PARTE 2: PROPAGAÇÃO DE RÁDIO
AULA 8: DESVANECIMENTO EM
LARGA ESCALA
Sistemas de Telecomunicações II
Prof. Flávio Ávila
Conteúdo


Propagação no espaço livre
Propagação em espaço urbano
 Reflexão
 Difração
 Espalhamento

Modelos de propagação
 Log-distância
de perda de caminho
 Sombreamento log-normal de perda de caminho
Propagação no Espaço Livre
3

Caminho desobstruído entre transmissor e receptor

Exemplos
 Satélite
 Radio
astronomia (micro-ondas)
 Luz das estrelas
Propagação no Espaço Livre
4


Potência decai com o inverso do quadrado da
distância entre transmissor e receptor
Ganho da
Equação de Friis
Ganho
antena
transmissors
potência
Transmitida
da antena
receptora
Comprimento
de onda
potência
recebida
distância T-R
Perda fora a
propagação
Propagação no Espaço Livre
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

Radiador isotrópico: antena ideal que irradia
potência com ganho unitário uniformemente em
todas as direções
Ganho da antena em função da abertura efetiva
(Ae)
 Ae
depende do tamanho da antena
 l depende da frequência da portadora
Propagação no Espaço Livre
6

Campos de uma antena
próximo
 distante (região de Fraunhofer)

Distância de Fraunhofer
Maior dimensão linear
de abertura da antena
Propagação no Espaço Livre
7


Potência recebida em “far field”
Utiliza-se um ponto à distância d0 como referência
Propagação no Espaço Livre
8

Perda de caminho em dB
Exemplos


4.1) Qual a distância de far-field para uma antena
com dimensão máxima de 1 m operando em 900
MHz?
4.2) Se um transmissor produz 50 W de potência,
expresse a potência transmitida em dBm e dBW. Se
essa potência é aplicada a uma antena de ganho
unitário usando portadora a 900 MHz, encontre a
potência recebida (em dB) numa distância de
espaço livre de 100 m da antena. Assuma antena
receptora de ganho unitário.
Propagação em ambiente urbano
Propagação em ambiente urbano

Desvanecimento de larga escala
 Perda

de potência com a distância T-R
Desvanecimento de pequena escala
 Interferência
aleatória (construtiva ou destrutiva)
Propagação em ambiente urbano
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
Fenômenos relevantes
reflexão
 difração
 Espalhamento
 Interferência
 Refração


Modelos propagação
em larga escala: prevêem a intensidade média do sinal num
dado ponto
 em pequena escala: caracterizam flutuações “rápidas” da
intensidade do sinal em torno da média

Reflexão
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Difração
14
Difração
15



Caminho contém obstáculo com arestas de dimensões
menors que comprimento de onda
Permite que sinais se propaguem ao redor da superfície
curva da terra, além do horizonte, e por trás de obstruções
Princípio de Huygens:



todos os pontos podem ser considerados como fontes pontuais
para produção de ondas secundárias
essas ondas secundárias se combinam produzindo uma nova
frente de onda na direção da propagação
A difração é causada pela propagação das ondas
secundárias em uma região sombreada;
Espalhamento (scattering)
16
Espalhamento (scattering)
17


Meio contém grande número de objetvos com
dimensões pequenas em relação ao comprimento
de onda
Onda incide em uma superfície áspera
A
energia refletida é espalhada (difundida) em todas
as direções

Folhagens, sinais de trânsito e postes de iluminação
geram dispersão
Modelos de Propagação
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
Definição da área de cobertura de uma EB:
 Determinar
a potência requerida;
 Determinar a duração da bateria;


Definir os esquema de modulação e codificação
adequadas a um certo meio
Determinar a máxima capacidade do canal
Modelos de propagação
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

Combinação de métodos analíticos e empíricos
Método empírico
 Ajuste
de curvas ou que descrevem medições em campo
 vantagem: considera os fatores de propagação
conhecidos e desconhecidos
 desvantagem: adequado somente nas condiçoes em
que foram feitas as medições

Método analítico: modela os mecanismos de
propagação matematicamente a partir de
princípios gerais
Modelo log-distância de perda de
caminho
20

Potência recebida a uma distância d:

Limitação: Ignora variações locais
Sombreamento Log-normal
21

Modela variações em torno da média

Xσ variável aleatória Gaussiana de média zero (em dB) com desvio
σ (também em dB)

Potência recebida

Como medir n e σ?
Sombreamento Log-normal
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Interpretação?
Sombreamento Log-normal
23

Distribuição normal
Sombreamento Log-normal
24

Função de erro (erf)
Sombreamento log-normal
Sombreamento Log-normal
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

A probabilidade de que o nível do sinal recebido (dB) supere
um certo valor g
Função Q é definida como
Sombreamento Log-Normal
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


Devido a efeitos aleatórios do sombreamento, alguns
locais dentro de uma área de cobertura estarão abaixo
de determinado patamar de sinal recebido desejado
É útil calcular a porcentagem da área de cobertura em
que a potência recebida é maior que um limiar desejado
A porcentagem de serviço útil U(g), para uma área de
cobertura de raio R e patamar de sinal recebido g
Sombreamento Log-Normal
28
onde
Sombreamento Log-Normal
29
Exemplo
30
Exemplo
31
Questionário

1) Propagação no espaço livre. Potência decai com
o inverso da distância elevada a que número?
Questionário

2) O que causa variações de potência em larga
escala?
Questionário

3) O que causa variações de potência em pequena
escala?
Questionário

4) Qual a premissa do modelo de sombreamento
log-normal?