Comunicação sem fios. Livros recomendados

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1 Livros recomenaos Wireless Communications, Principles & Practice, Theoore S. Rappaport, Prentice Hall Communications Engineering an emerging Technologies Series, UMTS Networks Architecture, Mobility an services, Heikki kaaranen, Ari Ahtiainen an Laurie Laitinen, John wiley an Sons Wirelless networks the efinitive Guie, Matthew s. Gast, O Reilly, 00 GSM, Switching, services an protocols, Jörg Eberspächer an Christian Bettstetter, ª Eição. Leitura suplementar Mobile Cellular Telecomunications Systems, William C. Y. Lee, McGraw-Hill Book Company, Mobile Raio Communications, Raymon Steele, Pentech Press Publishers-Lonon, 199. Communications systems, A. Bruce Carlson, McGraw-Hill,

2 Programa Detalhao 1. Introução. 1. Evolução as comunicações móveis. Arquitectura típica uma ree ráio móvel 3. Sistemas e ráio móvel privao. Conceitos funamentais no planeamento celular 1. Reutilização e frequências. Estratégias e atribuição e canais 3. Métoos e Hanoff 4. Interferência 5. Co-canal 6. Canal ajacente 7. Técnicas para reução e interferências 8. Impacto a interferência na capaciae o sistema 9. Técnicas para melhoria a capaciae 10. Parões celulares / plano e frequências 11. Sectorização e ajuste contínuo e potência 1. Conceito e alocação inâmica e canais 13. Divisão e células 14. Microcélulas 3. Aspectos e propagação 1. Fenómenos que conicionam a propagação. Propagação em espaço livre / fórmula e Friis 3. Reflexão especular e ispersão em superfícies rugosas

3 4. Estimação o sinal em terra plana 5. Difracção em obstáculos 6. Efeito e Doppler 7. Moelos e propagação 8. Moelos empíricos e eterministas 9. Classificação os ambientes e propagação 10. Moelo e Okumura-Hata 11. Propagação multi-percurso 1. Desvanecimento lento e rápio 13. Estatísticas o esvanecimento em comunicações móveis 4. Transmissão em comunicações móveis 1. Conceitos funamentais. Moulações igitais 3. Cóigos e linha 4. DEP e largura e bana 5. Moulações e fase 6. BPSK 7. DPSK 8. QPSK e OQPSK 9. Estruturas e emissão e recepção 10. Moulações e envolvente constante 11. FSK, MSK 1. GMSK 13. Coificação e canal 14. Cóigos e blocos 3

4 16. Cóigos convolucionais 17. Turbo cóigos 18. Estruturas e recepção 19. Equalização 0. Diversiae 5. sistemas 1. O sistema GSM (Global System for Mobile Communications). Características os sistemas GSM e DCS Topologia e componentes a ree GSM 4. Tipos e canais 5. Técnicas e acesso múltiplo (FDMA/TDMA) 6. Encriptação 7. Estrutura as tramas GSM 8. Proceimentos e hanover e rooming 9. Estabelecimento e encaminhamento e chamaas 6. UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) 1. Evolução para os sistemas e comunicações móveis e 3ª geração. Tecnologia o sistema UMTS 3. Técnicas e acesso 4. UTRAN 5. Serviços móveis e bana larga suportaos em UMTS 4

5 6. Rees Locais Wireless 1. Introução à norma Tecnologia e características gerais 3. Critérios e imensionamento e células/capaciae 4. Canal físico e estruturas e aos 5. Integração com rees e comunicações móveis 5

6 Evolução as Comunicações Móveis O conceito e comunicação ráio móvel engloba toas as situações one o equipamento terminal..0 tem liberae e movimento Hertz mostra que a propagação e onas electromagnéticas é possível em espaço livre Marconi estabelece contacto ráio ao longo e alguns quilómetros utilizano uas antenas elevaas. Anos 30 - Sistemas móveis são usaos por iversas uniaes policiais norte-americanas e em aplicações raio-navais. Estes sistemas estinam-se à cobertura e áreas restritas, não permitino transferencia e chamaas entre estações base (EB) Anos 70 - Os laboratórios Bell introuzem o conceito e sistema celular com as seguintes características: Divisão a área e serviço em células. Utilização eficiente o espectro fazeno reuso e frequências. Permitir uma grane capaciae e assinantes. Cobertura e granes áreas com transferencia e chamaas entre EBs. Aaptabiliae à ensiae e tráfego (ex :em áreas e elevaa concentração e tráfego as células evem ser mais pequena). Permitir expansão moular à meia que o mercao cresce. 6

7 Os sistemas e telefone celular baseiam-se no princípio a reutilização e frequência: os canais usaos para cobrir uma aa célula, são usaos noutra suficientemente afastaa, e moo a manter a interferência co-canal entro e limites razoáveis. 1ª GERAÇÃO: Sistemas analógicos baseaos na tecnologia e acesso por ivisão na frequência (FDMA), com um canal por portaora. Disponibilizam o serviço e voz, com o esenvolvimento e MoDems passou a ser possível transmitir aos em sistemas e comunicação analógicos. Alguns sistemas analógicos: AMPS (Avance Mobile Phone System - EUA), NMT (Noric Mobile Telephone) e o TACS (Total Access Communication System - Europa). Actualmente os telefones analógicos sem fios (CT-Coreless Telephones) são usaos essencialmente em áreas resienciais one o cabo e ligação é substituío por uma ligação ráio. ª GERAÇÃO: O aumento a capaciae e integração os circuitos igitais conuziram ao esenvolvimento e stanars celulares igitais baseaos na tecnologia e acesso por ivisão no tempo (TDMA) e em técnicas e moulação igital. 7

8 O IS-54 foi esenvolvio nos EUA para coexistir com o AMPS. O GSM (Global System for Mobile communications na bana os 900 MHz) e a sua versão eslocaa na frequência (DCS Digital Cellular System a 1800 MHz), permitino taxas e transmissão e 70.8 Kbps, foi aoptao em mais e 90 países. Na Europa esenvolveu-se o stanar DECT (Digital European Coreless Telecommunications) visano sistemas resienciais, sistemas públicos e telefones sem fios e rees e área local. O stanar DECT permite para além os serviços e voz e fax, serviços e vieotelefonia, multiméia e internet. O Japão esenvolveu o PHS (Public Hanyfone System) visano uma gama e aplicações semelhante às o DECT. 3ª GERAÇÃO: As crescentes necessiaes e elevaas taxas e transmissão para suportar serviços e bana larga levou a que no inicio os anos 90 o ETSI (European Telecommunications Stanars Institute) esenvolvesse o stanar europeu UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) que suporta ritmos e transmissão até Mbps. O objectivo é estener os serviços e bana larga isponíveis na ree fixa ISDN aos utilizaores móveis. Neste momento esenvolvem-se sistemas com células e raios e ezenas ou centenas e metros, pensaos para cobrir pequenas áreas (interior e eifícios, túneis, caves) e com taxas e transmissão que poem ir aos 155 Mbps. Por outro lao, os esenvolvimentos na área as comunicações móveis via satélite em órbitas e baixa altitue vem garantir a mobiliae global em toas as regiões o planeta. 8

9 Sistemas actualmente em funcionamento: Sistema Início e operação Bana [MHz]Largura e bana [MHz] Países NAMTS J NMT A,B,DK,F,SF,ICL,E,NL,S,N,L AMPS USA,CAN,AUS,NZ C D,P TACS UK,IRL,I,A R F RMTS I NMT NL,N,DK,SF,S,CH GSM Toa Europa,... DCS UK, D, P PHS J Q-CDMA USA, HK 9

10 Processo e esenvolvimento as Comunicações Móveis Celulares Mais utilizaores Maior capaciae Diminuição o tamanho as células Custos menores e novos serviços Menor potência a transmitir Instalação e utilização mais simples Terminais mais compactos Equipamento e menor consumo Em Portugal o mercao a telefonia móvel registava milhões e clientes em Junho e 1998 e uma facturação superior a 100 milhões e contos. A taxa e penetração situa-se nos 4 %. Mobiliae A mobiliae os utilizaores implica ois aspectos essenciais: Processo e hanover : Manutenção e uma ligação estabelecia quano o utilizaor se esloca entre células o mesmo sistema ráio-móvel. Processo e roaming : Assegura a utilização os serviços inepenentemente a localização a estação móvel (EM) e a ree que serve o utilizaor (subscritor). 10

11 Arquitectura típica uma ree celular MSC (Mobile Switching Center): centro e comutação e controlo o sistema móvel. Coorena a alocação e recursos ráio e os proceimentos e registo e localização e hanover. PSTN (Public Switche Telephone Network): centro e comutação a ree telefónica pública. As células estão agrupaas em áreas e cobertura controlaas por MSCs iferentes. As EBs estão ligaas ao MSC por cabo ou através e feixes e microonas. 11

12 Sistemas e Ráio Móvel Privao Num sistema típico a estação base comunica, em áuio, com um certo número e móveis, veículos ou portáteis, usano a mesma antena para emissão e recepção. Os utilizaores são: empresas e transporte, militares, serviços e segurança, serviços e emergência,... Os sistemas não funcionam em uplex, existino um interruptor. 1

13 As frequências isponíveis para os sistemas e ráio móvel privao estão nas banas: [70, 87] MHZ; [148, 174] MHZ; [406, 470] MHz O grane número e utilizaores, e o tráfego baixo associao a caa um, impõem uma gestão rigorosa o espectro isponível. Actualmente só se usam moulações analógicas : em VHF poe usar-se AM ou FM em UHF só poe usar-se FM Caa portaora é ocupaa por um só canal e voz. Fig SF / Os sistemas e ráio móvel privao são operaos em simplex ou em alternao. O simplex é caracterizao por: Toas as uniaes se escutam entre si (usam o mesmo canal ráio). A estação base é única e está num local elevao para garantir uma boa cobertura. 13

14 Sistemas usaos para cobrir pequenas áreas e requer isciplina e experiência na utilização. No sistema alternao : Os móveis não se poem escutar entre eles. Poe usar-se mais o que uma estação base. Caa subárea é coberta por pares e frequências istintas (ascenente e escenente). Os móveis têm que seleccionar os canais e acoro com a região one pretenem comunicar. 14

15 Sistemas e Telemensagem (paging) Os sistemas e telemensagem permitem o envio e mensagens a um grane número e utilizaores. Os sistema tem a grane vantagem e requerer receptores baratos, pequenos, leves e fáceis e transportar. A caa receptor é atribuío um enereço, poeno haver enereços comuns a grupos e receptores, ou um receptor ter vários enereços. A mensagem é transmitia simultaneamente (simulcasting) por toas as EBs o sistema. As banas e frequência que estão atribuías são as e 160 MHz, 470 MHz e 930 MHz. A cobertura poe estener-se a uma ciae, região ou país. As mensagens têm origem na ree pública e telecomunicações e poem não ter transmissão imeiata. Os receptores estão sujeitos a especificações que poem ser severas evio às limitações e peso e tamanho. As antenas os receptores são espirais enrolaas na caixa ou em torno e uma ferrite. 15

16 As antenas os receptores são espirais enrolaas na caixa ou em torno e uma ferrite. A potência os emissores epene o tipo e sistema, poeno atingir 1 kw, os ritmos e transmissão são baixos (,4 Kbps no protocolo POGSAG). 16

17 Sistemas Celulares Divisão celular permite minimizar: Problema a congestão espectral. Problema a capaciae. Baseao em transmissores e baixa potência a cobrir áreas restritas. Caa célula tem um conjunto e frequências istintas as utilizaas nas células ajacentes, isto permite: Minimizar a interferência e canal ajacente Minimizar a interferência co-canal Reutilizar e frequências, ese que o planeamento as antenas seja o aequao Aumento a capaciae o sistema sem aumento a ocupação espectral Reutilização e frequências Conceitos: Célula formaa pela estação base e grupo e frequências alocaas para a zona one se pretene fornecer cobertura Potência empregue e maneira a que a cobertura se limite quanto possível às fronteiras a célula, o que permite a reutilização as frequências utilizaas numa célula, ese que a istância entre células co-canal garanta a atenuação necessária e forma a que a interferência se reuza a níveis negligenciáveis. Planeamento e frequência, consiste no processo e selecção e atribuição as iversas portaoras ao conjunto e células que compõem o sistema. Planeamento baseao em moelos hexagonais as células (com a utilização e antenas omniireccionais as células na realiae são circulares, no entanto a aproximação hexagonal é que aproxima melhor a realiae, embora não contemple as situações e sobreposição áreas entre células ajacentes que se verifica na realiae). 17

18 Permite maximizar a capaciae o sistema (primeiro sistema e comunicações móveis o número e utilizaores estava limitao ao número e canais isponíveis o que não sucee nos sistemas G e 3G) S número e canais uplex K número e canais atribuíos a uma célula N células com grupos e canais isjuntos SKN Cluster conjunto e células que utiliza a totaliae os canais isponíveis. Se um sistema for constituío por M clusters a capaciae total é CMKNMS Da expressão anterior conclui-se: Reutilização e frequências permite aumentar a capaciae M vezes. N crescente >raio célula / D células co-canal crescente > interferência co-canal baixa N baixo > aumento a capaciae C evio ao aumento o número e clusters > aumento a interferência co-canal Compromisso entre C e interferência co-canal na escolha e N 18

19 Factor e reutilização e frequências 1 N Ao nível e projecto convêm ter um factor elevao com vista a maximizar a capaciae o sistema na área one se pretene fornecer cobertura. Atribuição e frequências tipos: I. Fixa II. Dinâmica (permite maximizar capaciae, utilizaa nos sistemas G e 3G) Proprieaes I. II. Nº e canais atribuíos por célula fixo Possibiliae e utilizar canais isponíveis em células ajacentes em caso e ocupação total os canais a célula actual Gestão centralizaa no MSC (Mobile Switching Center) Ausência e canais fixos MSC atribui os canais quano solicitaos pelas células, ateneno a factores como probabiliae e bloqueio, reutilização e frequências, etc.. 19

20 Atribuição e frequências pelo MSC e forma a evitar a interferência co-canal.(planeamento e frequências realizao centralmente pelo MSC) Aumenta a capaciae e truncking o sistema, já que toos os canais se encontram isponíveis em qualquer célula. Decréscimo a probabiliae e bloqueio evio a gestão centralizaa. Necessário conhecer em tempo real Ocupação espectral Distribuição e tráfego na ree Nível e potência e caa canal Conicionantes Capaciae e processamento o MSC Capaciae e armazenamento o MSC Gestão em tempo real a ree (atrasos introuzios, inviável em rees 3G e 4G evio a ritmos aplicaos). Hanoff gerio centralmente o que coloca problema e atrasos na realização este. Hanoff Consiste no processo e manutenção se sessão quano o terminal móvel transita entre uas estações base. Em ree as 1º geração, o MSC gere esta operação, meiante a ientificação a estação base nova e atribuição os canais e voz/aos e controlo necessários (típico o AMPS e sistema analógico utilizao na europa). 3 estratégias: I. Não assistia. II. Assistia pelo terminal móvel (GSM, UMTS) III. Soft-hanoff 0

21 Características o Hanoff Baixa frequência e ocorrência Elevaa taxa e sucesso Rapiez e moo a não se tornar perceptível Critérios e hanoff Nível e potência ligeiramente superior ao nível e potência tomao como limiar para hanoff (-90bm a 100bm). Realizao a um nível superior que o limiar e forma a garantir margem e segurança P R Hanoff P Rlimiar (notar que a margem e segurança é necessária e forma a que o sistema tenha tempo para realizar a operação). Uma margem emasiao elevaa conuz a hanoffs esnecessários Uma margem emasiao baixa poe originar situações e quebra e ligação, sem a realização o hanoff, nesta situação o tempo necessário ao hanoff, é superior ao tempo em que o sinal ecresce para níveis e potência inaceitáveis( típico quano os terminais móveis se eslocam a alta velociae). 1

22 Problemas: O faing introuz uma variabiliae rápia no nível e potência o sinal, que não poe ar origem a hanoffs inevios. Logo é necessário que a estação base ou móvel conheçam o valor méio a potência o sinal e a taxa e variação a mesma. Consoante a taxa e variação, ter-se-á um hanoff rápio ou lento. Necessária informação respeitante a: Velociae o terminal Faing Distribuição estatística o Dwell time (uração méia e uma chamaa antes e realização e hanoff) I. Hanoff não assitio 1ª geração Monitorização o sinal pelas estações base com supervisão o MSC Necessário localizaor (locator) para monitorar o nível e potência os sinais provenientes e terminais em células ajacentes Toos os RSSI (Raio Signal Strenght Information), são comunicaos ao MSC que ecie o hanoff e caa terminal e acoro com o nível e potência apresentao (caso a gestão centralizaa referio atrás) II. Hanoff assistio ou MAHO (Mobile Assiste Hanoff) ª, 3ª e gerações posteriores Mais rápio, pois é escentralizao

23 Caa terminal móvel mee o nível e sinal proveniente as várias estações base vizinhas, comunicano o resultao à estação base a célula, one se encontra localizao. Critério e hanoff baseao na superioriae o nível e potência e uma célula vizinha urante um intervalo e tempo pré-efinio (este intervalo e tempo eve contemplar o efeito o faing, como tal o hanoff baseia-se na potência méia e não no valor instantâneo). MSC já não tem que monitorar os níveis e potência e toos os terminais presentes na ree, logo a operação é mais rápia e os requisitos e processamento/armazenamento são menores. Vantagens face ao hanoff não assistio em ambientes com hanoffs frequentes (caso as micro e pico células). Politicas e gestão e prioriaes e Hanoffs I. Canais e reserva II. Filas e espera 3

24 I. Neste métoo existe a reserva prévia e um número e canais para peios e hanoff. Tem como esvantagem a reução o tráfego máximo suportao pela célula. É eficiente quano aliao a mecanismos inâmicos e atribuição os canais (baixa probabiliae e falahas). II. O recurso a uma fila e espera permite reuzir a probabiliae e terminação e uma chamaa. Este métoo torna-se possível na meia em que existe uma margem e potência para a realização o hanoff, que garante um intervalo e tempo entre o instante em que o sinal fica abaixo o limiar e potência e hanoff e o instante em que o sinal atinge o um nível e potência para o qual já não é possível manter a sessão. O tamanho a fila tem e ser imensionao ateneno à uração o intervalo e tempo efinio atrás e às conições e tráfego existentes na célula em questão. III. Utilizao nos sistemas 3G ao abrigo o CDMA. Como existe partilha o espectro por toos os utilizaores e estações base, o hanoff não consiste na atribuição e um canal físico istinto, mas sim e uma muança e estação base. O MSC controla o nível e potência o sinal proveniente e um utilizaor, recebio pelas várias estações e ecie eplo sinal que apresenta melhores conições (e estação base corresponente). Problemas: Reução a carga associaa ao MSC Reução a taxa e hanoff 4

25 Solução: Associar várias emissores com iferentes níveis e potência, numa célula. A utilização e iferentes potências e alturas para as iferentes estações base, permite a coesistência e células e iferentes tamanhos (usualmente macro, micro e pico células). Como se poe constatar a figura, as células maiores garantem cobertura para terminais móveis a alta velociae. Consoante a velociae o terminal móvel a cobertua poe ser realizaa pelas macro-células ou micro células. Assim um terminal móvel cuja velocia ecresca à meiaa que entra na célula, poe transitar a estação base e maior potência para uma e menor potência sem intervenção o MSC. Garante-se uma elevaa capaciae e tráfego, juntamente com uma iminuição os problemas referios. 5

26 Interferência A interferência é o principal factor limitativo a capaciae os sistemas celulares, uma vez que o ruío poe ser compensao meiante o aumento a potência o sinal para melhorar a relação sinal ruío à entraa o receptor. No entanto na presença e interferências, a qualiae não poe ser melhoraa aumentao a potência, já que poe conuzir a um agravamento a interferência. Tipos: Co-canal Canal ajacente Out of ban (evio a harmónicas, equipamento electrónico e presença e emissores e outros operaores) Efeitos e proprieaes Cross talk nos canais e voz Interrupção e sessões evio a interferência (erros+ quebra e potência) nos canais e controlo. Limitação a capaciae o sistema, evio à interferência cocanal. Maior nos centros urbanos Contrameias Aopção e um planeamento e frequências correcto para as iversas células que compõem um cluster, e forma a que a reutilização e frequências minimize os primeiros ois tipos e interferência. 6

27 Hipótese: Células o mesmo tamanho Estações base com a mesma potência Poe-se efinir o quociente e reutilização co-canal D Q 3N R Nesta situação é inepenente a potência transmitia, epeneno somente a istância entre células co-canal e o raio a célula. Proprieaes: Q elevao garante um maior isolamento RF entre células evio á maior istância entre elas (menor interferência co-canal). Nesta situação o tamanho o cluster é maior o que implica uma menor capaciae o sistema Q baixo eleva a capaciae à custa e um aumento a inteferência No imensionamento o sistema o valor e Q tem e obeecer simultaneamente aos requisitos e capaciae e qualiae. 7

28 Interferência Co-canal Define-se relação sinal-interferência no terminal móvel, pelo quociente (CIR Carrier Interference Ratio): S I i 0 i 1 S I i + N com S a representar a potência o sinal proveniente a estação base correcta, I i a representar a potência o sinal interferente proveniente e uma célula co-canal e N a potência e ruío. A relação sinal interferência é um parâmetro essencial no imensionamento e uma ree celular, porque permite estabelecer a ligação entre nível e interferência co-canal, tamanho o cluster e quociente e reutilização co-canal. Seno a potência recebia à istância a antena emissora aa na forma: Pr ( Bm) P Bm n 0( ) 10 log com 0 istância e referência n potência associaa à 0 atenuação típica o meio 8

29 Amitino que as células interferentes encontram-se à istância D i o terminal móvel e esprezano o ruío, o CIR poe ser representao na forma S I i 0 i 1 R n ( D i ) n Normalmente contabiliza-se somente a interferência proveniente o primeiro conjunto e células co-canal. Note-se que o nível e interferência associao aos outros conjuntos e células é esprezável, já que a istância a que se encontram o terminal móvel é muito superior. Amitino que toas as células interferentes são equiistantes à istância D, tem-se S I D / R i 0 n ( 3N ) i 0 n Exemplo: Nos sistemas AMPS e GSM, os valores usuais o CIR para efeitos e projecto situam-se entre os 15 e 18 B. Consierano entro as hipóteses amitias o pior cenário possível, tem-se a situação representaa na próxima figura, na qual o terminal móvel se encontra na fronteira a célula, à istância R a estação base e D-R e uas estações base co-canal. 9

30 Pior cenário e interferência co-canal contabilizano o primeiro conjunto e células co-canal para um cluster igual a 7 Amite-se aina : N 7 n 4 Nestas conições poe-se escrever: S I ( D R) ( Q 1) R + ( D ( Q + 1) 4 R) 4 + Q + D

31 Q4.6 para N7 e S/I17 B ou S/I17.8 B consoante a expressão utilizaa. Neste caso para obter 18 B há que aumentar o tamanho o cluster para 1, baixano consequentemente o factor e reutilização e frequência. Notar que na presença e ruío os valores anteriores a CIR sofrem uma egraação, o que implica um aumento em N. 31

32 Interferência canal-ajacente Resulta e sinais e frequências ajacentes à frequência a portaora que está a ser utilizaa para efeitos e comunicação. Como fonte principal este tipo e interferência, têm-se as emissões que utilizam portaoras e frequências ajacentes. Normalmente evitase este tipo e interferência etravés e um planeamento e frequências que evite a utilização e canais ajacentes na mesma célula. Também uma filtragem mais selectiva permite reuzir este tipo e interferência. Assim há que garantir simultaneamente: Separação aequaa os iferentes canais Filtragem mais selectiva Evitar atribuição e canais contíguos na mesma célula Maximizar a separação os canais numa célula, utilizano para esse efeito as N sub-banas em que se ivie o espectro isponível (N tamanho o cluster) Evitar se possível a atribuição e canais ajacentes em células ajacentes Utilizar filtros com um factor e qualiae elevao e moo a eleminar a energia out-of-ban Notar que uma factor e reutilização e frequência baixo poe conuzir a níveis e interferência inaceitáveis, aa a pequena separação entre canais. O seu valor poe ser calculao por S I i n 3

33 Técnicas para melhoria e capaciae À meia que o número e utilizaores aumenta, o número e canais isponíveis atribuíos a uma célula torna-se insuficiente para garantir o tráfego solicitao. Em Portugal por volta e 97, o aumento o número e subscritores e telemóveis, fez que em muitas zonas a cobertura fornecia se tornou-se manifestamente insuficiente, face ao tráfego solicitao, o que originou situações one era impossível aceer a uma portaora em horas e ponta ou zonas e alta ensiae e tráfego. Aina hoje em certos eixos principais a ciae e Lisboa, nas horas e ponta poem-se verificar situações e congestionamento a ree. Para evitar este tipo e situações, há que recorrer a técnicas que permitam aumentar o número e canais isponíveis, e entre as quais se estacam: Cell splitting ou ivisão celular Sectorização Microcélulas Divisão celular Esta técnica consiste em iviir uma célula one se verifique congestão e tráfego, em várias células e menor imensão por meio e uma reução a potência emitia e iminuição a altura as antenas. A vantagem inerente a esta técnica consiste no aumento o factor e reutilização e frequências, o que se trauz num aumento o número e canais isponíveis por área geográfica, ao o aumento o número e clusters. Por exemplo a substituição e células e raio R por células e raio R/, implica que para cobertura a mesma área sejam agora necessárias 4 vezes mais células que na situação inicial. No entanto, como já foi referio atrás, a este acréscimo e células encontra-se associao um aumento o número e clusters e consequentemente a capaciae o sistema. 33

34 Na figura representaa acima, encontra-se exemplificaa a ivisão celular realizaa por meio a aição e 6 micro-células à volta a célula A. Note-se que a aição as micro-células é realizaa e forma a preservar a reutilização e frequências, seno colocaas as micro-estações co-canal a meio a istância que separa estações cocanal originais. Na realiae trata-se e uma operação e muança e escala, com reução a potência e emissão. Neste caso para manutenção o plano e reutilização e frequências tem-se: P [ ol r P [ new frontier] r frontier] P t1 P R t n R n 34

35 Com n 4 vem para a relação entre potências: P t Pt 1 16 Exemplo e ivisão celular numa área geográfica limitaa pelo quarao e 3km e largura Problemas: I. A manutenção a potência nas células originais implica um aumento a interferência co-canal nas micro-células. II. Como se processa o hanoff? 35

36 Resolução: I. Para se evitar o aumento a interferência co-canal nas micro-células evio às emissões as estações base as células originais, há que iviir o número e canais as células originais em ois, estano um grupo associao ao planeamento as macro-células e respectiva reutilização e frequências e o seguno associao à reutilização e frequências nas micro-células. Notar que a reução a potência e emissão as macro-células embora possa resolver o problema a interferência, poe conuzir a uma eficiente cobertura. II. Após a ivisão celular, cai-se numa situação análoga à referia para resolução o problema e hanoff, one a macro-célula funciona como guara chuva para as células mais pequenas. Neste caso o hanoff poe ser realizao entre as estações base as micro-células e a a macro-célula, libertano o MSC este tipo e tarefas. Notar que este tipo e solução permite aina um ecréscimo a taxa à qual se realizam os hanoffs. Sectorização O recurso a este tipo e solução, permite aumentar a capaciae sem acréscimo no número e estações base. Assim meiante a utilização e antenas sectoriais consegue-se uma reução o número e células num cluster e um aumento a reutilização e frequência. O recurso a antenas ireccionais permite obter: 36

37 Reução a interferência co-canal Aumento a capaciae o sistema Diminuição a eficiência e truncking evio à sectorização e canais por estação base Exemplos e sectorização: a) sectorização a 10 graus; b) sectorização a 60 graus A reução a interferência co-canal e aumento a capaciae são epenem o grau e sectorização empregue. Normalmente as células são ivias em sectores e 10 ou 60 o. Quano é empregue sectorização, o número e canais total é iviio pelo número e sectores utilizaos. Consierano uma sectorização a 10 graus como a a figura Sect.II, verifica-se que o número e interferências co-canal baixa e 6 para, já que na célula central somente uas emissões co-canal é que interferem com esta. Na ausência e sectorização o número e fontes interferentes seria 6, logo existe uma melhoria o CIR para 4. B nas mesmas conições consieraas anteriormente. 37

38 Conclusões: Fig Sect. II O aumento o número e sectores permite melhorar o CIR A eficiência e truncking baixa com o aumento a sectorização, ao o menor número e canais isponíveis por sector O número e hanoffs cresce aa a reução e área coberta, teno que ser realizaa a gestão e hanoffs entre sectores pelas estações base Células e zona e microcélulas Esta técnica ivie a célula em iversas antenas utilizano canais istintos, mas partilhano a mesma estação base. Nesta situação o terminal móvel encontra-se ligao ao terminal com sinal e maior potência. 38

39 Vantagens: Fig Microcell A passagem o terminal móvel e uma zona para outra não está associaa a um hanoff, pois mantêm o mesmo canal. Reução a interferência co-canal evio à substituição a antena omniireccional por antenas e baixa potência, colocaas na fronteira a célula. Não afecta a capaciae e truncking o sistema Daa a menor taxa e hanoffs é usual na cobertura e eixos rooviários. Melhora a CIR, para técnicas e planeamento convencionais (sem sectorização ou ivisão celular) 39

40 Aspectos e Propagação A propagação e onas electromagnéticas é afectaa pela presença a atmosfera e a superfície terrestre, nomeaamente através e: Variação as características atmosféricas com o tempo Características electromagnéticas o solo Curvatura a terra Presença e forma e obstáculos (eifícios, vegetação,...) Rugosiae as superfícies one ocorrem reflexões Variação a posição a estação móvel (EM) A influência a presença a atmosfera e a terra sobre a propagação epene e: causano: frequência polarização iagrama e raiação e ganho as antenas posição as antenas istância entre emissor r e receptor atenuação espolarização as onas interferência esvanecimento Moelo e propagação: é uma escrição matemática baseao na teoria a propagação electromagnética e/ou em meias experimentais que pretene escrever a influência os factores que conicionam a propagação nas características o sinal recebio. 40

41 Na prática, os moelos usam sempre aproximações na escrição os fenómenos complexos que conicionam a propagação. Para os sistemas móveis actualmente em funcionamento tem especial interesse moelos e propagação válios nas banas VHF/UHF. Propagação em Espaço Livre Daos um emissor e um receptor em espaço livre, a potência isponível aos terminais a antena receptora, P R, é aa por : P R λ 4π P E G E G R ou então, P R [ BW ] P E [ BW ] + G E [ Bi ] + G R [ Bi ] 0 log( [ Km ] ) 0 log( f [ MHz ] ) 41

42 one : P E : potência e alimentação a antena emissora G E, G R : ganhos as antenas emissora e receptora, referios à antena isotrópica, ou seja, em Bi : istância entre as antenas f, λ: frequência e comprimento e ona e ligação (λc/f, c3x10 8 m/s) Em muitas aplicações, o ganho as antenas é referio não à antena isotrópica, mas ao ipolo e meia-ona: G [Bi] G [Bi] +.15 É habitual tomar o valor conjunto a potência e o ganho e emissão, P E G E, referio quer à antena isotrópica (EIRP ou PIRE) quer ao ipolo e meia ona (ERP). Toma-se muitas vezes como referência a atenuação em espaço livre, L log( [ Km ] ) + 0 log( f [ MHz ]) [ B ] 4

43 EIRP (Effective Isotropic Raiate Power) representa o máximo e potência raiaa na irecção em que a antena apresenta ganho máximo relativamente a uma antena isotrópica. E é obtio pela expressão: EIRP P E G E ERP (Effective Raiate Power) representa o máximo e potência raiaa na irecção em que a antena apresenta ganho máximo relativamente a um ipolo e meia ona. Como o ipolo tem um ganho igual a 1.64, o ERP poe ser obtio a partir o EIRP, atravês a expressão: ERP EIRP ( B ). 15 ( B ) Define-se zona istante, como a zona cujos os pontos obeecem á conição: f f D λ >> D e com f >> λ com D a representar a maior imensão a antena. A potência recebia num ponto situao na zona istante à istância o emissor é aa por : P r ( ) 0 Pr ( 0 ), 0 f 43

44 ou P + R ( ) 0 [ Bm log ] 0 10, log Pr ( ) w f Notar que: 0 1m m a 1km para inoor para outoor Poe-se efinir ensiae e fluxo e potência: P Z 0 EIRP 4π 10 π [ Ω ] PE 4π G [ / ] w m Logo a potência recebia poe ser escrita pela expressão: E E Z 0 P P A E A PE G E G R λ ( 4π ) R [ BW ] e e Z 0 [ watts ] 44

45 Propagação na Atmosfera As variações a temperatura, a pressão atmosférica e a humiae causam alterações no ínice e refracção a atmosfera. O ínice e refracção iminui com a altura, o que implica que os raios se propaguem seguno uma trajectória curvilínea. Uma forma e moelar esse fenómeno é consierar uma trajectória rectilínea e aumentar o raio a terra : para Portugal consiera-se a efectivo 4a/3 a a efectivo 45

46 A atenuação provocaa por gases atmosféricos e pela chuva é esprezável nas banas VHF/UHF. Atenuação B/km Frequência (GHz) Curvas e absorção o oxigénio e o vapor e agua Caracterização Electromagnética o Solo O conhecimento as proprieaes electromagnéticas o solo é importante para a caracterização os sinais reflectios. O solo é caracterizao electromagnéticamente por: σ: conutiviae µµ 0 : permeabiliae magnética εε 0 (ε r -j60σλ) permitiviae ieléctrica 46

47 Alguns valores típicos : Reflexão em Terra Plana A existência e onas reflectias poe provocar interferência nas comunicações. A superfície terrestre poe ser aproximaa por um plano quano: a istância entre o emissor e o receptor é pequena a frequência é baixa a superfície é pouco rugosa comparativamente com o λ A reflexão e uma ona plana numa interface ieléctrica epene a polarização. Consieram-se habitualmente as uas polarizações lineares ortogonais. 47

48 Fig RTP 1/3 O factor e reflexão é ao para caa componente, por: Γ PH Sen( ϕ) Sen( ϕ) + ( ε j60σλ) Cos r ( ε j60σλ) Cos r ( ϕ) ( ϕ) Γ PV ( ε r j60σλ) Sen( ϕ) ( ε j60σλ) Sen( ϕ) + r ( ε j60σλ) Cos r ( ε j60σλ) Cos r ( ϕ) ( ϕ) O campo eléctrico reflectio é ao por: E r Γ E i, one Γ é Γ PH ou Γ PV, consoante o tipo e polarização. O coeficiente e reflexão ao ser uma graneza complexa introuz esfasamento extra na fase a ona reflectia. Uma aproximação comum é fazer σ0, o que simplifica as expressões os coeficientes e reflexão (eixam e ser complexos). 48

49 49

50 Reflexão em conutores perfeitos Amitino que o campo E está no palno e inciência tem-se: θ θ i r e E i E r O campo eléctrico reflectio é ao por: E r Γ E i, one Γ é Γ PH ou Γ PV, consoante o tipo e polarização.logo nesta situação Γ PH 1 e Γ PV.-1 No caso e onas com polarização eliptíca ou circular, aplica-se o principío a sobreposição. Normalmente o coeficiente e reflexão é complexo o que acarreta um esfasamento na fase a ona reflectia e consequentemente alteração o seu estao e polarização. 50

51 Uma ona com uma polarização genérica (elíptica) poe ser analisaa por ecomposição em uas polarizações ortogonais PH e PV. Após uma reflexão uma ona e polarização elíptica sofre uma espolarização. Despolarização uma ona por reflexão: Ei PV Er PV Ei PH Er PH Geometria o problema a interferência em Terra Plana : r irecto h E r E E ϕ Ei Er ϕ r r h R O sinal recebio é a soma vectorial os sinais irecto e reflectio : E total E + E r 51

52 O valor o campo total epene a iferença e fase entre os ois raios recebios. A iferença e fase entre o campo eléctrico irecto e o campo eléctrico reflectio eve-se à iferença e percursos r(r E +r r )-r e ao esfasamento introuzio pelo fenómeno a reflexão: θ(π/λ) r + θ reflexão Amitino que a istância é muito grane, >> h E, h R, poe usarse a aproximação Γ -1. Como a grane istância o comprimento o raio irecto e reflectio são aproximaamente iguais vem E E r, one : [ver secção 3.6 Rappaport] E total ( ) 4πE 00ht h λ r [ V / m], E 0 é o campo à istância e referência 0 P R λ 4 4 π P G G E E R k sen heh R P R P G G E E R ( heh R 4 ) [ W] 5

53 Demontração: O valor instantâneo o campo num ponto o espaço é escrito por: E E(, t) c E é o campo à istância 0 e referência 0 0 cos w( t ) [ V / m ], Os campos associaos ao raio irecto e reflectio são: 0 E E ir r ( ( ' ', t) E 0 0 ' E0, t) Γ " 0 ' cos w( t c cos w( t c ) " ) [ V [ V / m] / m] Seno o angulo e inciência igual ao angulo e reflexão, vem: ϕ ϕ i E E r t ΓE (1 +Γ) E i r i i se ϕ pequeno Γ 1 E t 0 53

54 Consequentemente poe-se escrever: E tot com (, t) E 0 0 ' cos w( t ' ) c E 0 0 " cos w( t " ) c E e tot E ir + E r ' ( h t + h r ) + " ( h t h r ) + Notar que as istâncias anteriores são obtias por meio a aplicação o métoo as imagens. A ifrença e percurso entre os ois raios é, ateneno ao seu esenvolvimento em série: " ' ht h r A esta iferença e percurso estão por sua vez associaos uma esfasagem e um atraso: w c π θ θ e τ λ c c πfc Seno a istância muito superior à altura as antenas, as istâncias associaas aos ois percursos são praticamente iguais. Logo 54

55 55 Comunicação sem fios Consequentemente poe-se escrever: Nestas conições poe-se escrever: Ateneno à expressão o móulo o campo total e à expressão a potência recebia à istância, poe-se escrever: sin 0.3 sin sin 1) (cos 0 0 1/ θ θ θ θ θ θ ra seno E E E E E tot tot h h E E ra h h r t tot r t λ π λ π θ < 4 0 h h P G G A Z E P r t R E E e r

56 A grane istância a potência recebia iminui com 1/ 4, muito mais rapiamente o que consierano a situação e espaço livre, one a potência iminui com 1/ (ver acetato 15). Exemplo : Uma estação móvel está localizaa a 5 Km a estação base. A antena a EM é um monopolo e λ/4 com ganho e.55 B. A amplitue o campo eléctrico meio a 1 Km a estação base é 10-3 V/m. A frequência a portaora é 900 MHz. Calcule a potência recebia pela estação móvel, usano o moelo e terra plana, e assumino que a altura a estação base é 50 m e o móvel localiza-se a 1.5 m acima o solo. 56

57 A interferência entre sinais irecto e reflectio epene e: Directiviae as antenas; Altura as antenas; Comprimento os percursos; Natureza o solo; Variações na altura a superfície reflectora; Para evitar interferências, poe-se: Usar antenas irectivas; Obstruir o sinal reflectio; Procurar que a reflexão se ê em solo mau reflector; Utilizar iversiae espacial: Receptor 1 Emissor Combinaor Receptor 57

58 Reflexão em superfícies rugosas A rugosiae o solo: ispersa a energia por rerraiação iminui a interferência entre os sinais irecto e reflectio; é ifícil e moelar em banas e frequências muito largas evio à variação o comprimento e ona A reflexão poe ser especular ou ifusa (espalhamento). Seguno o critério e Rayleigh especular quano se verificar: uma reflexão consiera-se h sen( ϕ) << 1 λ, one h é a altura méia as rugosiaes e ϕ é o ângulo e inciência. Transmissão Reflexão Especular Tx Rx Reflexão Difusa 58

59 A conição anterior também poe ser colocaa na forma: h c λ 8sen( ϕ) com hc a representar a altura crítica. A classificação e uma superficie é feita e acoro com as seguintes conições: Se h<h c a superficie é lisa Se h>h c a superficie é rugosa Factor e ifusão ou ispersão ρ s πσ h sinϕ exp 8 λ Em que σ h representa o esvio parão os valores a altura em torno o valor méio a altura as rugosiaes. A rugosiae e uma superficie one se verifique h>h c, trauz-se em termos práticos na multiplicação o coeficiente e reflexão Г pelo factor e ispersão. 59

60 Difracção em obstáculos Quano a trajectória e uma ona passa junto e um obstáculo, mesmo que não haja obstrução poe ser introuzia uma atenuação suplementar importante. Consiera-se que a propagação se faz em espaço livre quano a região o espaço corresponente ao primeiro elipsoie e Fresnel está esimpeia. No caso e haver obstrução, criam-se frentes e ona secunárias à volta o obstáculo que se propagam na região e sombra, aumentano a região e cobertura. A importância o obstáculo epene a frequência, a istância às antenas, a altura e a forma o obstáculo. Quano as imensões o obstáculo são muito superiores ao comprimento e ona poe ser utilizao o moelo o obstáculo em lâmina (knife ege). 60

61 61 Comunicação sem fios Atenuação suplementar provocaa por um obstáculo isolao e em forma e lâmina: E R 1 h h v λ α λ 1 1 ± ± Obstáculo abaixo a linha e vista: v<0 Obstáculo acima a linha e vista: v>0 Conições e valiae: h>>λ e h<< 1, h h + λ π λ π φ

62 Definem-se zonas e Fresnel que representam as zonas o espaço one o percurso as onas secunárias é superior ao percurso o raio irecto em nλ O raio e caa uma as zonas e fresnel é ao por: nλ1 r n O critério para uma ligação sem obstrução está associao ao bloqueio as zonas e Fresnel, já que as peras por ifracção são também evias à interrupção as onas secunárias. Como critério aopta-se normalmente 55% o 1º elipsoie e fresnel livre. Exemplos e alguns ganhos e ifracção G G G [ B] 0log F( v) [ B] 0, v 1 [ B] 0 log( ), 1 v 0 6

63 G [ B] 0 log(0.5exp( 0.95v)),0 v 1 G [ B],1 v.4 0 log( ( v) ) G 0.5 v [ B] 0log, v >. 4 63

64 Curva a atenuação suplementar por efeito a ifracção: Efeito e Doppler O movimento relativo entre a EM e a EB, resulta numa variação a frequência o sinal recebio. l θ θ v EM X Y 64

65 A EM esloca-se com velociae constante v. Para posições istantes a EB, a iferença e comprimento entre os raios que chegam à posição X e à posição Y é aa por: l Cos(θ) v t Cos(θ) one t é o tempo necessário para a EM se eslocar e X a Y e θ éo ângulo que a irecção e chegaa o raio faz com o vector velociae a EM (v). A variação a fase o sinal recebio entre os pontos X e Y é, φ π l λ π v λ t cos( θ ) corresponeno uma variação a frequência (Doppler Shift): f 1 φ π t v cos( θ ) λ [ Hz ] f > 0 quano a EM se esloca no sentio a chegaa a ona. f < 0 quano a EM se esloca em sentio contrário ao a chegaa a ona. 65

66 Num cenário real chegam ao receptor raios vinos e iferentes irecções (multipercurso) e portanto com iferentes esvios e frequência. Este efeito vem alargar o espectro o sinal recebio. v EM EB Quano é transmitia uma ona sinusoial à frequência f c, o espectro o sinal recebio existe entre f c -f m < f < f c +f m, one f m v/λ representa o esvio máximo e Doppler. P fc-fm fc fc+fm 66

67 Exemplo: Consiere que é transmitia uma ona sinusoial com frequência e 1850 MHz. A EM esloca-se a uma velociae e 100 Km/h. a) Determine a largura espectral o sinal recebio. b) Se a EM se eslocar perpenicularmente à irecção e chegaa a ona qual é a frequência o sinal recebio? Influência a Vegetação A vegetação (matas) poe ser moelaa por uma camaa ieléctrica e peras baixas. A vegetação introuz iscriminação na polarização as onas. Quano as antenas estão acima o nível as árvores, poe usar-se o moelo os raios reflectios numa superfície. Quano a propagação se faz entro as matas, Weissberger propõe que a atenuação suplementar seja estimaa ( f > 00 MHz) por: 67

68 L 0.063f B] 0.187f MHz m, 0.84 [ MHz m, 0 14 m 14 m 400 One m é o comprimento e mata atravessaa pela ona. O ITU (International Telecommunications Union) propõe outro moelo para a atenuação suplementar quano a propagação se faz entro as matas : inserir IV-/ 68

69 Moelos e Propagação O planeamento as áreas e cobertura as EB requer a estimação o sinal e moo a conhecer-se o contorno e caa célula. É essencial prever as zonas limites one o nível e sinal é mínimo e as zonas one poe haver interferência. A previsão o sinal faz-se recorreno a moelos que calculam o valor méio o sinal e a variação em torno esse valor méio. Em geral os moelos são uma mistura e empirismo e aplicação a teoria electromagnética a propagação. Empirismo - quano se obtêm curvas ou expressões analíticas baseaas em aos meios. Vantagem - toma em conta toos os fenómenos, tanto conhecios como os esconhecios Desvantagem - Deverá ser rigorosamente testao para localizações e frequências iferentes as que serviram para prouzir o moelo. Equações teóricas: como as peras em espaço livre e as peras evio ao plano terra, servem muitas vezes como alicerces a moelos que se recorrem e factores empíricos para levarem em conta as peras por ifracção, a curvatura a Terra, efeitos atmosféricos e as peras evio aos eifícios e vegetação. 69

70 Não existe um moelo e aplicação genérico para toos os tipos e ambientes, frequências e parâmetros. A aplicação e moelos com uma componente empírica requer a classificação os ambientes e propagação. A propagação em zonas com eifícios é fortemente influenciaa pelo ambiente envolvente, em especial pelo tamanho e ensiae os eifícios. Uma possível classificação: Áreas urbanas - eifícios altos, escritórios e centros comerciais Áreas suburbanas - pequenos eifícios, parques e jarins Áreas rurais - quintas com eifícios ispersos e florestas Uma classificação não precisa poe levar a iferentes interpretações por iferentes projectistas. Existe a necessiae e escrever o ambiente qualitativamente para evitar ambiguiaes. O ambiente poe ser observao como composto por um conjunto e iferentes scattere classes, inepenentes uns os outros. 70

71 Classificação as Áreas Urbanas através e: Densiae, tamanho, localização e altura os eifícios Densiae a vegetação Onulação o terreno Métoos e Classificação as Áreas Urbanas Kozono e Watanabe ( Tóquio 1977 ) parâmetros : - factor relacionao com a área ocupaa por eifícios. - factor relacionao com o volume os eifícios na área em estuo. Ibrahim e Parsons Aplicao à zona central e Lonres. L - factor e ocupação o terreno - % a área e um quarao, com 500 m e lao, que está ocupaa por eifícios, inepenentemente a sua altura. U - factor o grau e urbanização - % a área ocupaa com eifícios com mais e 4 anares. British Telecom (1988) A British Telecom propôs uma categorização e 10 tipos e cenários e propagação baseaos em escrições qualitativas. 71

72 Categoria Descrição 0 Rios, lagos e mares 1 Campos com poucas árvores Áreas rurais com árvores 3 Florestas 4 Montes e montanhas 5 Áreas suburbanas com poucas habitações e zonas inústriais 6 Áreas suburbanas com grane ensiae e habitações 7 Áreas urbanas com eifícios até 4 pisos mas ispersos entre si 8 Áreas urbanas com alguma ensiae e eifícios,algum os quais com mais e 4 pisos 9 Áreas urbanas com elevaa ensiae e eifícios em que maior parte possui mais e 4 pisos,seno alguns classificaos e arranha-céus Moelo e Okumura-Hata O moelo empírico que serve actualmente e parão foi proposto por Okumura em 1968, baseao em meias feitas na ciae e Tóquio na bana [150, 000] MHz. O moelo fornece o valor meiano a intensiae o campo teno como parâmetros e entraa : frequência; istância o móvel à base; alturas a EB e EM; tipo e ambiente em que a EM se esloca; características o terreno entre a EM e a EB. 7

73 Os ambientes são iviios em 3 classes: 1. Área aberta: ausência e obstáculos numa região e pelo menos 300 m a 400 m iante o móvel;. Área suburbana: existência e alguns obstáculos, não muito ensos, na região próxima o móvel; 3. Área urbana: região com grane ensiae urbanística, e eifícios com ou mais anares No moelo há que consierar os seguintes parâmetros: Os necessários ao cálculo a intensiae o campo em espaço livre (Pb, Gb,, f); h m altura a antena móvel em relação ao solo h be altura efectiva a antena a estação e base h ga altura efectiva a antena a estação base h ga altura méia o terreno a cobrir 73

74 A meiana a intensiae o campo, seguno Okumura vem expressa por E H mu[ B] ( h E [ B µ V / m] el[ Bµ V / m] m, f ) + A mu[ B] ( factores ( f, ) + H bu[ B] e correcção) ( h be, ) + One: E el intensiae o campo em espaço livre; A mu atenuação meiana (relativa ao espaço livre) numa região urbana, com h be 00 m e h m 3m; H bu factor e ganho a altura a antena a base, relativo a h be 00 m; H mu factor e ganho a altura a antena o móvel relativo a h m 3 m. Seno válio para f [150,1500] MHz [1,0] km h h be m [30, 00] m [1,10] m Em espaço livre o valor eficaz o campo eléctrico junto a antena e recepção é: E PE [ Bw] + GE[ Bi] 0 log( [ ]) el[ Bµ V / m] km 74

75 Curvas para o cálculo o campo: Atenuação a meiana A mu 75

76 Factor e ganho a base, H bu Factor a ganho o móvel, H mu 76

77 A atenuação e propagação seguno Hata vem aa por: L P[ B] log( f [ log( h be )]log( [ MHz] [ km] ) 13.8 log( h ) H mu[ B] ( h m be, f ) ) + One o factor e ganho a altura o móvel é efinio por: H mu[ B] [1.1 log( f[ MHz] ) 0.7] hm [1.56 log( f[ MHz] ) 0.8] ciae pequena / méia 8.9 log (1.54 hm ) 1.1, f 00 MHz 3.0 log (11.75 hm ) 4.79, f 400 MHz ciae grane Com H mu a representar o factor e ganho e altura o móvel, efinio para f [150,1500] MHz [1,0] km h h be m [30, 00] m [1,10] m 77

78 Factores e correcção ao valor parão a meiana a intensiae o campo: Correcção para ruas raiais e circunferenciais, K al e K ac Correcção para a inclinação méia, K sp 78

79 Correcção para a onulação o terreno, K h 79

80 Correcção para a posição nas onulações, K hf Correcção para trajectos mistos, K s 80

81 Correcção para monte isolao, K im ; moelo o obstáculo em lâmina Correcção para áreas abertas, Qo, ou quase abertas, Qr (áreas não urbanas) Correcção para áreas suburbanas, K mr 81

82 Hata também estabeleceu aproximações para os factores e correcção as áreas Q log ( f [ MHz] ) 18.33log( f [ MHz] ) K mr[ B] log ( f [ MHz] / 8) A estimação a cobertura as estações base everá ser feita e acoro com o proceimento seguinte: a) a área e cobertura é iviia em sectores circulares, e acoro com os valores típicos os parâmetros o terreno; b) calculam-se os parâmetros o terreno para caa sector circular; c) esenham-se, em caa sector circular as isolinhas a meiana o campo, sem factores e correcção; ) aplicam-se os factores e correcção entro e caa sector circular, e acoro com as particulariaes locais. 8

83 Influência o terreno na altura efectiva a antena. As variações na altura efectiva a antena provocam alterações no nível méio o sinal recebio. h be h be Extensão ao Moelo e Okumura (COST31-European COoperation in the fiel of Scientific an Technical research) A expressão e Hata foi alargaa para frequências entre [1.5,.0] GHz : L p[ B ] log( f [ MHz ] ) 13.8 log( h be ) + [ log( h be )]log( [ Km ] ) H mu [ b ] ( h m, f) + C m[ b ] C m[ B ] 0, 3, ciaes méia centros e centros urbanos suburbanos 83