Uma Ferramenta para Cálculo C Cobertura Rádio R Rodoviários. Carlos Monteiro Cliff Velosa Pedro Vieira António Rodrigues

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Jónatas Gomes Araújo
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1 Uma Ferramenta para Cálculo C de Cobertura Rádio R em Túneis T Rodoviários Carlos Monteiro Cliff Velosa Pedro Vieira António Rodrigues

2 Sumário 1. Introdução 2. Modelos de propagação indoor 3. Desenvolvimento e funcionamento da aplicação 4. Case Study 4.1 Parâmetros usados 4.2 Situação existente 4.3 Solução final 5. Conclusões

3 1. Introdução Cobertura rádio indoor Cobertura rádio ao nível de túneis e infra-estruturas afins Criação duma aplicação para simulação do projecto de implementação Modelos de propagação indoor Estudo de cobertura rádio (FM a 108MHz) para o maior túnel do país: Túnel do Cortado (Madeira), comprimento: 3200m

4 Sumário 1. Introdução 2. Modelos de propagação indoor 3. Desenvolvimento e funcionamento da aplicação 4. Case Study 4.1 Parâmetros usados 4.2 Situação existente 4.3 Solução final 5. Conclusões

5 2. Modelos de Propagação Indoor Modelo de Keenan-Motley COST 231 One Slop Model (1SM) Modelos empíricos Modelo de Y.P.Zhang Modelo determinístico

6 2.1 Modelo de Keenan-Motley Atenuação é dada por: L ( d) = log f[ Mhz] ( ) + 20log( d ) [ Km] + nwlw + nf Lf + D( d db )[ ] 32 db O Break Point é dado por: d b 1 = λ λ λ ( Σ Δ ) 2( Σ + Δ ) + [m]

7 2.2 COST 231- One Slop Model Atenuação é dada por: L = L FS ( 1m) + 10n log( d)[ db] D n d - Índice de decaimento

8 2.3 Modelo de Y.P.Zhang O Break Point é dado por: L LFS = L AROM [db] A atenuação é dada por: -Single Ray Optical Model (Espaço livre): L LFS ( 4 π r) 2 = 10log10 [ db] 2 λ -Analitical Ray Optical Model (Ondas guiadas): L r AROM = 5λ log 10 + log + CLt + CL w R h V R H r [ db]

9 Sumário 1. Introdução 2. Modelos de propagação indoor 3. Desenvolvimento e funcionamento da aplicação 4. Case Study 4.1 Parâmetros usados 4.2 Situação existente 4.3 Solução final 5. Conclusões

10 3.1 Desenvolvimento da aplicação (1) Adaptação dos modelos: L Keenan-Motley (Cálculo das atenuações) Y.P.Zhang (Localização das antenas) L ( d ) = L ( d ) + n L n L [db] FS w w = 5λr log10 + log 10 + CL CL [ db] t r w R h V R H AROM + f f 2 wh 2 x 2 y CLt, r 10log cos cos [ db] 2 Gt, r w h π π π = λ Ponto de emissão Ponto onde se calcula a atenuação de propagação Obstáculos Ponto de emissão Ponto onde se calcula a atenuação de propagação Obstáculo

3.1 Desenvolvimento da aplicação (2) Adaptação das plantas: Remoção da informação Atribuição de cores Conversão numa matriz Resolução da simulação Ponto de emissão Pontos onde se calcula a atenuação

11 3.1 Desenvolvimento da aplicação (2) Adaptação das plantas: Remoção da informação Atribuição de cores Conversão numa matriz Resolução da simulação Ponto de emissão Pontos onde se calcula a atenuação de propagação Valor médio da potência recebida: P r = P t + G TX _ Azimute + G r L [ db] P t = P SinalExt + G AntRx + G Rp L Splitter L Cabos L Conect Ponto de emissão [db] Pontos onde se calcula a atenuação de propagação

12 5.2 Funcionamento da aplicação Funcionalidades e interacção com a interface gráfica

13 3.2 Funcionamento da aplicação Fluxograma de interacção com a aplicação

14 Sumário 1. Introdução 2. Modelos de propagação indoor 3. Desenvolvimento e funcionamento da aplicação 4. Case Study 4.1 Parâmetros usados 4.2 Situação existente 4.3 Solução final 5. Conclusões

15 4.. Case Study Propor condições ideais para a cobertura rádio no interior do túnel do Cortado Madeira: Garantir uma percentagem de 97% de cobertura com um nível de potência superior a -90 dbm Equipamento (antenas e outros), quantidade e posicionamento

16 4.1 Parâmetros usados Características do túnel Largura (w) = 9.60 m Equipamentos (antenas, repetidores, splitters Altura (h) = 7.5 m cabos e conectores) Comprimento (d) = 3200 m Antenas directivas com um ganho de 9.15 dbi Ganho do Repetidor: entre os 10 e os 90 db Perdas do Splitter: de 3, 5 e 6 db (2, 3 ou 4 saídas) Perdas de 2.25 db/100m (cabo coaxial) Perdas de 0.1 db por conector Fonte da planta do túnel: Via Expresso-Madeira

17 Sumário 1. Introdução 2. Modelos de propagação indoor 3. Desenvolvimento e funcionamento da aplicação 4. Case Study 4.1 Parâmetros usados 4.2 Situação existente 4.3 Solução final 5. Conclusões

4.2 Situação Existente N 100 m 200 100 m Histograma das amostras superior a -90dBm nº de amostras 150 100

18 4.2 Situação Existente N 100 m m Histograma das amostras superior a -90dBm nº de amostras Nível de sinal nas entradas: -35 dbm Entrada Norte Potência recebida [dbm] Entrada Sul

19 Sumário 1. Introdução 2. Modelos de propagação indoor 3. Desenvolvimento e funcionamento da aplicação 4. Case Study 4.1 Parâmetros usados 4.2 Situação existente 4.3 Solução final 5. Conclusões

20 4.3 Solução Final N R2 S S S1 R1 N nº de amostras Antena emissora Splitter Repetidor Cabo coaxial Histograma de todas as amostras do sinal nº de amostras Histograma das amostras superior a -90dBm Potência recebida [dbm] Potência recebida [dbm]

21 Repetidor 4.3 Solução Final Nº da Antena Azimute [º] Distância da antena à entrada Norte [m] Distância à última antena[m] Nº de Splitters e tipo Nº de conectores Comprimento do Cabo [m] Potência à entrada da antena[dbm] Repetidor Repetidores (3 saidas) Distância 1862 da Distância 357 à ,89 Nº da Nº 1 (4 de saidas) Splitters Nº de Comprimento do Potência à entrada da Azimute [º] antena à entrada última Antena e tipo conectores Cabo [m] antena[dbm] Norte [m] antena[m] 1 (3 saidas) ,46 Distância da Distância à 1 (4 saidas) Nº da Nº de Splitters Nº de Comprimento do Potência à entrada da Azimute [º] antena à entrada última Antena (3 (4 e saidas) tipo conectores 2 Cabo 210 [m] antena[dbm] 48, Norte 2402[m] antena[m] ,04 1 (4 saidas) (4 saidas) , (4 saidas) 1 (4 saidas) ,28 48,22 33, (4 saidas) 1 (4 saidas) ,36 42,82 19, [1] (4 (4 saidas) saidas) ,38 33,38 N 2 1 S1 R (4 saidas) , (3 saidas) 1 (4 saidas) 1 (3 saidas) 1 (4 saidas) 1 (3 saidas) 5 1 (4 saidas) , , , (4 saidas) , (4 saidas) ,36 10 [1] (4 saidas) ,38 Antena emissora Splitter [1] Esta antena situa-se, sensivelmente a 203 m da entrada sul. Repetidor P EntradaAntena = P SinalExt + G AntRecepção + G Rep L Splitter L Cabos L Conect Cabo coaxial S3 R2 S2 [dbm] 10

22 Sumário 1. Introdução 2. Modelos de propagação indoor 3. Desenvolvimento e funcionamento da aplicação 4. Case Study 4.1 Parâmetros usados 4.2 Situação existente 4.3 Solução final 5. Conclusões

23 5. Conclusões Escolha e implementação dos modelos: Keenan-Motley COST 231-1SM Y.P.Zhang Limitações na aplicação dos modelos Case Study: Situação existente: 4,62% de cobertura (superior a -90 dbm) Solução proposta: 97,57% de cobertura (superior a -90 dbm) 10 antenas e 2 repetidores Potencialidades da aplicação

24 Obrigado pela atenção

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