Modelamento de sistemas móveis celulares em ambiente indoor usando equações parabólicas
The progress of the wireless digital communication system during the last years has been remarkable, and today is one of the fields with faster development. There is a growing search in propagation models that provide efficiency and accuracy. The study of the radio propagation in these environmen...
| Autor principal: | MÁGNO, Fátima Nazaré Baraúna |
|---|---|
| Grau: | Tese |
| Idioma: | por |
| Publicado em: |
Universidade Federal do Pará
2016
|
| Assuntos: | |
| Acesso em linha: |
http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/7174 |
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ir-2011-7174 |
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ir-2011-71742022-03-24T13:50:52Z Modelamento de sistemas móveis celulares em ambiente indoor usando equações parabólicas MÁGNO, Fátima Nazaré Baraúna CAVALCANTE, Gervásio Protásio dos Santos http://lattes.cnpq.br/2265948982068382 COSTA, Jessé Carvalho http://lattes.cnpq.br/7294174204296739 Sistemas de comunicação móvel Equações diferenciais parabólicas Propagação de ondas de rádio Ondas eletromagnéticas Comunicações digitais CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES::TEORIA ELETROMAGNETICA, MICROONDAS, PROPAGACAO DE ONDAS, ANTENAS The progress of the wireless digital communication system during the last years has been remarkable, and today is one of the fields with faster development. There is a growing search in propagation models that provide efficiency and accuracy. The study of the radio propagation in these environments is very important for the determination of the propagation losses in indoor environment, because any object with dimensions in the order of greatness inside of the range of mobile communication wavelength can act as an interference source for the electromagnetic waves. Two types of propagation models are very used for indoor environment: the empirics and the deterministic. The first ones are based on very simple and direct formulas, easy to apply, however they provide local-specific precision. The deterministic models follow propagation of electromagnetic waves physical principles - the most popular are the ray tracing and the numeric solution of the equations of Maxwell (elliptic equations and for approach, parabolic equations). In this work is proposed a model based on the method of parabolic equations, being considered narrow angles (up to 15°) and wide angles (up to 90°) of propagation. For the solution of the parabolic equation for small propagation angles, the implicit finite difference scheme of the Crank-Nicholson type was used; and for the solution of the equation that considers wide propagation angles the mixed Fourier Transforms was used. In order to validate the model proposed, measurement campaigns were carried out in frequencies of 900 MHz and 2.4 GHz and the data obtained from these campaigns were compared to the model proposed in this work. Besides, the model in subject was also compared with some existent models in the literature. The results found in this work validate the method of parabolic equations as an important tool for the calculation of the propagation loss in indoor environment, once a great reduction of computational effort and quantity of necessary memory, when compared the other methods and a better result was observed for wide propagation angles. Nos últimos anos, o avanço do sistema de comunicação digital sem fio foi notável. A comunicação sem fio em recinto fechado (indoor) é, hoje, um dos campos com mais rápido desenvolvimento. Há uma procura crescente em modelos de propagação que proporcionem eficiência e precisão. O estudo da radiopropagação nestes ambientes é muito importante para a determinação das perdas que ocorrem em ambientes indoor, pois qualquer objeto com dimensões na ordem de grandeza do comprimento de onda na faixa de comunicação móvel, pode atuar como uma fonte de interferência para as ondas eletromagnéticas. Dois tipos de modelos de propagação são muito usados para ambientes indoor, os empíricos e os determinísticos. Os primeiros estão baseados em fórmulas muito simples e diretas, fáceis de aplicar, porém proporcionam precisão local-específica. Os modelos determinísticos seguem princípios físicos de propagação de ondas eletromagnéticas - os mais populares são o ray tracing e a solução numérica das equações de Maxwell (equações elípticas e por aproximação, equações parabólicas). Nesta tese é proposto um modelo baseado no método de equações parabólicas, considerando-se pequenos ângulos (até 15°) e grandes ângulos (até 90°) de propagação. Para a solução da equação parabólica para pequenos ângulos de propagação, foi utilizado o esquema implícito de diferenças finitas do tipo Crank Nicolson; já para a solução da equação que considera grandes ângulos de propagação, foi utilizada a transformada de Fourier mista. Para validação do modelo proposto foram feitas campanhas de medições para frequências de 900 MHz e 2,4 GHz e os dados obtidos nestas campanhas foram comparados ao modelo proposto na tese. Além disto, o modelo em questão foi também comparado a alguns modelos existentes na literatura. Os resultados encontrados neste trabalho validam o modelo proposto como uma importante ferramenta para o cálculo da perda de propagação em ambientes indoor, com grande redução do esforço computacional e quantidade de memória necessária, quando comparado a outros métodos e ainda foi observado um melhor desempenho para grandes ângulos de propagação. 2016-12-15T14:41:04Z 2016-12-15T14:41:04Z 2009-05-07 Tese MÁGNO, Fátima Nazaré Baraúna. Modelamento de sistemas móveis celulares em ambiente indoor usando equações parabólicas. 2009. 120 f. Orientador: Gervásio Protásio dos Santos Cavalcante; Coorientador: Jessé Carvalho Costa.Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, 2009. Disponível em: http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/7174. Acesso:. http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/7174 por Acesso Aberto application/pdf Universidade Federal do Pará Brasil Instituto de Tecnologia UFPA Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
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Repositório Institucional - Universidade Federal do Pará |
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simple and direct formulas, easy to apply, however they provide local-specific
precision. The deterministic models follow propagation of electromagnetic waves
physical principles - the most popular are the ray tracing and the numeric solution
of the equations of Maxwell (elliptic equations and for approach, parabolic
equations). In this work is proposed a model based on the method of parabolic
equations, being considered narrow angles (up to 15°) and wide angles (up to 90°)
of propagation. For the solution of the parabolic equation for small propagation
angles, the implicit finite difference scheme of the Crank-Nicholson type was used;
and for the solution of the equation that considers wide propagation angles the
mixed Fourier Transforms was used. In order to validate the model proposed,
measurement campaigns were carried out in frequencies of 900 MHz and 2.4 GHz
and the data obtained from these campaigns were compared to the model
proposed in this work. Besides, the model in subject was also compared with
some existent models in the literature. The results found in this work validate the method of parabolic equations as an important tool for the calculation of the
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