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Título: Modelagem da propagação radiomóvel no ambiente Cerrado nas faixas denominadas VHF/UHF
Autor(es): Alves, Giovanni César Ganime
Orientador(es): Carvalho, Paulo Henrique Portela de
Assunto: Cerrados - propagação radiomóvel
Programação eletromagnética
Data de publicação: 28-Fev-2016
Referência: ALVES, Giovanni César Ganime. Modelagem da propagação radiomóvel no ambiente Cerrado nas faixas denominadas VHF/UHF. 2015. xv, 118 f., il. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica)—Universidade de Brasília, Brasília, 2015.
Resumo: O cerrado é um bioma que demanda, no seu entorno urbanizado, a conjugação de atividades produtivas e práticas restritivas para conservação do núcleo das reservas de proteção ambiental. Se por um lado, as áreas suburbanas precisam cada vez mais de um avançado sistema de comunicações móveis, por outro lado, as unidades de conservação circunvizinhas destas áreas habitadas precisam dessas facilidades, porém com mínima equipagem invasiva em seus ricos ecossistemas. A modelagem da propagação do canal móvel com ênfase no cerrado será abordada neste estudo com o objetivo de viabilizar o projeto de sistemas de comunicações móveis que atendam a esses segmentos. A faixa do espectro eletromagnético denominada de VHF/UHF, atualmente licenciada para transmissão de televisão, é altamente propícia a este cenário em termos do alcance e da adaptabilidade. O estudo da propagação no canal móvel baseado em modelos matemáticos determinísticos, empíricos, semi-empíricos e estatísticos foi realizado nas frequências de 144 MHz e 435 MHz, com ênfase na caracterização dos fenômenos genericamente denominados de desvanecimentos. Os dados experimentais advindos das campanhas de medição realizadas na Fazenda Água Limpa (FAL), sítio de permanente preservação ambiental e de desenvolvimento de estudos técnico-científicos da Universidade de Brasília (UnB), permitiram traçar perfis úteis à operação de comunicações móveis de última geração, validando assim o enfoque teórico da pesquisa. A FAL é um ambiente caracterizado pela predominância da matriz arbórea do tipo cerrado. Os dados experimentais foram compilados para o processamento e o pós-processamento utilizando-se de algoritmos computacionais especialmente desenvolvidas para este trabalho no âmbito do Laboratório de Estruturas de Micro-Ondas e Ondas Milimétricas (LEMOM), do Departamento de Engenharia Elétrica (ENE), da Faculdade de Tecnologia (FT), Universidade de Brasília. Algumas das contribuições da pesquisa podem ser elencadas no seguinte: inédita modelagem analítica dos parâmetros de propagação do bioma cerrado contrastando os resultados das estações chuvosa e seca; adaptação de um transceptor comercial para funcionar como gerador estável de sinal ajustável; e procedimentos para realização de campanhas de medição em ambientes desprovidos de infraestrutura.
Abstract: The aim of this present study is to explore analytical modeling that validates the electromagnetic propagation at the biome “cerrado” – a Brazilian Savanna Forest. It emphasizes the viability of developing an advanced mobile radio network on a large area of this vegetation, which is the second most extensive ecosystem in Brazil. The study gets its importance by being a viable way to solve the conflict of interest between social-economic municipalities for productive land uses and the ecological zoning stations of native “cerrado” for permanent preservation tasks. To equalize the roles of socio-economic wishes and environment protection, and at the same time be up-to-date with telecommunication segment, a mobile network into the low VHF/UHF electromagnetic spectrum - more precisely near the named “ tv white spaces” segments of the spectrum - was focused in this work. The methodology applied was based on mathematical empirical, semi-empirical, and statistical confronted with experimental data obtained by realistic drive-tests trails on “cerrado”. The measurements at “cerrado” were conducted on setting up a car for drive-testing trails in order to gather experimental data. The analysis characterizes fading and propagation loss parameters on the rich topographic profile covered with vegetation, predominately by the floristic type classified as “cerrado”. The laboratory chosen to validate the theory was the permanent environment preservation station of the University of Brasilia-UnB, located around Brasilia downtown, known as “Fazenda Água Limpa” (FAL). Some contribution of this research comprises an original analysis of propagation at Brazilian Savanna “cerrado” - similar to Venezuelan and Australian Savannas - on two representative white space frequencies of low VHF/UHF spectrum: 144 MHz and 435 MHz. Another contribution is the step-by-step guideline to take field trail measurements in a wild area absent of energy infrastructure. Additionally a creative circuit was developed to convert a commercial PTT transceiver in a RF stable and adjustable generator. The text also sketches the propagation models, contrasting dry and wet climatic seasons. It could be a usable tool for planning new generation of mobile radio network in rural regions.
Informações adicionais: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2015.
Licença: A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.
DOI: http://dx.doi.org/10.26512/2015.5.T.19601
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