Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/18297
metadata.dc.type: Tese
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Comparação do sistema celular móvel através do software Netmonitor e Pathloss associado aos métodos de propagação Okumura, Hata e Cost-231
metadata.dc.creator: Piau, Diego de Brito
metadata.dc.contributor.advisor1: Carrijo, Gilberto Arantes
metadata.dc.contributor.referee1: Mateus, Alexandre Coutinho
metadata.dc.contributor.referee2: Vilanova, Antônio Carlos
metadata.dc.contributor.referee3: Arruda, Benedito Alencar de
metadata.dc.contributor.referee4: Caparelli, Paulo Sérgio
metadata.dc.description.resumo: O tema abordado neste trabalho está relacionado a uma área de telecomunicações muito importante no ramo acadêmico e empresarial. A área de comunicações móveis está cada vez mais presente no dia a dia da população e esta tecnologia iniciou a partir das primeira invenções na década de 1830 relacionado a Telecomunicações. Os princípios das ondas eletromagnéticas fazem parte do meio de comunicação entre as partes envolvidas transmitindo as ondas de rádio de uma estação rádio-base até uma estação móvel. As ondas propagam-se na camada da troposfera e alcançam a antena receptora através da linha de visada direta ou por propagação de caminho múltiplo. Os conceitos sobre refração atmosférica, Raio Terrestre Equivalente e Zona de Fresnel estão presentes no estudo sobre a propagação das ondas eletromagnéticas. Por meio da refração, ocorre-se a alteração da direção de uma onda incidente quando atravessa um meio diferente do atual. O conceito do Raio Terrestre equivalente na propagação é muito importante e pode ser determinante no estudo de projetos. Porém, este conceito é verificado para links que possuem distância maiores que 18 km e mas os enlaces que serão estudados nesta tese possuem uma distância inferior de 4 km. A Zona de Fresnel também é um conceito importante na análise da onda eletromagnética, o qual a referida Zona aumenta com a diminuição da frequência por meio do comprimento de onda, possibilitando um maior alcance ao ponto desejado. Esta Zona é analisada em função da linha de visada direta em relação a garantia total do sinal através da Primeira Região de Fresnel, que é alterada de acordo com a frequência de operação. O sistema de telefonia celular é caracterizado pela comunicação sem fio, que por meio de uma estação rádio-base realiza a cobertura da área geográfica por meio de antenas setorizadas. A readequação do sistema celular foi importante devido aos projetos que eram realizados antigamente, pois apenas um transmissor era responsável pela cobertura celular de uma grande área e assim limitando a capacidade de tráfego devido a não utilização de várias frequências no mesmo espaço geográfico. O intuito da rede celular é sempre aumentar a capacidade de tráfego aliados aos mecanismos de reutilização de frequência, setorização e o uso de repetidora para a extensão do alcance. O modelo de propagação no espaço livre ocorre quando o sinal incidente da antena transmissora possui visada direta em relação a antena receptora. Em sistemas móveis, isto ocorre apenas na elaboração do projeto, pois é estudado a qualidade do sinal receptor ponto a ponto. Após a implantação do sistema celular, a comunicação do sistema celular é efetuada através dos mecanismos básicos de propagação que é a reflexão, dispersão e difração. O cálculo do Sinal Recebido na estação móvel deve estar relacionado com a diferença de azimute entre a antena instalada e o link efetuado entre móvel e rádio- base. Esta diferença acrescenta uma atenuação no ganho da antena transmissora, além do ângulo de elevação existente no enlace ponto a ponto. Por fim, através dos modelos de propagação propostos de Okumura, Hata e Cost-231, os Sinais Recebidos são encontrados por meio da frequência de operação. Os softwares Google Earth e Pathloss auxiliarão o estudo do relevo topográfico em conjunto com a Zona de Fresnel de acordo com a frequência em operação. O aplicativo My Coordinates GPS será responsável pela coleta de coordenadas geográficas e Netmonitor fará a coleta do Sinal Recebido. O sistema celular utilizado nos estudos será a tecnologia GSM ou 2a Geração, que por meio dos cálculos matemáticos relacionados aos modelos de propagação, teremos a aproximação do valores calculados com o nível de Sinal de Recepção coletado por meio do aplicativo utilizado por engenheiros de operadoras de telecomunicações. O aplicativo Netmonitor será validado através de dispositivos celulares diferentes em conjunto com o Spectrum Analyzer. Assim, permitindo o uso para os os testes planejados. Os testes iniciarão no Campus UFU em Patos de Minas-MG com links celulares que possuem distância acima de 1 km. Neste teste será utilizado o modelo de propagação de Okumura, Hata e Cost-231, a fim de identificar qual modelo aproxima-se dos valores coletados pelo Netmonitor. Em sequência, o estudo será realizado em espaços geográficos que realizam links com distâncias menores que 1 km. Isto porque, os modelos de propagação mencionados não podem ser utilizados na faixa de distância mencionada anteriormente e aproveitaremos para o estudo do comportamento de cada link. Os testes iniciarão no Campus UFU em Patos de Minas-MG, em sequência em duas regiões centrais da mesma cidade e por fim em Uberlândia-MG. Associado a estes testes será estudado além dos modelos de propagação Okumura, Hata e Cost-231, também a Recomendação 1411-7. Em resumo, o objetivo desta tese é relacionar as ondas eletromagnéticas em um sistema celular, que por meio de softwares e modelos de propagação existentes possam mostrar a veracidade do aplicativo utilizado e consequentemente analisar o método mais preciso em relação ao Netmonitor. Além disso, também ser utilizado para estudos onde o modelo de propagação limita-se em relação a distância entre link rádio-base e móvel. Associado aos estudos sobre comunicações móveis, estender os conceitos e ideias a trabalhos futuros na área de antenas e propagação e enlaces de microondas, a fim de melhorar os modelos de propagações propostos.
Abstract: The issue addressed in this paper is related to a very important area of telecommunications in the academic and business branch. The area of mobile communications is increasingly present in everyday life of the population and this technology started from the first inventions in the 1830s related to Telecommunications. The principles of electromagnetic waves are part of the means of communication between the parties involved transmitting radio waves from a base station to a mobile station. The waves propagate in the troposphere and reach the receiving antenna through the direct sight line or spread of multipath. The concepts of atmospheric refraction, Raio Terrestre Equivalents and Fresnel Zone are present in the study of the propagation of electromagnetic waves. By refraction, is to change the direction of an incident wave as it passes through a different medium than today. The concept Raio Terrestre Equivalente in the spread is very important and can be decisive in the project study. However, this concept is checked for links that have distance greater than 18 km and links but that will be studied in this thesis have a lower distance of 4 km. The Fresnel Zone is also an important concept in the analysis of electromagnetic wave, to which said region increases with decreasing frequency through wavelength, allowing a greater reach the desired point. This area is analyzed in terms of line-of-sight for full warranty signal through the First Region of Fresnel, which is changed according to the operating frequency. The mobile system is characterized by wireless communication, through a radio base station performs the geographical area covered by sectorized antennas. The cellular system readjustment was important due to the projects that were formerly carried out, as only one transmitter was responsible for cell coverage of a large area and thus limiting the ability to traffic due to not using multiple frequencies in the same geographical space. The purpose of the cellular network is always increase traffic capacity combined with the frequency reuse mechanisms, sectorization and the use of repeater to extend the range. The propagation model in free space occurs when the incident signal from the transmitting antenna has targeted directly towards the receiving antenna. In mobile systems, this occurs only in project design, it is studied the signal quality receiver point to point. After implantation of the cellular system, the mobile communication system is made using the basic propagation mechanisms is the reflection, dispersion and diffraction. The calculation of Signal Received in the mobile station must be related to the azimuth difference between installed antenna and the link made between mobile and base. This difference adds an attenuation in the gain of the transmitting antenna, in addition to the existing elevation angle at the link point to point. Finally, using the proposed propagation models Okumura, Hata and COST-231, the received signals are found by means of the operating frequency. The Google Earth and Pathloss software will help the study of topographic relief in conjunction with the Fresnel Zone according to the frequency in operation. My Coordinates GPS application is responsible for collecting geographical and Netmonitor coordinates the collection will sign Received. The mobile system used in the studies will be the GSM or 2nd generation technology, which through mathematical calculations related to propagation models, we have the approach of calculated values with the Receive Signal level collected through the application used by engineers of operators telecommunications. The Netmonitor application is validated by different wireless devices in conjunction with the spectrum analyzer. Thus allowing the use for the planned tests. The tests will begin in the Campus UFU in Patos de Minas-MG with cellular links have distance greater than 1 km. In this test will use the model of spreading Okumura, Hata and COST-231 in order to identify which model approaches the values collected by Netmonitor. In sequence, the study will be conducted in geographic areas that carry links with distances less than 1 km away. This is because the aforementioned propagation models can not be used within a distance range mentioned above and we will take to the study of the behavior of each link. The tests will begin in the Campus UFU in Patos de Minas-MG in sequence in two central regions of the same city and finally in Uberlândia, MG. Associated with these tests will be studied beyond Okumura propagation models, Hata and COST- 231, also Recommendation 1411-7. In short, the objective of this thesis is to relate the electromagnetic waves in a cellular system, which spread through existing software and models to show the truth on your application and thus analyze the most accurate method in relation to Netmonitor. Furthermore, also be used for studies where the propagation model is limited relative to the distance between the link and the mobile radio base. Associated with the mobile communication studies, extend the concepts and ideas for further work in the field of antennas and propagation and microwave links, in order to improve the proposed propagation models.
Keywords: Engenharia Elétrica
Sistema global para comunicações móveis
Telecomunicação
Propagação da onda
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica
Citation: PIAU, Diego de Brito. Comparação do sistema celular móvel através do software Netmonitor e Pathloss associado aos métodos de propagação Okumura, Hata e Cost-231. 2015. 340 f. Tese (Doutorado em Ciências) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2015.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/18297
Issue Date: 24-Mar-2015
Appears in Collections:TESE - Engenharia Elétrica

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
ComparacaoSistemaCelular.pdfTese132.25 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.