Introdução. O trabalho encontra-se resumidamente estruturado da seguinte forma:

Transcrição

1 Intodução. À medida que sistemas wieless se tonam mais ubíquos, um entendimento da popagação em ádio-feqüência (RF) paa popósitos de planejamento, tona-se significativamente impotante. Com a cescente utilização da faixa de.4 e 5 GHz paa comunicação de dados, sobetudo táfego IP, faz-se necessáio ao engenheio de telecomunicações o conhecimento dos fenômenos físicos que intefeem na comunicação via ádio, bem como, a tentativa de se quantifica atavés de modelos peditivos o quão esse sinal é atenuado. Paa tal, leva-se em consideação paâmetos como elevo, condições atmosféicas e obstuções ente tansmisso e ecepto, etc, dependendo da complexidade do modelo em questão. O pesente tabalho visa apesenta de foma esumida os pincipais paâmetos de um pojeto de ádio enlace ponto-a-ponto localizado na egião industial de Panamiim. O enlace opeaá na faixa de 5 GHz fazendo papel de Tecnologia de Última Milha (Last Mile Technologie) ente a empesa Randon ( do amo de tanspotes teestes e o povedo de Intenet RNNet ( O tabalho enconta-se situado, em temos de modelo OSI, na camada física. Não seão tatados aqui, assuntos como aspectos de modulação, ou técnicas de espalhamento espectal, exceto quando se fize necessáio, emboa esses temas também façam pate da camada física. É impotante obseva que está foa do escopo deste pojeto também a tentativa de validação de qualque um dos modelos aqui apesentado. O esfoço desse pojeto enconta-se em faze com que a potência de ecepção em ambas dieções do ádio enlace seja maio que a sensibilidade e a potência de uído. O tabalho enconta-se esumidamente estutuado da seguinte foma: Capítulo 1: Popagação e ádio enlace, onde seão abodados os conceitos básicos e físicos ineentes ao pocesso de popagação. Capítulo : Modelos de popagação. Aqui seão apesentados alguns modelos de popagação básicos, poém amplamente utilizados. Capítulo 3: Paametização do adio enlace, onde se tem um fluxogama que foa seguido na implementação do pojeto e conclusões finais 3

2 PROPAGAÇÃO E RÁDIO ENLACES Intodução. A popagação das ondas eletomagnéticas e sua concatenação, a fim de foma um ádio enlace, tem sido bem estudada nas últimas décadas. Esse capítulo tem po objetivo apesenta de foma simplificada conceitos básicos paa o entendimento e futuo pojeto de um ádio enlace na faixa de feqüência de 5 GHz, como poposto anteiomente. Os aspectos mais impotantes consideados são a definição do ádio enlace e aspectos geais de popagação, sobetudo em visibilidade. 1. Históico do ádio enlace[1]. O conceito de ádio enlace foi intoduzido após as pimeias expeiências de Maconi no final do século XIX utilizando as ondas cutas. Mas somente a pati da Segunda Guea Mundial é que foam desenvolvidos estudos no envio de sinais à longa distância utilizando as feqüências em VHF, UHF e SHF. No Basil, o pimeio enlace analógico de telefonia fixa foi implantado em 1957 ente São Paulo e, Rio de Janeio, deivando paa Campinas. Depois, vieam os pimeios enlaces analógicos de alta capacidade, que usavam as faixas de feqüência de 4, 6, 8 e 11 GHz, com capacidade paa 1800 canais em sua maioia. Em 1969 foi inauguado o tonco Sul de Micoondas da Embatel, inteligando as cidades de São Paulo e Poto Alege, passando po Cuitiba. Em 1971, a mesma opeadoa completa a pimeia malha de otas de micoondas, inteligando todos os estados e teitóios fedeais ao Distito Fedeal, facilitando a vida dos usuáios de ligações inteubanas que ficavam espeando de 6 a 8 hoas paa completa ligações inteubanas naquela época. Os pimeios ádios digitais ponto-a-ponto instalados no Basil começaam a opea no final da década de 70 pelas empesas do Gupo Telebás, utilizando a tecnologia PDH de baixa e média capacidade - até 34 Mbps, na faixa de 8.5 GHz; posteiomente utilizaam os ádios de GHz a 34 Mbps. No final da década de 80 e início da década de 90, foi utilizada a faixa acima dos 10 GHz, iniciando po 15 e 18 GHz e depois estendendo paa a faixa de 3 e 38 GHz, especialmente paa enlaces cutos, com baixa e média capacidade nas egiões metopolitanas. Também na segunda metade dos anos 90, foam implantados os ádios PDH de capacidade de 140 Mbps na faixa de 5 GHz. Paalelamente a tecnologia PDH, no início dos anos 90, os pimeios ádios SDH foam implantados pela Embatel, a fim de substitui gadualmente os ádios analógicos e os digitais em PDH. Esses faziam uso da faixa de 5 GHz em egime de compatilhamento com o PDH de alta capacidade 140 Mbps. Posteiomente foam egulamentadas as faixas de 4, 6, 7.5, 8 e 11 GHz paa a utilização em toncos de média e longa distância pelas opeadoas. As faixas de 18 e 38 GHz foam homologadas paa a utilização em enlaces de cuta distância. 1.3 Conceito de ádio enlace. Paa acontece uma comunicação básica ente dois pontos devem-se te obigatoiamente tês componentes, confome ilusta a figua

3 Tansmisso Recepto Meio de tansmissão Figua 1.1 Elementos de uma comunicação básica. Quando essa comunicação deve se ealizada em distâncias maioes que o alcance da voz humana, lança-se mão do conceito de telecomunicações []. Depois disso, define-se o meio físico dessa tansmissão, que pode se guiado ou não-guiado. A adiocomunicação estuda as telecomunicações sob o pisma da utilização do meio aéeo (não-guiado), atavés das ondas eletomagnéticas que se deslocam do tansmisso ao ecepto e vice-vesa, confome a figua 1.. A popagação da onda ocoe quando há a tansfeência de enegia eletomagnética ente esses dois pontos pela atmosfea teeste ou ambiente abeto e ilimitado. Estação A Estação B Figua 1. Elementos da ádio comunicação. A enegia seá distibuída po todo o espaço, mas apenas uma pate da potência iadiada pela antena tansmissoa chegaá à antena eceptoa. O ádio enlace ou sistema ádio ponto-a-ponto define de que foma a inteligação ente os pontos de tansmissão e ecepção pode se feita, paa gaanti que o sinal geado na oigem chegue a seu destino inteligível, dento de uma taxa de eos aceitável. Potanto, paa que um ádio enlace funcione satisfatoiamente, são necessáios os seguintes equisitos básicos: 1) A intensidade do sinal ecebido deve te potência suficiente paa se sobepo ao sinal do uído ecebido e ao nível de sensibilidade. ) A intensidade do sinal deve se popagada sem distoção excessiva, 3) Paa que o ádio enlace tenha confiabilidade, as condições acima devem pemanece constantes na maio pate do tempo. Pode-se então, do ponto de vista econômico, defini que um ádio enlace pode se do tipo: otimizado, supedimensionado ou subdimensionado. 5

4 Um enlace é consideado otimizado quando ele é feito sob medida paa atende a finalidade a que se destina, ou seja, está na melho elação custo/benefício, ou ainda, tecnicamente coeto paa aquela situação específica ao meno valo monetáio a se despendido. De maneia análoga ao explicado acima, um sistema é definido como supedimensionado, quando o cálculo dos paâmetos e componentes do sistema é feito bem acima do necessáio. Neste caso, isso pode ocoe po impeícia do pojetista ou paa que o enlace esteja planejado paa supota futuas expansões. Po outo lado, um sistema é dito subdimensionado quando sua valoização é consideada infeio ao mínimo aceitável, acaetando o mau funcionamento do enlace atavés de alta taxa de eos de bit e, po conseguinte, a degadação ápida do link. A concepção de um ádio enlace deve então leva em consideação os aspectos abodados, bem como a análise de aspectos sistêmicos do mesmo a fim de gaanti um funcionamento dento do pojetado. 1.4 Popagação de ondas eletomagnéticas. Depois de feita a definição de ádio enlace e seus pincipais aspectos, seão abodados os conceitos básicos efeentes à popagação das ondas de ádio, apesentando-se os difeentes mecanismos utilizados, com ênfase na análise da popagação nas ligações de micoondas na faixa de 5.8 GHz em visibilidade ou visada dieta. Se demos um zoom no especto eletomagnético, tem-se uma faixa em paticula utilizada paa adiocomunicação que é denominada de especto de adiofeqüências. É impotante essalta que, com a evolução científica, o limite supeio dessa faixa a cada dia é tansposto, e feqüências cada vez mais elevadas são utilizadas paa a adiocomunicação. A tabela 1.1 mosta uma divisão clássica do especto de ádio. 1.5 Popagação em espaço-live. Confome visto anteiomente, a onda eletomagnética iadiada pela antena se popaga atavés do espaço, tanspotando consigo a enegia necessáia ao estabelecimento da ligação via ádio. As condições de popagação dessa onda dependem apenas do meio de tansmissão. Paa se estuda o mecanismo eal de popagação, deve-se então considea todas as influências possíveis que esse meio possa exece, como o elevo, vegetação, pédios, etc. O pocedimento mais adequado consiste em se imagina inicialmente um meio de tansmissão ideal e imagináio (como o vácuo), no qual teíamos condições pefeitas, como a inexistência de obstáculos e outos empecilhos paa o sinal. Depois de conhecido o mecanismo de popagação nessas condições, é que se deve analisa as modificações poduzidas pelas caacteísticas do meio eal. A popagação que se ealiza no vácuo, ou seja, em condições ideais, é chamada popagação em espaço-live. Os pincipais desvios dessa condição ideal se devem às vaiações das caacteísticas da atmosfea e a pesença de possíveis obstáculos no pecuso de popagação tais como montanhas, ávoes, pédios e o pópio solo. 6

5 Tabela 1.1 Divisão clássica do especto de adiofeqüências e algumas de suas aplicações Faixa de feqüência Sigla Designação técnica Exemplos de utilização 300 Hz a 3 khz ELF Ondas extemamente longas Voz humana, comunicação paa 3 khz a 30 khz VLF Ondas muito longas submainos, escavações em minas, etc. 30 khz a 300 khz 300 khz a 3 MHz LF MF Ondas longas Ondas médias Auxílio à navegação aéea, seviços maítimos, adiodifusão AM 3 MHz a 30 MHz HF Ondas topicais e ondas cutas 30 MHz a 300 MHz VHF Ondas méticas 300 MHz a 3 GHz UHF 3 GHz a 30 GHz SHF 30 GHz a 300 GHz EHF Micoondas Radiodifusão local e distante, seviços maítimos, TV, FM, comunicação de seguança, adioamadoismo, etc. Comunicação pública à longa distância (telefonia fixa), telefonia celula, tansmissão de dados Wi-Fi, Wimax, etc. ELF Extemely Low Fequency VLF Vey High Fequency LF Low Fequency MF Medium Fequency 1.6 Densidade de potência. HF High Fequenci VHF Vey High Fequency UHF Ulta High Fequency SHF Supe High Fequency EHF Extemely High Fequency A potência que chega à antena eceptoa coesponde apenas a uma pacela daquela iadiada pela antena tansmissoa [3], sendo o estante, dispesa pelo espaço. Paa que se possa avalia essa pacela ecebida, popõe-se que se imagine uma fonte teóica de ondas eletomagnéticas iadiando enegia igualmente em todas as dieções, como mosta a figua 1.3. Desde que a potência da fonte seja constante ao longo do tempo, seão encontadas nas supefícies A e B a mesma potência, emboa cada uma delas coesponda a emissões em instantes difeentes. Como as áeas das supefícies de A e B são difeentes, e as potências são iguais, a densidade de potência, que coesponde à potência dividida po unidade de áea, na esfea A é maio que na esfea B, pelo fato de RA se meno que RB. Com isso, pode-se expessa matematicamente a densidade de potência contida na áea esféica, que dista R do iadiado isotópico mostada na figua 1.3, pela equação 1-1. S = P 4 π R [ W / m ] (1-1) 7

6 Figua 1.3 Conceito de densidade de potência. Onde S é a densidade de potência, P é a potência tansmitida pela fonte, e R é o aio da esfea imagináia em tono da fonte isotópica. A equação 1-1 mosta que a densidade de potência ecebida aumenta buscamente quando se apoxima da fonte, e diminui buscamente quando se afasta dela devido à vaiação com o quadado do aio. A figua 1.4 mosta o compotamento da equação de densidade de potência 1-1, que seá útil paa dedução da equação de atenuação em espaço-live, mais adiante. Densidade de potência [W/m²] Raio R [m] Figua 1.4 Compotamento da densidade de potência na áea esféica, paa um P de 10 W. O modelo de atenuação em espaço-live considea que não existem obstáculos na linha de visada das antenas. É muito utilizado como base de outos modelos de popagação, que o aplicam somando-o a pacelas de atenuações suplementaes como, po exemplo, quando suge um obstáculo na linha de visada. Com isso, pode-se afima que a peda em espaço-live é um fenômeno puamente geomético, como insinua a equação 1-1; 8

7 1.7 Apesentação dos difeentes mecanismos de popagação. A popagação das ondas eletomagnéticas ente as antenas tansmissoa e eceptoa tem caacteísticas definidas fundamentalmente pelas popiedades do meio de tansmissão ente essas antenas. Este meio, constituído, no geal pelo conjunto atmosfea-supefície teeste, apesenta popiedades que vaiam com a feqüência da onda iadiada, deteminando tipos de mecanismos de popagação dominantes paa as difeentes faixas do especto de adiofeqüências, apesentado aqui, na tabela 1.1, no início do capítulo. Deve-se essalta ainda, que os paâmetos do meio que especificam as caacteísticas de popagação se modificam em função da egião envolvida (ubana, floestas, desetos, montanhas, etc.) bem como sofem vaiações ao longo do tempo (tempeatua, pessão, umidade, etc.). Seão apesentados inicialmente, os mecanismos de popagação nas feqüências mais baixas do especto, até alcançamos a faixa de micoondas, onde se enquada o pojeto Constituição do meio de tansmissão. A influência da supefície teeste se faz senti na popagação das ondas de váias fomas. Assim podem ocoe, po exemplo, obstuções paciais ou totais das ondas em acidentes do teeno e eflexões na supefície, fenômenos estes, que seão analisados em itens subseqüentes. O tipo de supefície detemina um compotamento distinto em elação a tais fenômenos. Assim, po exemplo, temos que a eflexão sobe um teeno montanhoso difee bastante daquela obsevada sobe o ma. Ocoe ainda dissipação de enegia na tea, pela indução de pequenas coentes, ocasionando pedas de potência. Este caso é claamente visto no estudo das ondas supeficiais, tansmitidas com polaização vetical. Da mesma foma, a escolha da faixa de feqüência de opeação, e po conseguinte o mecanismo de popagação dominante, seá função das condições da supefície teeste na egião em questão. A atmosfea teeste pode se encaada como subdividida em tês camadas pincipais: a toposfea, a estatosfea e a ionosfea, confome mosta a figua 1.5. A toposfea é a camada adjacente à supefície teeste e se estende até uma altitude de apoximadamente 11 km. Atavés desta camada, a tempeatua decesce a uma azão de 6.5 ºC a 7 º/km com a altitude, atingindo no limite supeio um valo de apoximadamente -50 ºC. Na toposfea estão pesentes váios tipos de gases como o oxigênio, o nitogênio e o dióxido de cabono, além de vapo de água e pecipitações eventuais. Em conseqüência, o compotamento físico dessa camada é em geal descito po tês paâmetos: pessão atmosféica, tempeatua e pessão de vapo de água. É nessa camada que se popagam os sinais de micoondas em enlaces ponto-a-ponto. No que diz espeito às ondas de ádio, os pincipais fenômenos a seem analisados quando da popagação atavés da toposfea são os seguintes: - efação da onda (pincipalmente os efeitos esultantes das vaiações do índice de efação) - absoção de enegia da onda pelo oxigênio e vapo de água, além de outos tipos de absoção. - influência das pecipitações (atenuações causadas po chuvas) 9

8 Figua 1.5 Composição da atmosfea. A estatosfea é a camada da atmosfea teeste que se segue à toposfea. A tempeatua nessa egião é tida como apoximadamente constante (egião isotémica). A estatosfea se estende da altua de 11 km até ceca de 50 km. Essa camada é estável no sentido da popagação adioelética, mas tem pouco inteesse paa telecomunicações. Nos casos usuais, as ondas simplesmente a atavessam de baixo paa cima ou de cima paa baixo, como seá visto mais adiante. A camada mais alta da atmosfea é chamada ionosfea, e nessa camada a densidade dos gases que a compõe é muito baixa. Po outo lado, essa egião é alvo constante de bombadeio da iadiação e patículas povenientes do sol. Esse bombadeio sobe as moléculas dos gases aefeitos povoca a fomação de íons, sendo a pincipal fonte de ionização, a iadiação ultavioleta do sol. A ionosfea se estende de ceca de 50 km a 400 km de altitude, podendo se subdividida em váias camadas com difeentes gaus de ionização, sendo as camadas mais altas fotemente ionizadas. O fenômeno da ionização tem sua intensidade vaiada duante o dia, e pincipalmente do dia paa a noite, modificando as caacteísticas da ionosfea e, conseqüentemente, alteando a caacteística de popagação de ondas nessa egião. 1.8 Mecanismos de popagação. Nesse item, seão analisados os mecanismos de popagação coespondentes às divesas faixas do especto de adiofeqüência apesentadas na tabela 1.1, e seá dada uma ênfase à faixa de UHF onde está situado o padão de ede sem fio 80.11a Faixa ELF. Nessa faixa de feqüência as ondas penetam a uma distância azoável no solo e a distâncias maioes ainda na água. Existem sistemas opeando com tansmissoes de potência muito alta (MW) e antenas gandes, usados em comunicações com submainos e em escavações em minas. 10

9 1.8. Faixa VLF. Nessa faixa do especto de adiofeqüência, é utilizada como mecanismo de popagação, a eflexão ionosféica, esquematicamente epesentada na figua 1.6. Figua 1.6 Reflexão ionosféica. Paa essa faixa de feqüências, a ionosfea se compota apoximadamente como um conduto pefeito, intoduzindo pequena atenuação na onda efletida. Pode-se considea a popagação em VLF como se as ondas estivessem confinadas a um guia de onda limitado supeiomente pela ionosfea e infeiomente pela supefície da Tea. Nessa supefície existe dissipação de enegia, visto não se tata de um conduto pefeito Faixas LF e MF. Na faixa LF, até apoximadamente 100 khz, usa-se ainda a popagação po eflexão ionosféica, emboa com a intodução de uma atenuação um pouco maio que a veificada na faixa de VLF (a ionosfea já não pode se consideada como uma supefície condutoa pefeita na faixa LF). Acima de 100 khz, e também na faixa de MF (300 khz a 3 MHz), o mecanismo de popagação dominante é designado po ondas de supefície, o qual apesenta uma meno atenuação que a eflexão ionosféica. Neste mecanismo, a supefície da tea, com um ceto valo de condutividade e constante dielética, se compota apoximadamente como um guia de onda de uma só paede, como mosta a figua 1.7. A onda supeficial tende a acompanha a cuvatua teeste, não se pendendo somente à supefície, mas diminuindo a intensidade de campo com a altua. Uma vez que pate da enegia é absovida pela tea, a intensidade da onda supeficial é atenuada com a distância. Essa atenuação é função da condutividade teeste po onde a onda se desloca. Assim, po exemplo, a onda de supefície se popaga com facilidade sobe a água do ma e melho no solo úmido que no seco. A onda de supefície é tansmitida gealmente com polaização vetical (a tea apesenta um efeito como de um cuto-cicuito paa a onda de polaização hoizontal) A figua 1.7 apesenta o aspecto da distibuição do campo elético que se popaga. 11

10 Figua 1.7 Popagação po onda supeficial. Na supefície teeste, que não é um conduto pefeito, são induzidas coentes, deteminando uma dissipação de enegia, atenuando a potência da onda com a distância Faixa HF. Na faixa de HF (3 MHz a 30 MHz), o mecanismo de popagação dominante é o da efação ionosféica, emboa ainda se faça pesente onda de supefície em egiões mais póximas do tansmisso. Na efação ionosféica, as divesas camadas da ionosfea desviam pouco a pouco a tajetóia das ondas (fenômeno da efação), que etonam à supefície teeste, como mosta a figua 1.8. A onda que sofe efação na ionosfea, dita onda celeste (no sentido de cima paa baixo), estabelece a ligação a longa distância. Póximo ao tansmisso se faz senti a pesença da onda de supefície, que é atenuada com a distância. A egião ente o ponto de ecepção da onda celeste e o limite de influência da onda de supefície é chamada de zona de silêncio, pois não existe sinal útil nessa egião. Figua 1.8 Diagama esquemático de uma ligação em HF. A figua 1.9 ilusta tês ondas de feqüências difeentes (5 MHz, 0 MHz e 100 MHz) com um mesmo ângulo de iadiação. A onda de feqüência igual a 0 MHz se efata em camada mais alta (maio gau de ionização) que aquela de 5 MHz, estabelecendo um enlace 1

11 maio. Já a onda de 100 MHz não sofe efação suficiente, de modo que não etona à supefície teeste. Em outas palavas, a onda de 100 MHz atavessa a ionosfea. Figua 1.9 Vaiação do alcance com a feqüência. A figua 1.10 ilusta, paa uma deteminada feqüência (po exemplo, 5 MHz), a vaiação do alcance com o ângulo de iadiação. Obseva-se que paa ângulos de iadiação acima de um ceto valo não há efação suficiente na ionosfea e as ondas se pedem no espaço. Figua 1.10 Vaiação do alcance de acodo com o ângulo de iadiação. 1.9 Faixas de VHF, UHF e SHF e popagação em linha da visada (toposféica). Como mencionado anteiomente, à medida que se aumenta a feqüência no especto de adio, tem-se que os feixes de onda se compotam cada vez como sendo feixes luminosos. Seá dada atenção especial paa esse tipo de popagação (toposféica), que é onde nomalmente se enconta qualque comunicação digital via ádio nos dias atuais 1. Nesse item, 1 Alguns adioamadoes utilizam a faixa de HF paa tansmissão de dados à taxas muito baixas à pati do canal de áudio de seus equipamentos. Já existem também seviços digitais de boadcastig em Ondas Cutas. 13

12 analisaemos os pincipais aspectos dos fenômenos que caacteizam um canal de ádio opeando nessa condição (f maio que 30 MHz). Acima dos 30 MHz, a pati da faixa de VHF (30 MHz a 300 MHz,), não se tona mais possível o uso da efação ionosféica, poque, como indica a figua 1.11, nessa faixa as ondas efatadas não chegam a atingi o ângulo zeo (ângulo ideal), po conseguinte, não etonando de volta à supefície teeste. RAIOS DIFRATADOS NÃO RETORNAM MAIS À TERRA Figua 1.11 Tanspaência da ionosfea às ondas a pati da faixa de VHF (acima dos 30 MHz). Acima de VHF, já são usadas antenas que concentam a enegia em feixes mais esteitos, estabelecendo as ligações atavés da onda espacial dieta ente antena tansmissoa e eceptoa, fomando sistemas em visada dieta, usando popagação toposféica, ou seja, usando a camada adjacente à supefície teeste. Visada dieta significa que não existem obstáculos ente antena tansmissoa e eceptoa, emboa o sugimento de algum obstáculo, dependendo do tamanho, não impeça o funcionamento do enlace. Com isso, define-se o conceito de ligação po difação, e como ocoe a difação de uma onda de ádio po um obstáculo. O fenômeno da difação deve se definido como a capacidade que um feixe eletomagnético tem de contona obstáculos quando esses são da mesma odem de gandeza do compimento de onda do feixe. A figua 1.1 mosta o efeito da difação quando temos duas feqüências distintas, paa um mesmo obstáculo. Figua 1.1 Difação em obstáculos. 14

13 Na figua 1.1-a obseva-se que temos uma feqüência meno, em elação a feqüência da figua 1.1-b (f maio que f1). Paa um caso pático, pode-se imagina que na figua 1.1-a tem-se um enlace em.4 GHz, e na figua 1.1-b um enlace em 5.8 GHz. Notase, que à medida que se aumenta a feqüência paa um mesmo obstáculo, temos um meno efeito da difação. Em outas palavas, um feixe em 5.8 GHz é mais sensível ao mesmo obstáculo, se compaado a.4 GHz, ou seja, a difação ocoe com maio intensidade em.4 GHz do que em 5.8 GHz, paa um mesmo obstáculo. Assim, a pesença de obstáculos póximos à linha de visada ente as antenas, como moos, ávoes ou pédios, acaeta uma diminuição da enegia ecebida, sendo que pate da onda é bloqueada e pate contona o obstáculo. Com isso, quanto meno a feqüência, maio seá o envolvimento do obstáculo. A pópia tea pode constitui um obstáculo a se contonado, devido à sua cuvatua. A figua 1.13 ilusta a difação na supefície da tea. Esse efeito é mais comum em enlaces acima dos 50 km Refação toposféica. Figua 1.13 Difação na supefície da tea. Na popagação atavés da toposfea, obseva-se uma cuvatua do feixe de micoondas no plano vetical, confome mosta a figua Isso ocoe devido a sucessivas efações que sofe. Essas efações taduzem-se po uma tendência a se entota o feixe quando ele atavessa camadas de densidades difeentes na toposfea. Na toposfea, há uma vaiação de tempeatua e pessão à medida que se aumenta a altitude, ocasionando subcamadas com índices de efação difeentes. Figua 1.14 Cuvatua do feixe na toposfea. Na figua 1.15 pode-se obseva o que ocoe com o feixe ao passa atavés das camadas de densidades difeentes. 15

14 Figua 1.15 Refação toposféica Zonas ou elipsóides de Fesnel. Em uma ligação via ádio ente dois pontos A e B, o espaço ente essas duas localidades pode se subdividido em uma família de elipsóides, conhecidos po elipsóides de Fesnel, todos eles com pontos focais em A e B, de foma que qualque ponto M de uma elipsóide satisfaz a elação [4]: λ AM + MB = n (1-) em que n é um númeo inteio, caacteizando a odem da elipsóide e n = 1 coesponde à pimeia elipsóide de Fesnel, e λ é o compimento de onda. A figua 1.16 ilusta tês zonas de Fesnel, onde apenas a pimeia (Z1) é consideada no estudo de adiopopagação. Figua 1.16 Aspecto das zonas de Fesnel numa ligação toposféica ente estação A e B Como ega pática, um enlace é consideado com visada dieta, isto é, com fenômeno de difação despezível se não existi nenhum obstáculo dento da pimeia zona de Fesnel. O aio de uma elipsóide de Fesnel em um ponto ente o tansmisso e o ecepto é dado pela expessão: 16

15 Rn = n λ d1 d d1+ d [m] (1-3) Ou, calculando o aio da pimeia zona a pati da feqüência ao invés do compimento de onda: d1 d R1 = 550 [m] (1-4) ( d1+ d) f Onde f é a feqüência em MHz, d1 e d as distâncias em km ente o tansmisso e o ecepto no ponto onde se enconta o obstáculo. Todo o dimensionamento da altua das toes e antenas é baseado no cálculo pecentual de libeação da pimeia zona de Fesnel. A figua 1.17 mosta a egião do pimeio elipsóide de Fesnel. Figua 1.17 Região do pimeio elipsóide de Fesnel Conceito de aio teeste equivalente e o fato de coeção K. A efação atmosféica obsevada na popagação das ondas de ádio é então atibuída a vaiações do índice de efação do a com a altua, que em conseqüência muda com o tempo, po causa de alteações nas condições de tempeatua, pessão e umidade, que influenciam no índice de efação. Sob condições nomais, o índice de efação da atmosfea decesce com a altua, causando o encuvamento paa baixo das ondas de ádio, de modo que essas podem se ecebidas em pontos além da linha ótica de visada. Na análise da popagação da onda na toposfea, usa-se o atifício de considea o feixe sem cuvatua, aumentando-se teoicamente o aio da tea, confome mosta a figua Dessa foma, tem-se o feixe epesentado em linha eta, e a cuvatua da tea diminuída (aio aumentado). O novo aio da tea consideado (R ) é chamado de aio equivalente. Esse atifício de aumenta o aio teeste facilita o tabalho de pojeto das ligações, pois se pode considea a onda que popaga-se ente as antenas atavés de um feixe etilíneo. 17

16 Figua 1.18 Conceito de aio equivalente teeste. O fato K é elativo ao gadiente vetical do índice de efação e ao aio teeste, valendo 4/3 [5]. O valo de K=4/3 é definido paa a atmosfea padão como uma média no índice de efação na atmosfea, também chamado de K médio. Como dito anteiomente, a atmosfea sofe vaiações de pessão, umidade e tempeatua, com isso o índice de efação também sofe essas alteações, fazendo com que o fato K vaie. Paa desenha ádio enlaces, o pojetista deve sempe coigi o pefil da Tea, aplicando dois fatoes K sendo um paa atmosfea padão K=4/3 (K médio ), e outo que se chama K mínimo cujo valo é dado pela ecomendação do ITU-R. Esse valo de K mínimo vaia em função do compimento do enlace consideado paa 99,9 % do tempo no pio mês do ano (mês em que as vaiações climáticas são maioes). O K mínimo é usado devido às vaiações na atmosfea poduziem, em alguns casos, a sub-efação (gadiente de efatividade positivo), dessa foma, a cuvatua das ondas sofe um efeito contáio ao da atmosfea nomal (figua 1.15), tendendo a faze um aco ascendente. Logo, deve-se aplica uma coeção de Tea equivalente que se adeqüe ao fenômeno. Nesse caso, ao invés de aumenta-se o aio da Tea, ele é eduzido, atavés do uso de valoes de K menoes que 1. Como a vaiação do índice de efação está dietamente ligada a fenômenos climáticos, o pojetista deve sempe aplica os dois fatoes K (médio e mínimo) e avalia o caso mais cítico, adotando esse valo paa o pojeto. Paa enlaces longos, o fato K deteminante sempe seá o K mínimo, pois, ao pecoe um espaço maio, as ondas passam po váios meios distintos nos quais os índices de efação são vaiados e nesse caso, a aplicação do K mínimo apoxima-se mais da ealidade. A figua 1.19 mosta a vaiação de K mínimo com a distância do enlace e a condição de sub-efação na qual é aplicado. Os valoes de K mínimo são menoes que 1, com isso ao aplicamos esse valo na coeção da Tea, teemos um estufamento da Tea maio (aio diminuído) em enlaces longos. Paa enlaces cutos o K deteminante seá o K médio =4/3. 18

17 Kmin Altitude [m] 300 Distância [Km] Figua 1.19 Vaiação do K mínimo com a distância (REC P do ITU-R) e sub-efação atmosféica. A cuva de K mínimo apesentada na figua 1.19 é paa clima continental tempeado, havendo algumas difeenças paa o clima basileio. Caso o pojetista disponha de infomações seguas paa a egião em questão, deve considea estes valoes; na ausência deles, pode-se utiliza a ecomendação P [6]. A figua 1.0 abaixo ilusta um pefil de um enlace ponto-a-ponto essaltando o elevo sem fato de coeção K (altitude eal), o mesmo elevo paa valoes de K médio =4/3 e K mínimo = /3, bem como a pimeia zona de Fesnel Distância [Km] altitude eal K4/3 Kmin visada 100%fesnel Figua 1.0 Pefil de um enlace essaltando os fatoes de coeção Kmédio e Kmínimo, bem como a pimeia zona de Fesnel. Da figua acima pecebe-se que ao aplicamos um fato de coeção K mínimo, estamos estufando ainda mais a supefície da tea e fazendo com que o elevo paeça mais elevado do que ealmente é quando K = 4/3. Um valo típico de K mínimo comumente utilizado po muitos pojetistas é de /3 independente da distância. O uso desse valo ao invés de considea seu valo com a distância, como ecomenda a P do ITU-R, leva a uma difeença significativa na altua das antenas, implicando em custos maioes. 19

18 Alguns pojetistas de enlaces são bastante consevadoes no que diz espeito ao citéio de visibilidade devido ao eceio de que o enlace sofa obstuções devido a vaiações atmosféicas. Como essas vaiações em geal são lentas (desvanecimento lento), um enlace podeia fica foa de atividade po minutos ou até hoas [7] Reflexões. A eflexão de uma onda eletomagnética pode se devido à supefície do solo, de obstáculos que podem esta póximos ou distantes do caminho do enlace, ou ainda das camadas atmosféicas, que ocasionam oscilação do campo elético em tono do valo do espaço-live de acodo com a geometia do enlace (desvanecimento). O nível de intefeência (constutiva ou destutiva) obsevado na antena eceptoa é função da atenuação da enegia efletida e da defasagem ente os sinais em vista de distintos caminhos pecoidos ou múltiplos pecusos [8]. A eflexão pode se do tipo difusa ou iegula, quando há um espalhamento da onda efletida em váias dieções, confome mosta a figua 1.1, ou do tipo egula, quando o feixe se eflete de acodo com um ângulo bem definido igual ao de incidência sobe a água ( θ i = θ ), confome mosta a 1.. Figua 1.1 Reflexão do tipo difusa. Figua 1. Reflexão do tipo egula. 0

19 1.9.5 Desvanecimento. Desvanecimento ou fading é o nome dado paa se caacteiza o fenômeno da existência de vaiações aleatóias ao longo do tempo da intensidade de sinal ecebido [3]. Essa vaiação é consideada, na análise dos sistemas, e é conhecida como atenuação suplementa tendo, potanto, como efeência, o valo de campo em espaço-live. Os desvanecimentos são nomalmente classificados em ápidos e lentos [7]. Emboa não exista uma ega definida paa essa classificação, pode-se indica, geneicamente, que os desvanecimentos lentos coespondem a vaiações de poucos db po minuto na intensidade do sinal, enquanto que os desvanecimentos ápidos podem coesponde a vaiações de dezenas de db em segundos Desvanecimento plano (lento). Desvanecimentos lentos são causados po efeitos de popagação como a difação, dutos toposféicos e a atenuação po chuvas, cuja vaiação com a feqüência é suficientemente pequena na faixa de feqüências do canal, podendo se despezada, e po esse motivo, são denominados desvanecimentos planos. A figua 1.3 ilusta o efeito do desvanecimento plano visto no domínio do tempo e da feqüência, de um sinal em micoondas. Figua 1.3 Efeito do desvanecimento plano em um sinal de ádio Desvanecimento seletivo (ápido). Já os desvanecimentos ápidos estão gealmente associados ao efeito de multipecuso atmosféico que é fotemente dependente da feqüência está elacionado ao fenômeno de eflexão, sendo po isto denominados desvanecimento seletivos. O multipecuso atmosféico é um fenômeno aleatóio que ocoe quando as iegulaidades no índice de efação do a poduzem caminhos altenativos paa a enegia. Dessa maneia, o sinal total seá fomado pelas componentes fasoiais geadas pelos multipecusos. Se houve uma atenuação do aio dieto de maneia que este se equipae às componentes geadas pelos multipecusos, podeão acontece desvanecimentos pofundos e conseqüentemente situações de ecepção cíticas. A figua 1.4 mosta um enlace essaltando a popagação po multipecuso 1

20 Figua 1.4 Pefil de um enlace com popagação de multipecuso. Um modelo bastante utilizado paa análise de ambientes com múltiplos pecusos é o modelo dos dois aios. Nesse modelo, o sinal ecebido seá o somatóio (intefeência) dos dois aios, pincipal e efletido, sendo o pincipal epesentado pela componente de fase A (efeência) e o efletido epesentado pela componente complexa cujo módulo é B: ( x( t + b x( τ )) y ( t) = A ) t (1-5) Onde: A Atenuação total que o aio dieto vai sofe b Amplitude do aio efletido. τ Ataso do aio indieto em elação ao dieto. A figua 1.5 mosta o efeito do desvanecimento ápido, em um sinal ecebido no mesmo enlace do caso. Figua 1.5 Efeito do desvanecimento seletivo em um sinal de ádio De uma foma genealizada, o aspecto de um canal com múltiplos pecusos, é mostado na figua 1.6. Essa genealização é obtida atavés da tansfomada de Fouie de 1-5 [10]:

21 Y ( f ) = Y ( f ) = A A j ω τ ( X ( f ) + b X ( f ) e ) j ω τ X ( f ) [ 1+ b e ] Onde : H ( f ) = 1+ b e j ω τ Teemos : Y ( f ) = A X ( f ) H ( f ) Paa o módulo de H ( f ) : H ( f ) H ( f ) H ( f ) * = 1+ b = H ( f ) + b cos Paa b = 1, tem-se: ( ω τ ) H(f) 1 τ Figua 1.6 Desvanecimento do sinal de foma geal. Na figua 1.6, os vales (notches) apaecem quando o sinal dieto tem fase oposta aos sinais efletidos. Po outo lado, quando as fases dos dois sinais coincidem há um efoço de sinal (ponto de máximo na figua). O intevalo ente os vales é τ 1, onde τ é o ataso de tempo ente os aios dieto e efletido. A amplitude elativa dos aios detemina a pofundidade dos vales. Quando esses vales estão pesentes dento de um canal de ádio, significa que houve uma dispesão em amplitude, degadando conseqüentemente a TEB (taxa de eo de bits) Contamedidas. São técnicas utilizadas no combate aos fenômenos associados ao desvanecimento ápido e ao ambiente com múltiplos pecusos. Duas dessas técnicas seão abodadas aqui: equalização adaptativa e técnicas de divesidade Equalização adaptativa. Os equalizadoes convencionais possuem função de tansfeência estática da entada paa saída, com intuito de compensa distoções deteminísticas. Um equalizado adaptativo possui capacidade de muda dinamicamente sua função de tansfeência. Como o ambiente f 3

22 de múltiplos pecusos deteioa a banda em deteminadas feqüências (seletivo) de foma impevisível, o papel do equalizado adaptativo é tona a esposta o mais plana o possível. Técnicas de modulação com multipotadoas, como OFDM, associadas a técnicas de equalização adaptativa têm sido amplamente utilizadas no combate ao efeito do múltiplo pecuso [11]. Na figua 1.7a tem-se o caso clássico de uma infomação modulada com apenas uma potadoa sendo submetida a um ambiente de múltiplos pecusos. Em 1.7b tem-se a mesma infomação modulada po uma séie de sub-potadoas, sendo também submetida a um ambiente de múltiplos pecusos. Nota-se que uma ação de equalização tona-se bem mais simples no segundo caso. Figua 1.7 Infomação modulada com uma única potadoa(a) e com um conjunto de subpotadoas(b) Técnicas de divesidade. São técnicas que pocuam eduzi os efeitos dos desvanecimentos, usando mais de um ecepto em caso de egiões com desvanecimento pofundo, combinando-os ou selecionando-os mutuamente paa obte a melho ecepção possível [5]. Os sinais ecebidos po esses eceptoes devem te pouca coelação ente si em temos de qualidade de ecepção, ou seja, não podem sofe deteioação de qualidade ao mesmo tempo. Paa implementa essa técnica de mais de uma ecepção, muitos são os ecusos possíveis. Po exemplo: ecepção po difeentes antenas (em difeentes posições), difeentes feqüências, e ainda difeentes polaizações. As duas pincipais técnicas de divesidade são: a) divesidade de espaço: A técnica de divesidade de espaço convencional consiste em coloca duas antenas de ecepção (uma pincipal e outa auxilia) em um mesmo plano vetical. Ou seja, a antena pincipal no ponto mais alto e a auxilia alguns metos mais abaixo, na mesma toe[5]. O efeito dessa contamedida cesce com o aumento da sepaação vetical dessas antenas. A figua 1.8 mosta o pincípio da divesidade de espaço com mais de uma antena eceptoa. 4

23 b) divesidade de feqüência: Figua 1.8 Técnica de divesidade de espaço. A divesidade de feqüência é a combinação na qual o mesmo sinal é enviado po dois canais de RF com feqüências difeentes, havendo na ecepção uma seleção do melho sinal. O efeito dessa contamedida cesce, nomalmente, com a difeença de feqüência ente os dois sinais. Como se sabe, paa o ádio digital o desvanecimento dificilmente atinge dois canais de ádio ao mesmo tempo com a mesma pofundidade. Isso poque o desvanecimento é seletivo em feqüência. Paa que mais de uma feqüência seja atingida pelo mesmo notch ao mesmo tempo, é peciso ocoe eflexões que causem atasos de pecuso muito gandes. A figua 1.9 mosta um diagama de funcionamento da técnica de divesidade de feqüência. Figua 1.9 Técnica de divesidade em feqüência sendo utilizada em um canal com múltiplos pecusos. 5

24 1.10 Conclusões Este capítulo apesentou os pincipais conceitos físicos necessáios à modelagem de um ádio enlace ponto-a-ponto. O entendimento desses conceitos, bem como uma abodagem a pati do caso ideal (vácuo) faz-se impotante, pois, no póximo capítulo seão apesentados os modelos de popagação, que são consideações do mundo eal feitas a pati de condições ideais, ou seja, são desvios das condições ideais que epesentam o encontado na pática Refeências [1] SIQUEIRA, Ethevaldo. Tês momentos da históia das telecomunicações no Basil. Dezembo Editoial. São Paulo, Basil p. [] NASCIMENTO, Juaez. Telecomunicações. Makon Books. São Paulo, Basil p. [3] BARRADAS, Ovídio. Sistemas em Radiovisibilidade. Livos Técnicos e Científicos. Rio de Janeio, Basil p. [4] ITU T. RECOMMENDATION ITU-R Popagation by diffaction, ITU T. Geneba, Suíça [5] MIYOSHI, E.M. e SANCHES, C. A. Pojetos de Sistemas Rádio. Éica. São Paulo, Basil p. [6] ITU T. RECOMMENDATION ITU-R Popagation data and pediction methods equied fo the design of teestial line-of-sight systems, ITU T. Geneba, Suíça [7] PUC-Rio - Fundamentos de popagação Texto base dos cusos de popagação da PUC. Disponível em acessado em 5 de abil de 007. [8] FELICE, Fenando. Análise do desempenho de enlaces ponto-a-ponto utilizando a faixa de feqüência não licenciada de,4 GHz em tecnologia spead spectum. Dissetação de Mestado, Depatamento de Engenhaia Elética, Univesidade Fedeal do Paaná, Cuitiba, PR, 148 p. [9] PUC-Rio - Caacteização do Canal de Rádio Popagação Texto base dos cusos de popagação da PUC. Disponível em acessado em 30 de abil de 007. [10] BISPO, Macio Nascimento Instituto Milita de Engenhaia - Notas de aula do cuso de popagação, disponível em acessado em de maio de

25 [11] LEITE, Enesto e PENEDO, Cláudio A técnica de tansmissão OFDM Revista científica peiódica Telecomunicações, Junho de 00. 7

26 MODELOS DE PROPAGAÇÃO..1 Intodução Muitas aplicações equeem a popagação de RF ponto-a-ponto nas poximidades da supefície teeste na pesença de váias advesidades, constituindo o que chamamos de popagação toposféica no item 1.9. Exemplos de algumas aplicações incluem telefonia celula, seviço público de ádio (FM), televisão digital ou analógica, edes WLAN, etc. Pedas de popagação toposféica sobe o teeno, vegetação e/ou constuções podem se atibuídas a váios fenômenos, incluindo difação, efação, absoção ou espalhamento. Os modelos de popagação são uma tentativa de valida a cobetua de uma ede conectada via ádio antes da instalação física dos equipamentos. Dento desse contexto, é necessáio faze um exame físico do elevo (site suvey) e utiliza, de pefeência, mais modelo de popagação antes de finalmente instala a ede. Nesse capítulo, seão apesentados alguns modelos de popagação básicos, poém amplamente utilizados, paa posteiomente faze-se uma análise desses modelos no pojeto do ádio enlace.. Modelos de popagação toposféica. A popagação de ondas eletomagnéticas em um ambiente teeste é um enigmático fenômeno com popiedades que são difíceis de seem peditas. Isso é paticulamente vedade nas faixas de VHF, UHF e SHF onde o sugimento de obstáculos e mudanças na atmosfea, causam espalhamento do sinal [1]. O pofissional esponsável po pojeta sistemas de ádio não dispõe de nenhuma foma pecisa de conhece as caacteísticas do meio de popagação, mas somente, tem idéia de como esse meio afetaá a opeação do enlace. Com isso, esse pofissional deve se contenta com um ou mais modelos de popagação, que em outas palavas, são técnicas ou egas que tentam desceve como o mundo físico eal afeta o fluxo da enegia eletomagnética ao longo do caminho ente antena tansmissoa e eceptoa. Alguns desses modelos são bem específicos, como po exemplo, paa estações opeando em micoondas que se movimentam em áeas ubanas densas. Outos tentam se geneicamente aplicáveis baseados na teoia eletomagnética paa epesenta os aspectos físicos da ealidade na qual a onda está sujeita. Pode-se dividi os modelos de popagação em modelos empíicos, que empegam fómulas estatísticas e não consideam o ambiente eal de popagação e em modelos analíticos [13], que consideam as caacteísticas eais do meio de popagação em sua modelagem como obstuções, po exemplo. A figua.1 mosta uma classificação dos modelos de popagação de ondas eletomagnéticas. Modelos de popagação completamente empíicos empegam uma validação estatística baseada em váias medidas em campo. Depois disso, uma equação é ciada paa uma estimativa do sinal ecebido em deteminado ponto baseado nessas medições. Os modelos semi-empíicos de popagação empegam apoximações teóicas como a estimativa da atenuação causada pela difação po múltiplos obstáculos ou usam a teoia de dois feixes que seá combinada com coeções empíicas. 8

27 Figua.1 Classificação dos modelos de popagação. A maioia dos modelos de aio ótico são modelos bastante complexos e levam em conta todos os caminhos elevantes ente tansmisso e ecepto pecoidos po váios feixes óticos. O compotamento de tansmissão de cada caminho é calculado. A potência ecebida é calculada pela utilização de todos os paâmetos de todos os caminhos feitos po cada feixe ótico em consideação. Existe um modelo baseado nas leis da física ótica paa cálculo da atenuação ocasionada po um obstáculo que se enconta na linha de visada ente duas antenas. Esse modelo é conhecido como obstáculo ou difação gume-de-faca (knife wedge) e está associado ao conceito das zonas de Fesnel, que seá abodado mais adiante ainda nesse capítulo. Modelos de popagação baseados na teoia de campo são computados a pati da solução numéica das equações de Maxwell com ajuda de sistemas de equações difeenciais. Os modelos que usam teoia de campo necessitam gealmente de pode computacional devido à complexidade dos cálculos...1 Modelo de popagação em espaço-live e o conceito de peda de tansmissão em ádio enlace. Em telecomunicações, espaço-live é a peda na foça do sinal que esulta se toda a influência da absoção, difação, obstução, efação, espalhamento e eflexão é despezada, não tendo assim, efeito na sua popagação [14]. Imagine-se que um tansmisso iadia uma potência P atavés de uma antena isotópica e que um ecepto está situado em uma distância d metos do tansmisso, como visto no item 1.6 e descito pela equação 1-1, tem-se: S = P 4 π d [ W / m ] Em teoia das antenas existe uma elação ente áea efetiva da antena e ganho da mesma que é dada po [15]: Gλ A eff = [ m ] (-1) 4π A áea efetiva A eff é aquela sob a qual a antena ecebe a enegia vinda da onda eletomagnética. Considee-se agoa uma antena eceptoa localizada em um ponto qualque, a densidade de potência neste ponto é dada po: 9

28 S = P G t 4 π d t [W / m ] (-) A potência na ecepção é dada po: P = S A [W] (-3) eff Onde: G λ A eff = [m] (-4) 4 π é a áea efetiva da antena eceptoa. Substituindo as equações - e -4 em -3, temos: P = P G t t G (4 π d) λ [W] (-5) Ou ainda: P P t Gt G λ = (4 π d) (-6) Pode-se defini a peda de tansmissão L como sendo: 4 π d L = λ G t 1 G (-7) E podemos defini também a peda básica Lbf, ou atenuação de espaço-live po: 4 π d L bf = (-8) λ Se logaitmizamos ambos os temos da equação -6, obtem-se a equação de Fiis (- 9), que em palavas, significa que a potência de ecepção é igual à potência de tansmissão somada aos ganhos das antenas tansmissoa e eceptoa menos a atenuação de espaço-live Lbf: P ( d ) 0 log( f ) = P + G + G log (-9) t t Onde: P : é a potência de ecepção em dbm. P : é a potência de tansmissão em dbm. t 30

29 G t e G : são os ganhos das antenas tansmissoa e eceptoa, espectivamente, em dbi. d: é a distância em km. f: é feqüência em GHz. Em um ádio enlace ente tansmisso e ecepto, a taxa ente a potência de tansmissão e a potência disponível no ecepto depende de váios fatoes como pedas nas linhas de tansmissão, atenuações devido a mecanismos de popagação, pedas devido a descasamento de impedância, etc. A ITU, atavés de sua ecomendação P.341-5[16], aconselha que, ao desceve as caacteísticas de um ádio enlace envolvendo um tansmisso, um ecepto, suas antenas, os cicuitos associados e o meio de popagação, os seguintes temos, definições e notações devem se empegados:..1.1 Peda total do ádio enlace (símbolos: Ll ou Al) É a taxa, gealmente expessa em db, ente a potência fonecida pelo tansmisso do ádio enlace, e a potência entegue ao ecepto em condições eais de popagação e opeação. É necessáio especifica em cada caso os pontos consideados, po exemplo: - antes ou depois de filtos ou multiplexadoes que são utilizados na tansmissão e na ecepção; - no ponto de entada ou de saída das linhas de alimentação do tansmisso e ecepto. A ilustação dos temos utilizados no conceito de pedas de tansmissão é feita na figua.. Figua. Ilustação dos temos utilizados no conceito de pedas de tansmissão na ecomendação P do ITU 31

30 Pedas do sistema (símbolos: Ls ou As) É a taxa, gealmente expessa em db, paa um ádio enlace, da potência entegue nos teminais da antena eceptoa e a potência esultante nos teminais da antena eceptoa, consideando-se pedas nas linhas de tansmissão. Ls pode também se expessa po: pt Ls = 10 log = Pt - Pa [db] (-10) pa Onde: p : potência entegue nos teminais da linha de tansmissão (início da linha). t p : potência esultante disponível os teminais da linha de tansmissão (fim da linha). a..1.3 Peda de tansmissão (símbolos: L ou A) É a taxa, gealmente expessa em db, paa um ádio enlace, ente a potência adiada pela antena tansmissoa e a potência disponível na antena eceptoa se não existe pedas nos cicuitos de RF, assumindo que os diagamas de adiação são mantidos. A peda de tansmissão pode se expessa po: L = L G G [db] (-11) b t Onde Ltc e L c são as pedas, expessas em db, nos cicuitos das antenas tansmissoa e eceptoa espectivamente, excluindo as pedas associadas com a adiação das antenas. L tc e L c valem 10 log, onde é a esistência de peda, e é a esistência de adiação Peda de tansmissão básica (símbolos: Lb ou Ai) É a peda de tansmissão que ocoeia se as antenas fossem tocadas po antenas isotópicas com a mesma polaização das antenas eais, sendo mantido o caminho de popagação, mas os efeitos dos obstáculos nas poximidades das antenas sendo despezados. L = L + G + G [db] (-1) b t Onde Gt e G são os ganhos das antenas tansmissoa e eceptoa, espectivamente, na dieção de popagação Peda de tansmissão básica em espaço-live (símbolos: Lbf ou A0) É a peda de tansmissão que ocoeia se as antenas fossem tocadas po antenas isotópicas localizadas em um dielético pefeito, homogêneo, isotópico e ilimitado ambiente, sendo mantida a distância ente as antenas. Repesenta a equação de atenuação em espaço-live, que em outoa foa deduzida na equação -8, e pode se também escita segundo ecomendação da ITU P.55 [17] po: 3

31 L bf ( d ) + 0 log( f ) = log [db] (-13) Onde d é a distância em km, e f é feqüência em GHz. A maioia dos modelos de popagação tem como ponto de patida o modelo de atenuação de espaço-live [18], que é bem utilizável quando a linha de visada ente emisso e ecepto está despovida de obstáculos, obsevando-se o pefil do elevo. Nesse caso, a única atenuação contabilizada é devido ao espalhamento da enegia adiada pela antena tansmissoa, que esulta em um nível de ecepção invesamente popocional ao quadado da distância [19] como visto no item 1.6 onde foi abodado o conceito de densidade de potência. Vale obseva que o modelo de espaço-live não contabiliza efeitos de múltiplos pecusos, além disso, só é aplicável paa egião de campo distante [15]. Pela figua.3 obseva-se o compotamento da atenuação em espaço-live Lbf, em db paa feqüências de.4 e 5.8 GHz. [db] Distância [m] Figua.3 Vaiação da atenuação do espaço-live com a distância em.4 e 5.8 GHz. Obseva-se que paa uma mesma distância, em condição de espaço-live, tem-se uma atenuação maio em 5.8 GHz, em elação a.4 GHz, devido sua maio feqüência... Oçamento do ádio enlace ou link budget e magem do enlace. O link budget a é contabilização de todos os ganhos e pedas em um sistema de telecomunicação no sentido de tansmissão, passando pelo meio (espaço-live, cabos, guias de onda, fiba, etc) até chega no ecepto [19]. Ele leva em conta a atenuação de um sinal tansmitido devido sua popagação pelo meio, bem como pedas em guias de onda ou ganhos em azão das antenas, po exemplo. A equação de oçamento ou link budget de um ádio enlace é bem simples e tem o seguinte aspecto: 33