Buscar

Propagação em Comunicações Sem Fio

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

Clique para editar o estilo do título mestre
Clique para editar o estilo do subtítulo mestre
*
Rede Sem Fio
Propagação
Clique para editar o estilo do título mestre
Clique para editar o estilo do subtítulo mestre
*
Propagação
Prof. Jordan Paiva
*
Qual o Problema em Comunicações Sem Fio?
*
Propagação
Freqüência
*
Estudo de Propagação
Atenuação em função da distância
Obstrução da linha de visada
Vários tipos de meios
Fenômenos devido a múltiplos percursos
*
Ambientes Externos
LOS – Line of Sight – Linha de Visada
NLOS – No Line of Sight – Sem Linha de Visada
Indoor com equipamento interno
*
Atenuação
A atenuação aumenta em função da distância
Atenuação depende da freqüência de operação
O meio altera o fator de ateunuação
*
Atenuação no espaço livre
Perda no espaço livre para uma antena isotrópica: 
L = Atenuação
Pt = potência na antena de transmissão
Pr = potência do sinal na antena de recepção 
 = comprimento de onda
d = distância entre as antenas
Onde d e  devem estar na mesma unidade (metros)
*
Atenuação no espaço livre
A equação de atenuação no espaço livre pode ser reescrita em dB como:
Os ganhos das antenas de transmissão e recepção devem ser subtraídos da atenuação total.
*
Atenuação no espaço livre - Exemplo
Determine a perda no espaço livre isotrópica em 4 GHz para um satélite a 35863 km.
O comprimento de onda será 0,075 metros
Considerando antenas de transmissão e recepção com ganhos de 44 dB e 48 dB a atenuação será:
*
Atenuação no espaço livre - Exemplo
Considerando agora uma potência de transmissão de 250 watts na estação terrena, qual será a potência recebida na antena do satélite?
Primeiramente se converte 250 w para dBW
A potência na antena de recepção do satélite será:
Ou 
*
Exercício 1
Determine a atenuação no espaço livre para uma ligação ponto-a-ponto de 10 km utilizando a freqüência de 2,4 GHz
Em dB
Linear
*
Exercício 2
Calcule qual a atenuação do exercício anterior com antenas de transmissão e recepção que possuem um ganho de 20 vezes. (Lembrar de converter para dB).
*
Propagação com Linha de Visada
Visibilidade rádio
Condição de caminho desobstruído
*
Obstrução da Zona de Fresnel
*
Zona de Fresnel
Raio da n-ésima zona de Fresnel
Raio da primeira zona de Fresnel
*
Atenuação Adicional
*
Zona de Fresnel Desobstruída em 60%
*
Atenuação com Obstrução
Obstrução
Aumento da atenuação
*
Exercício 3
Numa ligação ponto-a-ponto utilizando 2,4 GHz com distância de 12 km determine qual o raio da zona de Fresnel a 4 km da antena transmissora.
*
Exercício 4
Para um enlace com 20 km na freqüência de 5,4 GHz determine a atenuação no espaço livre e a atenuação adicional para interrupção de 80% da primeira zona de Fresnel.
*
Modelos de Propagação para Ambientes
Ponto-Multi-Ponto
Clique para editar o estilo do título mestre
Clique para editar o estilo do subtítulo mestre
*
Modelos de Propagação para Ambientes Ponto-Multi-Ponto
*
Modelo do Espaço Livre
Outra forma de considerar a atenuação no espaço livre é calculando a potência recebida em função da distância:
L em geral vale 1 e serve para ajuste da expressão;
O resultado é o mesmo encontrado anteriormente
É uma atenuação de referência
*
Modelo de Dois Raios
Modelo mais pessimista que o espaço livre
Considera altura das torres
Fator L é feito igual a 1 em geral e serve para correções
Muito pessimista para pontos próximo da antena
Até a distância dC considera espaço livre
*
Exercício 5
Para as freqüências de 2,4GHz e 3,5GHz faça uma comparação dos modelos de dois raios e do espaço livre considerando torres com alturas de 30 metros, potência de transmissão de 1 Watt e antenas com ganhos iguais a 12 dBi. Considere a distância de 0 a 2000 metros.
Dica: não esqueça de converter 12 dBi para valor linear para entrar nas expressões.
*
Modelo de Shadowing
Potência relativa
 é o fator de atenuação
Em dB
*
Fator de Atenuação 
Define o tipo de ambiente
A próxima tabela é um exemplo
*
Path Loss – coeficiente de atenuação
O fator de atenuação é considerado da mesma forma como utilizado em ambientes internos
*
Exercício 6
Utilize o Excel para levantar o gráfico da potência recebida em 1 metro e 1000 metros para um fator de atenuação de 2 e 4 considerando como referência uma potência recebida a 1 metro de –50 dBm.
Plotar com escala da distância linear e logarítmica.
*
Outras Degradações
Absorção Atmosférica
Múltiplos Percursos 
Refração
Reflexão
Difração
Scattering (espalhamento).
*
Propagação em Múltiplos Percursos
*
Múltiplos Percursos – Outdoor
*
Múltiplos Percursos – Indoor
*
Comunicação Indoor
Propagação complexa de ser analisada;
Grande diferença entre os meios;
Mudança ao longo do tempo;
Mudança altera comportamento do sinal.
*
Velocidade de Variação do Fading
Fading Lento
Fading Rápido
Flat
Seletivo
*
Fading Rápido
Variação rápida da intensidade do sinal;
Distância média dos nulos de /2;
Podem existir pontos de forte atenuação como por exemplo 40 dB (10.000 vezes).
*
Tipos de Fadings em Relação a Faixa Ocupada
Flat
Seletivo
*
Exercício 7
Seja uma transmissão utilizando uma portadora na frequencia de 2.4 GHz e a taxa de transmissão de 11 Mbps. Encontre:
Período da portadora
Duração de um bit
Comente com base nos resultados acima o que significa um fading flat e um fading seletivo
*
Efeito dos Múltiplos Percursos Atrasados
Interferência de um pulso em outro em função dos
 múltiplos percursos.
*
Fading Seletivo
Grandes atrasos podem gerar fading seletivo 
Pode acontecer Interferência Inter-simbólica (ISI)
*
Efeito de Múltiplos Percursos
Bit
*
Efeito de Múltiplos Percursos
*
Exercício 8
Considere um ambiente com dois possíveis percurso onde os sinais chegam ao receptor com a mesma intensidade. Calcule qual o atraso do raio refletido para que o bit atual seja superposto pelo bit anterior. Considere uma taxa de 11 Mbps.
*
Exercício 9
Numa instalação o delay spread foi medido como sendo maior que 400 ms. É possível a comunicação a 11 Mbps? Explique.
Instruções para a preparação das Anotações
(Título 1) Título do documento e dos anexos
Parágrafos de texto do documento – A tipografia utilizada nos títulos de nível 1 e 2 é a Arrial Narrow corpo 12, e no texto normal, NewsGothic corpo 10.
(Título 2) capítulos e entradas de tópicos principais
O uso dos títulos ajuda a organizar o conteúdo hierarquicamente, sendo necessário para tanto um respeito quanto ao seu uso: títulos de nível 2 apenas podem ser usados dentro de tópicos de nível 1, assim como títulos de nível 3 apenas podem ser utilizados em tópicos de nível 2. Seguindo esta estrutura, o documento estará coerente com os demais da Escola Superior de Redes e apropriadamente organizado para ser utilizado por outros autores e interlocutores.
(Título 3) subcapítulos e subitens principais – NewsGothic, negrito corpo 12.
(Título 4) - NewsGothic corpo 12.
(Título 5) – NewsGothic, negrito corpo 10.
(Título 6) - NewsGothic corpo 10.
Nesta sessão será tratada a questão de radiofreqüência tratando de fenômenos e componentes. Para entrar no mundo das comunicações sem fio é indispensável entender como se o processo de transformação de sinais guiados em não guiados e os efeitos sofridos pelo sinal no processo de propagação.
Esta foto é bastante curiosa tendo sido obtida pelo Bell Telephone Laboratories (www.lucent.com). Observe que existe um potente alto-falante que emite ondas sonoras em um dispositivo que libera um certo tipo de fumaça. Nesta foto percebe-se claramente como é feita a distribuição das ondas mecânicas
no espaço onde o ar é comprimido e descomprimido. Para onda eletromagnéticas (ondas de rádio) a idéia básica é a mesma, embora se você queira entrar nos detalhes te desejo sorte! Aqui pretendo dar somente uma visão espacial de ondas. Fica fácil perceber que se existisse um anteparo na frente da “antena de som” (nunca vi este termo mas acho razoável em função da foto) teríamos ondas voltando que seriam versões atrasadas do mesmo sinal, em função do tempo que o som demorou para percorrer uma certa distância (a velocidade do som é de 344 m/s). 
Exercício: considerando que o espaço da “antena de som” até um anteparo seja de 3 metros calcule quanto tempo demora para uma onda ir e voltar na “antena de som”.
Exercício: conceitue eco e reverberação.
A propagação de sinais se dá através de ondas eletromagnéticas que são geradas pela antena de transmissão quando excitada por um gerador que opera em uma freqüência central, que determina a dimensão da antena. Estas ondas se deslocam a velocidade da luz e um ciclo completo no espaço tem o tamanho de um comprimento de onda. A antena de recepção tem a capacidade de converter as ondas eletromagnéticas em um sinal elétrico que será conduzido por um cabo. Os campos elétrico e magnético são perpendiculares a direção de propagação.
No estudo de propagação é importante entender a classificação do que acontece com o sinal:
A primeira característica é a atenuação do sinal em função da distância
Dependendo do meio em que acontece a propagação esta propagação esta atenuação vai ser maior ou menor
Além de atenuar com a distância o sinal também percorre múltiplos percursos até chegar no receptor
Os múltiplos percursos provocam fenômenos que afetam a integridade do sinal
Em função do tipo de obstáculo entre a antena de transmissão e a antena de recepção podem existir basicamente três tipos de possibilidade:
Sinal em visibilidade onde não existe nenhum obstáculo entre as antenas de transmissão e recepção. A sigla utilizada neste caso é LOS (Line Of Sight). Em geral este ambiente é conseguido utilizando uma torre para colocar a antena.
Sem linha de visada onde não existe a visibilidade rádio entre as antenas. Neste caso ainda é necessário caracterizar o tipo de ambiente em que se dá a comunicação para classificar o ambiente. A sigla utilizada neste caso é NLOS (Non Line Of Sight)
A última classificação seria para ambientes onde o transceptor esteja no interior da edificação onde não existe uma antena externa que permita alguma vantagem. Esta condição é bastante desfavorável pois o sinal deve ultrapassar obstáculos da edificação para chegar ao receptor.
É bom lembrar que existe comunicação nos dois sentidos. Ou seja, da estação base para o equipamento do usuário e vice-versa.
A intensidade do sinal cai com a distância em qualquer meio de transmissão.
A atenuação também aumenta com o aumento da freqüência.
Dependendo do meio o fator de atenuação vai mudar fazendo com que a atenuação seja mais forte ou mais fraca.
Esta expressão é a mais empregada para um cálculo simples de quanto de atenuação vai acontecer em um ambiente. Não são considerados obstáculos entre as antenas de transmissão e recepção sendo portanto denominado de atenuação no espaço livre. O valor da atenuação corresponde a divisão da potência transmitida pela potência recebida.
O mais comum é encontrar a atenuação em dB. Para isto empregamos a mesma expressão já vista anteriormente para calcular em dB. Esta atenuação no espaço livre seria a atenuação sofrida entre as antenas de transmissão e recepção sem considerar o ganho das antenas. Para encontrar a atenuação resultante incluindo as antenas devemos subtrair os ganhos das antenas uma vez que este fator faz com que a atenuação total seja menor pela vantagem promovida pelas antenas.
A comunicação por satélite geo-estacionário é bastante difícil em função da distância em que está o satélite. A atenuação é bastante grande necessitando de antenas com alto ganho.
Para calcular as potências quando trabalhamos em dB basta subtrair a atenuação da potência transmitida. Observar com atenção que a atenuação neste caso deve ser subtraída uma vez que a potência recebida será Prx
Na verdade a comunicação não acontece no espaço livre e sim na terra. Nesta condição podem existir obstáculos que impeçam a visibilidade entre as duas antenas. Primeiramente vamos analisar o que significa dizer que existe linha de visada entre duas antenas.
Antena de transmissão e recepção estão em linha de visada quando é possível ligar as duas antenas por uma linha reta. Para longos enlaces de rádio existe uma diferença entre visibilidade óptica e visibilidade rádio devendo ser feita a correção. Mas além de não existir a obstrução da linha de visada é necessário proteger uma região em torno desta linha de visada denominada zona de Fresnel. Esta zona de Fresnel é uma elipsóide entre as duas antenas. Existem várias zonas de Fresnel mas consideramos somente a primeira zona.
A figura mostra uma condição em que as antenas podem ser ligadas através de uma linha reta sem que exista nenhum obstáculo. Imaginando que a elipse mostrada seja a elipsóide de Fresnel no plano vertical como mostrado fica claro que nenhum obstáculo está entrando na primeira zona de Fresnel.
Quando o obstáculo invade a primeira zona de Fresnel deve-se calcular o valor desta invasão. O fator h é a distância da linha divisada até a ponta do obstáculo. Caso o obstáculo cruze a linha de visada o valor de h fica negativo.
Para calcular o raio da n-ésima zona de Fresnel basta utilizar a expressão Raion. Em geral a preocupação é com a primeira zona de Fresnel que é calculada pela expressão Raio1. Nos projetos de comunicação ponto a ponto o obstáculo não deve obstruir mais que 40%, ou seja a primeira zona de Fresnel deve estar 60% desobstruída.
Um obstáculo que invade a primeira zona de Fresnel provoca uma atenuação que deve ser somada à atenuação no espaço livre. O gráfico da figura permite calcular quanto será este fator. Da análise do obstáculo calcula-se o fator h/r1 e pelo gráfico da figura encontra a atenuação adicional que o obstáculo provoca além da atenuação no espaço livre. Observe que quando a desobstrução for de 60% da zona de Fresnel verificamos pelo gráfico que o obstáculo não acrescenta nenhuma atenuação. Em função disto a desobstrução de 60% da zona de Fresnel é em geral o que se exige em enlaces rádio ponto-a-ponto.
Nesta figura fica claro o que significa 60% da zona de Fresnel. Observe que as árvores estão obstruindo 40% da elipse de Fresnel, também conhecido como elipsóide quando fazemos a revolução da elipse. Esta é uma condição muito confortável de operação uma vez que existe a garantia de que a visada rádio foi respeitada. 
Outra forma de apresentar o efeito da obstrução é através de uma tabela. Caso a primeira zona de Fresnel seja invadida existirá a adição de atenuação em função do grau de obstrução. A tabela mostra este grau de atenuação como um fator que deve ser adicionado à atenuação no espaço livre. Pode-se caracterizar uma região como parcialmente obstruída quando chega a 0,5 da primeira zona obstruída
Até aqui a preocupação era com a comunicação entre dois pontos com distância fixa. Esta situação é encontrada em comunicação Ponto-A-Ponto, como os enlaces de microondas com antenas parabólicas muito comuns de serem vistos nas torres. Nesta parte da análise de propagação pretende-se apresentar modelos que permitam avaliar a cobertura de uma certa região. Não vamos fugir dos modelos do espaço livre que sempre será uma referência. Porém, existem outras formas de calcular a atenuação provocada pelo ambiente. Por ambiente estamos considerando tanto ambiente externos, ou seja em espaços abertos, quanto em ambientes interiores, também conhecido como indoor. É bastante útil entender como são calculadas as atenuações nestes ambientes e a caracterização feita através do fator de atenuação.
Esta é equivalente a expressão já vista para a atenuação no espaço livre já incorporando os ganhos
das antenas. Neste caso fica claro que a potência recebida depende da distância. Observe que o ganho deve ser colocado com o número de vezes que a potência é aumentada não em dB. Esta observação é importante uma vez que é um erro comum utilizar equivocadamente os ganhos das antenas em dB. Esta expressão é muito útil pois calcula a potência recebida em função da distância. Repare que todos os fatores são fixos variando somente a distância. Claramente observamos que a potência recebida é inversamente proporcional ao quadrado da distância. Em função da facilidade esta expressão é comumente utilizada para cálculos rápidos e vale a pena ter decorada esta expressão. Como já foi mostrado uma forma mais comum de apresentar esta expressão é utilizando dB. Neste caso basta calcular 10*log(Pr/1mW) para encontrar a potência recebida em dBm.
Observar que neste caso não existe a dependência da freqüência de operação. Existe uma forte atenuação em função da distância uma vez que varia inversamente proporcional a distância a quarta. Para pontos perto da antena este modelo é pessimista demais. Para corrigir este problema defini-se uma distância dc onde da antena até este ponto deve ser utilizada a atenuação no espaço livre.
Esta forma de calcular a potência recebida é sem dúvida a mais prática que existe. Observe que existe um ponto de referência a uma distância do onde se conhece a potência. Como a potência em outras distâncias além da distância de referência depende somente da própria distância fica efetivamente muito simples. De fato o que se faz é desconsiderar potência de transmissão e ganhos das antenas uma vez que a medida é relativa. Observe que o ponto de referência quem cria é você e portanto sob seu controle. O fator  significa o fator da atenuação e se for igual a 2 é como se a atenuação em função da distância tivesse o comportamento do espaço livre. Já para  com valor de 4 temos um ambiente como aquele do modelo de dois raios. A variação do valor de  permite avaliar vários tipos de ambientes e este fator é tabelado como será visto a frente.
O valor de  é comumente encontrado na especificação de redes WLAN. Em última análise quanto maior o valor de  maior será a atenuação em função da distância. Na especificação de redes WLAN algumas vezes são mencionados ambientes abertos ou fechados. No fundo está sendo definido o valor de  considerado para calcular qual a distância de cobertura da rede. Quando este fator é fornecido implicitamente está sendo definido qual é o ambiente considerado no projeto.
O fator de atenuação pode ser avaliado pela inclinação da reta que depende do tipo de ambiente.
Além da atenuação que é um efeito que depende basicamente da distância e do tipo do ambiente existem outros fatores que afetam a intensidade do sinal. Dependendo do ambiente este fatores podem afetar significativamente a intensidade de sinal como veremos mais a frentes. Os principais fenômenos que podem acontecer são:
Absorção Atmosférica – o vapor de água e o oxigênio contribuem para a atenuação;
Múltiplos Percursos – obstáculos refletem o sinal produzindo múltiplas cópias deste sinal com atrasos diferentes na recepção;
Refração – variação do traçado da onda de rádio quando ela propaga pela atmosfera.
Reflexão – ocorre quando um sinal encontra uma superfície que é grande se comparada ao comprimento de onda do sinal;
Difração – ocorre na extremidade de corpos impenetráveis que são grandes se comparados com o comprimento de onda;
Scattering (espalhamento)– ocorre quando o sinal bate em objetos cujo tamanho seja da ordem do comprimento de onda do sinal ou menor.
Esta figura permite identificar os três principais fenômenos que se relacionam com obstáculos para criar um ambiente de múltiplos percursos. O R é de reflexão, ou seja o sinal simplesmente reflete sofrendo com isto uma atenuação mas boa parte do sinal retorna ao meio e parte penetra no material. O D significa difração que é um fenômeno onde a onda de rádio tende a contornar obstáculos. É possível mostrar através de um experimento simples que a luz sofre este tipo de fenômeno. Porém, para ondas de rádio este fenômeno é mais pronunciado, aumentando com a diminuição da freqüência. O S significa Sattering que quer dizer espalhamento do sinal. Este fenômeno acontece quando o obstáculo possui dimensão próxima do comprimento de onda.
Além do caminho direto entre as antenas de transmissão e recepção existem vários caminhos que a onda pode seguir através de mecanismos de reflexão, refração, espalhamento. Como mostrado na figura existe uma soma de sinais na recepção. Os múltiplos percursos surgem em função de obstáculos. Pela própria análise da figura podemos perceber que o sinal original emitido pelo transmissor chegará por um caminho direto e inúmeras réplicas deste sinal chegarão após alguns instantes. O tempo de atraso entre a onda direta e as versões refletidas provoca várias distorções.
Em ambiente indoor o sinal que chega ao receptor é a soma de vários sinais da mesma forma que no ambiente outdoor.
Em ambientes internos esta característica de atraso é menos pronunciada em função dos atrasos serem menores. Outro fato que também não acontece em ambientes internos é o deslocamento em altas velocidades. Por outro lado em ambientes indoor existe a mudança brusca de ambientes. Assim, os ambientes internos apresentam características distintas daquelas observadas em ambientes externos. 
Os ambientes internos ou indoor são bastante difíceis de serem modelados e de se encontrar uma expressão geral que caracterize este tipo de ambiente. Assim, a propagação em ambientes internos é bastante complexa de ser analisada.
Um dos problemas é caracterizar o tipo de materiais e seu efeito na atenuação do sinal e também quando aos fenômenos de reflexão, difração e scattering. As configurações e materiais encontrados são os mais diversos.
É um ambiente que se altera ao longo do tempo, como por exemplo a mudança da posição dos objetos. Em função destas mudanças o sinal sofre muitas variações em função dos múltiplos percursos. Esta alteração provoca uma alteração da forma como o ambiente está sendo coberto. Podem existir grandes variações nesta cobertura indoor forçando uma nova análise do planejamento de cobertura do local.
Quando o dispositivo sem fio se desloca existem vários fenômenos que devem ser considerados. Vão existir variações na intensidade de sinal em função que chamamos de fading. A relação acima mostra os dois principais fadings: lento e rápido. 
O fading lento está relacionado com a diminuição da intensidade de sinal em função da distância. Na verdade não se tem uma atenuação uniformemente descendente. Em função da variação das alturas do terreno o sinal vai flutuar em torno de um valor médio determinado por uma reta (com eixo da distância sendo logaritmo) que determina o fator de atenuação . 
Já o fading rápido está relacionado com as variações da fase da portadora que podem fazer o sinal flutuar rapidamente. Este fading pode ser flat, que significa que todas as componentes de freqüência sofrerão a mesma atenuação. Ou pode ser seletivo onde, em função dos múltiplos percursos, existe atenuações diferentes dentro da faixa de freqüência do sinal. Este efeito é desastroso para modulações faixa larga uma vez que destrói a correlação das componentes harmônicas dos sinal provocando sérias distorções.
Este é um flat fading e representa a variação do envelope do sinal. A figura é resultado da simulação do fenômeno de fading rápido com um veículo a 80 km/h para uma portadora de 850 MHz [YACOUB]. Quando o terminal móvel se desloca ele passa por pontos onde a composição da fase da portadora provoca uma forte diminuição na intensidade do sinal. Com o deslocamento cada vez mais rápido do dispositivo sem fio neste tipo de ambiente esta flutuação provoca sérios problemas para a recepção dos dados. Assim, quanto maior a velocidade do móvel maior a velocidade de variação da intensidade e mais difícil transmitir em taxas altas. Em função deste fenômeno
que é extremamente difícil obter altas taxas de transferência de dados quando o dispositivo está em alta velocidade.
É possível mostrar que os pontos de forte atenuação estão espaçados de /2. Assim, quanto maior a freqüência de operação mais próximos estes nulos de sinal estarão o que torna a comunicação mais difícil para freqüências mais altas considerando uma velocidade constante.
Em última análise a variação rápida do fading está relacionada com as diferenças de fase da portadora fazendo com que o sinal flutue ao longo do ambiente.
Como já vimos todos os sinais que possuem informação vão ocupar uma certa faixa de freqüência. Dependendo do efeito na faixa classificamos em fading flat ou seletivo. 
O flat fading (fading plano) é aquele onde a variação da atenuação acontece para todas as componentes de freqüência do sinal. Ou seja, todas as componentes sofrem o mesmo efeito. O fading rápido é classificado como um flat fading onde as variações de intensidade do sinal são devido a composição de sinais onde o atraso é da ordem de grandeza do período da portadora. Ou seja, o atraso é bastante pequeno se comparado com o tamanho do bit ou símbolo que está sendo transmitido.
O fading seletivo acontece quando as versões atrasadas do sinal são da ordem de grandeza dos bits ou símbolos. Neste caso existe uma grave distorção do sinal tornando inviável a recuperação dos bits transmitidos.
Para demonstrar o princípio do fading seletivo considere a transmissão de dois pulso separados de um certo tempo. Na recepção foram recebidas réplicas do pulso original como se fossem ecos. Estas versões atrasadas são função dos múltiplos percursos. Claramente é possível verificar que seria possível que um pulso anterior interferisse no pulso atual. Este tipo de análise é denominada resposta impulsiva. Ou seja, são enviados pulsos na transmissão e coletados os pulsos recebidos. A interferência de um pulso anterior no pulso atual provoca uma interferência entre os pulso. Quando no lugar de pulsos pensamos em bits ou símbolos teremos interferência entre bits ou entre símbolos. O nome dado para este efeito é interferência inter-simbólica.
O fading seletivo provoca Interferência Inter-simbólica (ISI). Ou seja, como mencionado antes o atraso é da ordem de grandeza da duração do bit ou símbolo. Este efeito pode ser mais grave que a flutuação do sinal pois o atraso pode ser tão grande que os bits ou símbolos se misturam considerando os caminhos direto e o refletido. Uma ou mais cópias atrasadas dos sinal de um pulso podem chegar ao mesmo tempo do bit subseqüente, ou seja, um bit anterior interfere no bit atual. Este efeito tem o nome de interferência intersimbólica e limita bastante a máxima taxa de dados. Os ambientes são caracterizados por um perfil de delay spread que nada mais que um valor de atraso que corresponde ao desvio padrão do perfil de atraso. Para ambientes internos é da ordem de nanos segundos (10-9). Para ambientes externos pode chegar a cada dos micro segundos (10-6). Na especificação de redes WLAN é comum mencionar qual o delay spread máximo para obter uma certa taxa de transmissão. Observar que eventualmente a intensidade de sinal pode permitir uma alta taxa mas o delay spread limita a máxima taxa possível.
A figura do slide mostra de forma bem clara que a versão refletida na parede está de forma bastante pronunciada atrasada em relação ao caminho direto. Considere a transmissão de um sinal e a chegada no receptor de duas versões com um atraso pronunciado e com valor comparável com a duração do bit. Observe que a versão atrasada possui uma apreciável diferença de tempo em relação ao sinal que chegou pelo caminho direto.
Nesta figura temos o sinal direto, refletivo e a soma dos dois. Fica clara a forte distorção com a soma dos dois sinais. O efeito desta distorção para a recuperação dos bits transmitidos é fazer com que exista um aumento da duração dos bits ou símbolos. Não existe alteração somente na amplitude e sim o alargamento dos bits ou símbolos. Em ambientes com grandes atrasos a intensidade de sinal pode ser boa mas fica impossível recuperar os bits.

Teste o Premium para desbloquear

Aproveite todos os benefícios por 3 dias sem pagar! 😉
Já tem cadastro?

Outros materiais