em 3 ,5 GHz ’ , ’ Ajuste Linear 3 ,5 GHz ’ ) ;
t i t l e ( ’ potenc ia Recebida X Dis tanc ia − Trecho 2 ’ ) ;
saveas ( gcf , ’CompPotTrecho2 . png ’ )
%% Graf i co de atenuacao do trecho 1 em 705 MHz %%%%
f i g u r e (3 )
p l o t ( d i s t t 1 705 , p l t1 705 , ’ . k ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 1 705 , e l t 1 705 , ’b ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 1 705 , ld t1 705 , ’ g ’ ) ;
%ax i s ( [ 3 0 62 50 105 ] ) ;
x l ab e l ( ’ D i s tanc ia [m] ’ ) ;
y l ab e l ( ’ Path Loss [ dB ] ’ ) ;
l egend ( ’ atenuacao Medida ’ , ’ E s p a o Livre ’ , ’ Log−Dis tanc ia ’ ) ;
t i t l e ( ’ Path Loss ( Perda de Percurso ) − Trecho 1 (705MHz) ’ ) ;
saveas ( gcf , ’ PlTrecho1705 . png ’ )
%%% Graf i co de atenuacao do trecho 2 em 705 MHz %%%%
f i g u r e (4 )
p l o t ( d i s t t 2 705 , atv t2 705 , ’ . k ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 705 , we i s s t2 705 , ’ r ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 705 , ea r l y t2 705 , ’m’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 705 , chenkuo t2 705 , ’ y ’ ) ;
hold on ;
67
p lo t ( d i s t t 2 705 , rp8332 t2 705 , ’b ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 705 , f i tucomfo lha t2 705 , ’ k ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 705 , f i t u s emfo lha t2 705 , ’−−c ’ ) ;
ax i s ( [ 6 2 73 5 55 ] ) ;
x l ab e l ( ’ D i s tanc ia [m] ’ ) ;
y l ab e l ( ’ atenuacao [dB ] ’ ) ;
l egend ( ’ atenuacao Medida ’ , ’ Weissberger ’ , ’ Early ITU ’ , ’Chen and Kuo ’ , ’ITU
RP833−2 ’ , ’F−ITU com f o l h a s ’ , ’F−ITU sem f o l h a s ’ ) ;
t i t l e ( ’ atenuacao pe la v e g e t a o − Trecho 2 (705MHz) ’ ) ;
saveas ( gcf , ’ PlVegTrecho2705 . png ’ )
%%% Graf i co de path l o s s do trecho 2 %%%%
f i g u r e (5 )
p l o t ( d i s t t 2 705 , p l t2 705 , ’ . k ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 705 , p l t 2 a j u s t 705 , ’ r ’ ) ;
p l o t ( d i s t t 2 705 , e l t 2 705 , ’b ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 705 , ld t2 705 , ’ g ’ ) ;
ax i s ( [ 6 2 73 60 120 ] ) ;
x l ab e l ( ’ D i s tanc ia [m] ’ ) ;
y l ab e l ( ’ Path Loss [ dB ] ’ ) ;
l egend ( ’ atenuacao Medida ’ , ’ Ajuste Linear ’ , ’ E s p a o Livre ’ , ’ Log−Dis tanc ia ’
) ;
t i t l e ( ’ Path Loss ( Perda de Percurso ) − Trecho 2 (705MHz) ’ ) ;
saveas ( gcf , ’ PlTrecho2705 . png ’ )
%%% Graf i co de potenc ia do trecho 1 em 3500 MHz %%%%
f i g u r e (6 )
p l o t ( d i s t t 1 3500 , pot t1 3500 , ’ . k ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 1 3500 , po t t1 a ju s t 3500 , ’ r ’ ) ;
ax i s ( [ 3 0 62 −95 −50]) ;
x l ab e l ( ’ D i s tanc ia [m] ’ ) ;
y l ab e l ( ’ potenc ia Recebida [dBm] ’ ) ;
l egend ( ’ potenc ia medida ’ , ’ Ajuste Linear ’ ) ;
t i t l e ( ’ potenc ia Recebida X Dis tanc ia − Trecho 1 (3500MHz) ’ ) ;
68
saveas ( gcf , ’ PrTrecho13500 . png ’ )
%%% Graf i co de potenc ia do trecho 2 em 3500 MHz %%%%
f i g u r e (7 )
p l o t ( d i s t t 2 3500 , pot t2 3500 , ’ . k ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 3500 , po t t2 a ju s t 3500 , ’ r ’ ) ;
ax i s ( [ 6 2 73 −100 −60]) ;
x l ab e l ( ’ D i s tanc ia [m] ’ ) ;
y l ab e l ( ’ potenc ia Recebida [dBm] ’ ) ;
l egend ( ’ potenc ia medida ’ , ’ Ajuste Linear ’ ) ;
t i t l e ( ’ potenc ia Recebida X Dis tanc ia − Trecho 2 (3500MHz) ’ ) ;
saveas ( gcf , ’ PrTrecho23500 . png ’ )
%% Graf i co de atenuacao do trecho 1 em 3500 MHz %%%%
f i g u r e (8 )
p l o t ( d i s t t 1 3500 , p l t1 3500 , ’ . k ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 1 3500 , e l t 1 3500 , ’b ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 1 3500 , ld t1 3500 , ’ g ’ ) ;
ax i s ( [ 3 0 62 55 130 ] ) ;
x l ab e l ( ’ D i s tanc ia [m] ’ ) ;
y l ab e l ( ’ Path Loss [ dB ] ’ ) ;
l egend ( ’ atenuacao Medida ’ , ’ E s p a o Livre ’ , ’ Log−Dis tanc ia ’ ) ;
t i t l e ( ’ Path Loss ( Perda de Percurso ) − Trecho 1 (3500MHz) ’ ) ;
saveas ( gcf , ’ PlTrecho13500 . png ’ )
%%% Graf i co de atenuacao do trecho 2 em 3500 MHz %%%%
f i g u r e (9 )
p l o t ( d i s t t 2 3500 , atv t2 3500 , ’ . k ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 3500 , we i s s t2 3500 , ’ r ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 3500 , ea r ly t2 3500 , ’m’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 3500 , chenkuo t2 3500 , ’ y ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 3500 , f i tucomfo lha t2 3500 , ’ k ’ ) ;
69
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 3500 , f i tu s emfo lha t2 3500 , ’−−c ’ ) ;
ax i s ( [ 6 2 73 10 55 ] ) ;
x l ab e l ( ’ D i s tanc ia [m] ’ ) ;
y l ab e l ( ’ Path Loss [ dB ] ’ ) ;
l egend ( ’ atenuacao Medida ’ , ’ Weissberger ’ , ’ Early ITU ’ , ’Chen and Kuo ’ , ’F−ITU
com f o l h a s ’ , ’F−ITU sem f o l h a s ’ ) ;
t i t l e ( ’ atenuacao pe la v e g e t a o − Trecho 2 (3500MHz) ’ ) ;
saveas ( gcf , ’ PlVegTrecho23500 . png ’ )
%% Graf i co de path l o s s do t recho 2 %%%%
f i g u r e (10)
p l o t ( d i s t t 2 3500 , p l t2 3500 , ’ . k ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 3500 , p l t 2 a ju s t 3500 , ’ r ’ ) ;
p l o t ( d i s t t 2 3500 , e l t 2 3500 , ’b ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 3500 , ld t2 3500 , ’ g ’ ) ;
ax i s ( [ 6 2 73 60 140 ] ) ;
x l ab e l ( ’ D i s tanc ia [m] ’ ) ;
y l ab e l ( ’ Path Loss [ dB ] ’ ) ;
l egend ( ’ atenuacao Medida ’ , ’ Ajuste Linear ’ , ’ E s p a o Livre ’ , ’ Log−Dis tanc ia ’
) ;
t i t l e ( ’ Path Loss ( Perda de Percurso ) − Trecho 2 (3500MHz) ’ ) ;
saveas ( gcf , ’ PlTrecho23500 . png ’ )
%%% Graf i co comparativo de atenuacao do trecho 1 %%%%
f i g u r e (11)
p l o t ( d i s t t 1 705 , p l t1 705 , ’+k ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 1 705 , p l t 1 a j u s t 705 , ’ r ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 1 3500 , p l t1 3500 , ’ ∗c ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 1 3500 , p l t 1 a ju s t 3500 , ’b ’ ) ;
ax i s ( [ 3 0 62 50 130 ] ) ;
x l ab e l ( ’ D i s tanc ia [m] ’ ) ;
y l ab e l ( ’ Path Loss [ dB ] ’ ) ;
70
l egend ( ’ atenuacao medida em 705 MHz ’ , ’ Ajuste Linear 705 MHz ’ , ’ atenuacao
medida em 3500 MHz ’ , ’ Ajuste Linear 3500 MHz ’ ) ;
t i t l e ( ’ Path Loss ( Perda de percurso ) − Trecho 1 ’ ) ;
saveas ( gcf , ’ PlTrecho17053500 . png ’ )
%%% Graf i co comparativo de atenuacao do trecho 2 %%%%
f i g u r e (12)
p l o t ( d i s t t 2 705 , p l t2 705 , ’+k ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 705 , p l t 2 a j u s t 705 , ’ r ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 3500 , p l t2 3500 , ’ ∗c ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 3500 , p l t 2 a ju s t 3500 , ’b ’ ) ;
ax i s ( [ 6 2 73 70 140 ] ) ;
x l ab e l ( ’ D i s tanc ia [m] ’ ) ;
y l ab e l ( ’ Path Loss [ dB ] ’ ) ;
l egend ( ’ atenuacao medida em 705 MHz ’ , ’ Ajuste Linear 705 MHz ’ , ’ atenuacao
medida em 3500 MHz ’ , ’ Ajuste Linear 3500 MHz ’ ) ;
saveas ( gcf , ’ PlTrecho27053500 . png ’ )
t i t l e ( ’ Path Loss ( Perda de percurso ) − Trecho 2 ’ ) ;
%% Graf i co de atenuacao do trecho 2 em 705 MHz %%%%
f i g u r e (13)
p l o t ( d i s t t 2 705 , atv t2 705 , ’ . c ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 705 , we i s s a j u s t t 2 705 , ’+m’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 705 , e a r l y a j u s t t 2 7 05 , ’−−k ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 705 , chenkuo ajust t2 705 , ’ g ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 705 , rp8332 a jus t t2 705 , ’b ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 705 , f i t u comfo l ha a ju s t t 2 705 , ’ r ’ ) ;
ax i s ( [ 6 2 73 5 55 ] ) ;
x l ab e l ( ’ D i s tanc ia [m] ’ ) ;
y l ab e l ( ’ atenuacao [dB ] ’ ) ;
71
l egend ( ’ atenuacao Medida ’ , ’ Weissberger a justado ’ , ’ Early ITU ajustado ’ , ’Chen
and Kuo ajustado ’ , ’ITU RP833−2 a justado ’ , ’F−ITU com f o l h a s a justado ’ ) ;
t i t l e ( ’ atenuacao pe la v e g e t a o − Trecho 2 (705MHz) ’ ) ;
saveas ( gcf , ’ AjusteModelos705 . png ’ )
%% Graf i co de a j u s t e dos modelos t recho 2 em 3500 MHz %%%%
f i g u r e (14)
p l o t ( d i s t t 2 3500 , atv t2 3500 , ’ .c ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 3500 , we i s s a ju s t t 2 3500 , ’b ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 3500 , e a r l y a j u s t t 2 3500 , ’ r ’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 3500 , chenkuo ajust t2 3500 , ’m’ ) ;
hold on ;
p l o t ( d i s t t 2 3500 , f i t u comfo lha a ju s t t 2 3500 , ’−−k ’ ) ;
ax i s ( [ 6 2 73 10 55 ] ) ;
x l ab e l ( ’ D i s tanc ia [m] ’ ) ;
y l ab e l ( ’ atenuacao [dB ] ’ ) ;
l egend ( ’ atenuacao Medida ’ , ’ Weissberger a justado ’ , ’ Early ITU ajustado ’ , ’Chen
and Kuo ajustado ’ , ’F−ITU com f o l h a s a justado ’ ) ;
t i t l e ( ’ atenuacao pe la v e g e t a o − Trecho 2 (3500MHz) ’ ) ;
saveas ( gcf , ’ AjusteModelos3500 . png ’ )
	Resumo
	Abstract
	Agradecimentos
	Agradecimentos
	Lista de Figuras
	Lista de Tabelas
	Introdução
	Justificativa
	Estado da Arte
	Mecanismos de Propagação
	Reflexão
	Difração
	Refração
	Dispersão
	Modelos de Predição
	Modelo de propagação no espaço livre
	Modelo Log-distance
	Modelos de predição em ambientes com vegetação
	Weissberger
	Early ITU
	Chen and Kuo
	ITU-RP.833
	FITU-IR
	Ambiente de Medições
	Setup de Transmissão
	Setup de recepção
	Manipulação dos dados
	Análise
	Ajuste dos modelos
	Conclusão
	Referências Bibliográficas
	Apêndice Equações Ajustadas
	Apêndice Código Fonte