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Título: Caracterização e capacidade de canais sem fio entre plataforma HAPs e receptor terrestre
Autor(es): Gonçalves, Raquel Mendonça
Orientador(es): Dias, Ugo Silva
Assunto: Comunicação
Capacidade ergódica
Plataformas HAPs
Data de publicação: 14-Fev-2019
Referência: GONÇALVES, Raquel Mendonça. Caracterização e capacidade de canais sem fio entre plataforma HAPs e receptor terrestre. 2018. ix, 67 f., il. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica)—Universidade de Brasília, Brasília, 2018.
Resumo: Na busca por meios alternativos para prover a comunicação, as plataformas HAPs (do inglês High Altitude Platforms) são uma opção para complementar o fornecimento de serviço de comunicação sem fio. Essas plataformas foram concebidas para corresponder à ideia de posicionar um objeto transmissor voando a altitudes próximas ao espaço e estabelecendo enlaces de comunicação com objetos receptores localizados na Terra. Como toda nova tecnologia, o uso de HAPs, por mais que seja promissor, envolve desafios e riscos. Seu uso é pauta de diversos estudos e testes que verificam se a ideia é viável tecnicamente e financeiramente. Devido aos avanços nos meios de comunicação que utilizam as altitudes próximas ao espaço, é preciso compreender melhor a infiuência da chuva, das nuvens e dos gases atmosféricos no nível do sinal, e ainda verificar a viabilidade dessa forma de comunicação em território brasileiro. O presente trabalho traz ajustes no modelo de perda de percurso no espaço livre para considerar os principais efeitos climáticos no enlace entre um receptor na terra e uma plataforma HAPs em algumas cidades do Brasil. Além disso, é realizado também um estudo de capacidade do canal para este tipo de comunicação, caracterizando a capacidade de Shannon e a capacidade ergódica para o modelo fi-fi Sombreado em cenários com e sem diversidade espacial. Ao final, é mostrado que os efeitos climáticos alteram consideravelmente a atenuação do sinal, e, a depender das características de desvanecimento do canal, a capacidade ergódica indica as possíveis distâncias de rádio nas quais a comunicação se torna inviável. Foi concluído, então, que o efeito do multipercurso é o que mais infiuencia nas variações da capacidade, as características de linha de visada são significantes para a capacidade quando o multipercurso é prejudicial (fi baixo) e, por último, o sombreamento possui efeito identificável apenas quando há mais linha de visada (fi alto). Por fim, nos cenários de diversidade, foi possível observar que o emprego desta técnica melhora os resultados de capacidade quando há mais multipercurso e/ou pouca linha de visada e, além disso, mitiga os efeitos do sombreamento no desempenho do canal.
Abstract: In the search for alternative means to provide communication, HAPs (High Altitude Platforms) platforms are an option to complement the provision of wireless communication service. These platforms are designed to match the idea of positioning a transmitter object by ying at altitudes near space and establishing communication links with receiving objects located on Earth. Like all new technology, the use of HAPs, however promising, involves challenges and risks. Its use is the guideline of several studies and tests that verify if the idea is feasible technically and nancially. Due to these advances in near space vehicle communication, it is necessary to comprehend the in uence of rain, clouds and atmospheric gases at the signal level, and also verify the viability of this form of communication in Brazilian territory. The present project brings adjustments in the free space pathloss model to consider these climatic e ects in the link between a receiver on the ground and a HAPs platform in some cities of Brazil. In addition, the channel capacity is also veri ed for this communication link, characterizing the Shannon capacity and the ergodic capacity for the model - Shadowed in scenarios with and without spatial diversity. At the end, it is shown that climate change will considerably alter signal attenuation, and, depending on channel fading characteristics, the ergodic capacity indicates the possible radio distances at which communication becomes impracticable. It was concluded, then, that the e ect of multipath is the one that most in uences the variations of the capacity, line-of-sight characteristics are signi cant for capacity when the multipath is detrimental (lower ) and, nally, the shadowing has identi able e ect only when there is more line-of-sight (higher ). Finally, in the diversity scenarios, it was possible to observe that the use of this technique improves the capacity results when there is more multipath and/or less line-of-sight and, in addition, it mitigates the e ects of the shadowing in the performance of the channel.
Informações adicionais: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2018.
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Aparece nas coleções:ENE - Mestrado em Engenharia Elétrica (Dissertações)

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