Seção: Tutoriais Rádio e TV

Modelo de Propagação Aplicado

Para a análise da propagação do sinal, foi utilizado o método de Modelo de Percurso Dominante (MPD) para a realização de planejamento de sistemas de radiodifusão. Esse modelo aplica-se ao percurso do cenário, entre o transmissor e o receptor, que possui a maior concentração de energia. O algoritmo do MPD baseia-se em uma abordagem universal que permite cálculos em ambientes rurais, urbanos e indoor. Quando ele se aplica a ambientes urbanos é nomeado de Urban Dominant Path Model [29].

Na Figura 5, temos o comparativo de três diferentes métodos de propagação. No modelo empírico, considera-se apenas o caminho direto entre um transmissor e um receptor (bloco à esquerda da figura). No modelo Ray Tracing (bloco do meio) são determinados vários caminhos, a partir de reflexões, difrações, etc. E o modelo de MPD (bloco à direita) determina apenas o caminho mais relevante, o que leva menor tempo de computação [29].

Figura 5: Modelo empírico, ray tracing e MPD

Fonte: 29

As vantagens do modelo de percurso dominante são resumidas em:

• A dependência do banco de dados vetorial é reduzida (em comparação ao modelo Ray Tracing);
• Apenas o caminho de propagação de maior importância é considerado, por ser o que possui maior parte da energia;
• Não é necessário um pré-processamento demorado (em comparação ao Intelligent Ray Tracing);
• Curtos tempo de computação no nível de modelos empíricos;
• A precisão atinge o nível de modelos Ray-Optical;
• Predição de cobertura para ambientes indoor [29].

A Equação (1) [29] é utilizada para a predição de intensidade de campo recebida ao longo do caminho de propagação.

onde:

• C é a constante da potência de transmissão;
• G_T é o ganho da antena transmissora;
• L_dist fator que depende da distância e do modo com ou sem visada direta;
• L_diff são as perdas por difração;
• G_w é o ganho devido aos efeitos de orientação das ondas.

A distância dependente (d) é descrita pelo parâmetro L_dist, dependendo da situação de estar com ou sem linha de visada e da distância do transmissor ao receptor. Se a distância for maior que a distância do ponto de interrupção (d_pi), então dois expoentes de perda de caminho, antes e depois do ponto de interrupção, são aplicados. Essa distância pode ser determinada usando a Equação (2) [29].

onde:

• h_t é a altura da antena transmissora;
• h_ré a altura da antena receptora;
• λ é o comprimento de onda.

A dependência de L_dist com a distância é dada por [29]:

Os parâmetros p1 e p2 descrevem os diferentes expoentes de perda de caminho para a área antes e depois do ponto de interrupção. Além disso, as situações de visada direta (on line of sight - LOS) são tratadas de forma diferente das situações de sem visada direta (non line of sight - NLOS). Isso significa que há quatro expoentes de perda de caminho considerados para a dependência à distância: LOS antes do ponto de interrupção; LOS após ponto de interrupção; NLOS antes do ponto de interrupção e NLOS após ponto de interrupção.

O parâmetro L_diff representa uma perda individual devido à difração no caminho de propagação. A soma de todas as perdas de difração individuais é calculada quando há mais de uma difração. Para o MPD, foi desenvolvido um novo modelo de difração que permite o ajuste simples do comportamento. A perda de difração depende apenas do ângulo φ entre o raio incidente e o raio difratado em uma parte da difração.

De acordo com a Equação (3), sempre há um deslocamento L_min considerado, bem como um termo para a perda dependente do ângulo. Se o ângulo for maior igual ao φ_max, uma perda constante é aplicada. L_max é o valor máximo para a perda e pode ser definido pelo usuário [29].

Probabilidade de Interrupção do Sinal

A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) e a Agência Nacional de Telecomunicações (ANATEL) definem os parâmetros técnicos para a TV Digital, como a intensidade de campo, a potência de recepção e a relação sinal ruído (SNR). Para isso, a Equação (5) abaixo representa a função densidade de probabilidade (FDP) de Rayleigh, para qual é utilizada para caracterizar os canais afetados por multipercurso [31] [32].

A função da distribuição cumulativa (FDC) define-se como a probabilidade de que uma variável aleatória venha a assumir um valor inferior ao de x (considerando-o como o mínimo valor aceitável para a intensidade de campo). A Equação (6) é expressa a seguir com a FDC integral da FDP.

Um fator decisivo no planejamento de sistemas sem fio (wireless) é a probabilidade de interrupção do sinal, definida como a probabilidade de que um certo nível de intensidade de campo não seja atingido, o que também pode ser entendido pela definição da FDC. A partir da Equação (7), podemos calcular a porcentagem da probabilidade de interrupção.