Métodos assintóticos para caracterização do canal rádio em ambientes externos

Exportado OPUSMade available in DSpace on 2019-08-13T15:11:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 diego_camilo_tami_lopez.pdf: 14665650 bytes, checksum: c043a242cc0b68f82820806d83c3cd01 (MD5) Previous issue date: 8Este trabalho aborda a caracterização do canal rádio em ambientes externos através da implementação de métodos assintóticos que calculam de modo determinístico o espalhamento eletromagnético das ondas propagadas pelos sistemas de comunicações sem fio. A técnica utilizada para modelar a propagação multipercurso será o traçado de raios, a qual permite analisar individualmente a contribuição que cada raio tem sobre o campo elétrico. A análise será feita no domínio da frequência usando a Óptica Geométrica (GO - Geometrical Optics) e a Teoria Uniforme da Difração (UTD - Uniform Theory of Diffraction) em meios homogêneos, lineares e invariantes no tempo. Com relação à UTD serão estudados três coeficientes heurísticos apresentados na literatura que determinam o campo difratado sobre arestas com condutividade finita. Para isso, será apresentado o estudo canônico da difração sobre uma cunha com perdas. Some-se a isto uma análise comparativa entre os resultados da predição de cobertura radioelétrica segundo cada coeficiente, em três cenários urbanos realísticos, Ottawa, Cali e Valência, que possuem campanhas de medidas. A fim de avaliar a precisão de cada simulação, será calculado o comportamento estatístico, dado pela média aritmética e o desvio padrão dos erros absolutos entre os valores estimados por simulação e os dados das medições, sobre um grande número de pontos receptores. Os ambientes reais modelados se caracterizam por conter uma alta densidade de prédios com diversidade geométrica, aspectos comuns de ambientes urbanos. Os obstáculos de cada ambiente foram caracterizados segundo as propriedades eletromagnéticas dos materiais que os constituem, citadas na literatura. Os parâmetros próprios dos enlaces de rádio serão estabelecidos de acordo com a descrição dada pelas campanhas de medições, tais como a localização da antena transmissora e os pontos de recepção. Finalmente, serão mostrados os resultados da predição da atenuação do sinal para cada coeficiente da UTD nos ambientes propostos.This work presents the radio channel characterization in outdoor environments using the implementation of asymptotic methods to calculate deterministically of electromagnetic radiowaves scattering in wireless communications systems. The technique used to model the multipath propagation is the ray tracing. It allows a individual analysis about the contribution that each ray has on the electric field. The analysis will be done in the frequency domain using Geometrical Optics (GO) and Uniform Theory of Diffraction (UTD) in homogeneous, linear and time invariant mediums. In relation to UTD will be studied three heuristic coefficients cited in the literature. These will be used to determine the diffracted field on lossy conducting wedges. To achieve this, the canonical case of diffraction on a lossy wedges will be presented. In addition to this, will be done a comparative analysis between the radio coverage prediction simulations according to each coefficient and the measurenments in three realistic urban scenarios, Ottawa, Cali and Valencia. In order to evaluate the accuracy of each coefficient, it will be computed the statistical behavior given by the mean and standard deviation of the absolute errors between the estimated values and the measured data of path loss in a large number of receptor points localized on the measurements routes. The real environments model are characterized by containing a high density of buildings with geometric diversity, common aspects of urban environments. The environment obstacles were defined according to the material type and its electromagnetic properties that were taken from researches. The characteristics of the radio links will be established according to the description given for the measurement campaigns, such as the location of the transmitter antenna and the receiver points. Finally, it will be showed the path loss prediction for each UTD coefficients in the proposed urban environments