1 Trabalho de Comunicao sem fios

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Departamento de Engenharia Electrotcnica Seco de Telecomunicaes Mestrado em Fisica

Grupo: ____ n ______ e ______

Modelos de cobertura em redes WIFI

Comunicao sem fios

2005/2006

1 Trabalho de Comunicao sem fios

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Introduo

Nos sistemas de comunicaes sem fios, devido s caractersticas do meio

de comunicao necessrio recorrer a tcnicas de planeamento de rdio

frequncia visando a optimizao da cobertura efectuada por cada antena

emissora. Dependendo da aplicao concreta e da gama de frequncias

utilizada, existem uma grande variedade de modelos tericos e semi-tericos

disponveis, que podem ser aplicados para a previso de cobertura. Esta

variedade deve-se ao facto do meio apresentar caractersticas de atenuao

e propagao distintas para frequncias diferentes. Tambm os fenmenos

de reflexo e difraco nos obstculos dependem fortemente da gama de

frequncias utilizada. Finalmente a atenuao introduzida pelos diferentes

materiais que se encontram no percurso da onda rdio depende fortemente

do tipo de material e frequncia de emisso. Embora os modelos de

propagao usados em ferramentas de projecto contabilizem estes aspectos,

normalmente o resultado do planeamento terico restringe-se distribuio

espacial do nvel de potncia previsto em cada ponto da rea de cobertura

pretendida, no frisando aspectos como o nvel de rudo e potncia das

interferncias co-canal e de canal adjacente. Convm frisar que

normalmente, situaes anmalas relativas s interferncias e rudo s

podem ser detectadas, testando a qualidade da rede assim dimensionada,

mediante a realizao de medies apropriadas.

No entanto, existem situaes em que os modelos disponveis, no reflectem

as caractersticas especficas dos vrios meios em presena. Tal facto

verificou-se em Portugal durante a fase de implementao do GSM (Global

System for Mobile Communication), onde os modelos em que se baseavam

as diversas ferramentas de projecto em RF, no reflectiam a especificidade

de certas zonas de Lisboa, nomeadamente, Alfama, Bairro Alto e Baixa

Pombalina. Nestas situaes, necessrio realizar medies precisas do

nvel de potncia e qualidade da ligao em diversos pontos de forma a

corrigir as falhas introduzidas pelo modelo de propagao adoptado.

Consegue-se desta forma, conjugando o planeamento com as medies no

terreno, optimizar o tipo de cobertura realizada por cada antena emissora.

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No contexto concreto das redes locais sem fio, pode-se recorrer a

ferramentas de software para realizar o planeamento. No entanto, em

situaes onda a zona de cobertura no tem dimenses apreciveis usual

recorrer a tcnicas de medio, com vista a identificar os melhores pontos de

colocao dos diversos pontos de acesso. Torna-se evidente que numa

medio, que contabilizar aspectos como nvel de potncia do sinal, nvel

de potncia do rudo, valor da relao sinal/rudo e ritmo efectivo de

transferncia de dados, de forma a identificar correctamente as zonas de

cobertura ptima e de cobertura deficiente.

Objectivos

No contexto concreto deste trabalho, o ambiente tpico de propagao o

ambiente indoor, cujo o canal usualmente classificado como canal em linha

de vista se o emissor e receptor esto em linha de vista ou obstrudo em caso

contrrio.

O modelo de propagao indoor, tem de contabilizar o tipo de edifcio em

questo e efeitos dos vrios obstculos presentes (paredes, portas,

divisrias, etc), sendo o Attenuation Factor model mais exacto descrito

descrita por

[ ] [ ] [ ]+

+=

iisf dBFCd

dndBdPLdBdPL0

0 log10)()( (1)

onde se tm as seguintes grandezas relevantes:

[ ]dBdPL )( - Atenuao da potncia com a distncia [ ]dBdPL )( 0 - Atenuao da potncia distncia de referncia md 10 =

sfn - Parmetro dependente da transmisso se realizar entre pisos distintos

ou no mesmo piso.

[ ]dBFCi - Factor de correco de ordem i. Entre estes h que considerar factores relativos propagao entre pisos, presena de vidros,

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propagao entre salas e outros ambientes tpicos de propagao indoor.

Alm dos factores de correco j mencionados, quando existem diversos

pontos de acesso a operar em simultneo no mesmo canal, a SNR (Signal

Noise Ratio) resultante vem atenuada, uma vez que existe um termo de

interferncia resultante da interferncia co-canal e de canal adjacente.

Embora a transmisso nas redes WIFI se processe na banda dos 2.2 GHZ,

podem-se considerar como aceitveis os valores referentes a 1.8 GHz, uma

vez que os fenmenos de reflexo, difraco e propriedades dos materiais

so semelhantes para ambas as frequncias.

Como objectivo do trabalho pretende-se definir o mapa de cobertura de sinal

adaptado ao cenrio que se pretende caracterizar. Para esse efeito,

necessrio contabilizar os factores de correco associados a cada material

e elemento arquitectnico (ver Rappaport pags. 120-145), de forma a

contemplarem vrios aspectos condicionantes da propagao em ambiente

indoor. Em qualquer uma das situaes pretende-se que os modelos teoricos

obedeam aos seguintes critrios:

1. Identificao dos diversos cenrios de previso possveis, admitindo

que as antenas usadas radiam uniformemente no plano horizontal

(omnidireccionais).

2. Estimao dos valores da potncia de sinal e relao sinal/ rudo

(admite-se que a potncia de rudo de -100 dB e que a potncia de

referncia 0 dB na antena), nas linhas de medio definidas na

planta. Nos corredores consideram-se, para efeitos de previso,

pontos distanciados de 1 metro ao longo das linhas assinaladas a

vermelho nas plantas (a mesma coisa para as salas e gabinetes).

3. Construo dos grficos relativos aos valores calculados no ponto

anterior.

4. Estimativa do mapa de cobertura e comparao dos resultados obtidos

para os diversas posies possveis dos pontos de acesso.

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5. Identificar os factores de correco do modelo de propagao (ver

Rappaport pags. 120-145), relativos a cada cenrio considerado.(2

posies do AP assinaladas na figura)

Todos os grupos devero entregar um relatrio abrangendo os seguintes

tpicos:

1. Introduo

2. Identificao para as diversas zonas, do Modelo de propagao

adequado. Clculo da atenuao terica e grficos da SNR, 3D e 2D,

para cada uma das reas assinaladas.

3. Apresentao da metodologia adoptada e dos resultados obtidos para

cada uma das reas consideradas. Identificao de fenmenos que

condicionem a propagao e que ao no serem contabilizados

justifiquem o afastamento do modelo teorico face situao real.

4. Comparao dos resultados tericos relativos aos dois cenrios

considerados, relativamente ao posicionamento dos APs.

5. Concluses.

- Relatrio do trabalho realizado em ficheiro

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3 m8 m

4 m

2.75 m

8.25 m

30 cm beto

15 cm tijolo

vidro

posio 1 do Access Point Wifi

posio 2 do Access Point Wifi