Uma Ferramenta para Cálculo de Cobertura Rádio em Túneis ...

Uma Ferramenta para CUma Ferramenta para Cáálculo de lculo de Cobertura RCobertura Ráádio em Tdio em Túúneis neis

RodoviRodoviááriosrios

Carlos MonteiroCliff VelosaPedro Vieira

António Rodrigues

SumSumááriorio

1. Introdução2. Modelos de propagação indoor3. Desenvolvimento e funcionamento da aplicação4. Case Study

4.1 Parâmetros usados4.2 Situação existente4.3 Solução final

5. Conclusões

ISEL – IT – Uma Ferramenta para Cálculo de Cobertura Rádio em Túneis Rodoviários

1.1. IntroduIntroduççãoão

Cobertura rádio indoorCobertura rádio ao nível de túneis e infra-estruturas afinsCriação duma aplicação para simulação do projecto de implementaçãoModelos de propagação indoorEstudo de cobertura rádio (FM a 108MHz) para o maior túnel do país:– Túnel do Cortado (Madeira), comprimento: 3200m


SumSumááriorio



5. Conclusões


2. 2. ModelosModelos de de PropagaPropagaççãoão IndoorIndoor

Modelo de Keenan-MotleyCOST 231 – One Slop Model (1SM)

Modelo de Y.P.Zhang Modelo determinístico

Modelos empíricos


2.1 2.1 ModeloModelo de de KeenanKeenan--MotleyMotley

Atenuação é dada por:( ) [ ]( ) [ ]( ) ( ) ][log20log204.32 dBddDLnLndfdL bffwwKmMhz −+++++=

( ) ( ) [m]22

21 4222222 ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛+⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛Δ+Σ−Δ−Σ=

λλλbd

O Break Point é dado por:


2.2 COST 2312.2 COST 231-- One Slop ModelOne Slop Model

Atenuação é dada por:

])[log(10)1( dBdnmLL DFS ⋅+=

nd - Índice de decaimento


2.3 2.3 ModeloModelo de de Y.P.ZhangY.P.Zhang

A atenuação é dada por:

[ ]dBCLCLRhRw

rL rtHV

AROM ++⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛+⋅= 21022102

1log11log15λ

][dBLL AROMLFS =

( ) ][4log10 2

2

10 dBrLLFS ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ ⋅⋅=

λπ

-Analitical Ray Optical Model(Ondas guiadas):

-Single Ray Optical Model(Espaço livre):

O Break Point é dado por:


SumSumááriorio



5. Conclusões


3.1 Desenvolvimento da aplica3.1 Desenvolvimento da aplicaçção (1)ão (1)

Ponto de emissão

Ponto onde se calcula a atenuação de propagação

Obstáculos

Ponto de emissão

Ponto onde se calcula a atenuação de propagação

Obstáculo

( ) ( ) ][dBLnLndLdL ffwwFS ++=

Adaptação dos modelos:Keenan-Motley (Cálculo das atenuações)Y.P.Zhang (Localização das antenas)

][1log11log15 21022102 dBCLCLRhRw

rL rtHV

AROM ++⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛+= λ

][coscos2log10 22

,2, dB

hy

wx

GwhCL

rtrt ⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛= −− ππ

λπ


3.1 Desenvolvimento da aplica3.1 Desenvolvimento da aplicaçção (2)ão (2)

Adaptação das plantas:– Remoção da informação– Atribuição de cores– Conversão numa matriz

][dBLLLGGPP ConectCabosSplitterRpAntRxSinalExtt −−−++=

Ponto de emissão

Pontos onde se calcula a atenuação de propagação

Ponto de emissão

Pontos onde se calcula a atenuação de propagação

Resolução da simulação

Valor médio da potência recebida:][_ dBLGGPP rAzimuteTXtr −++=



Funcionalidades e interacção com a interface gráfica

5.2 Funcionamento da aplica5.2 Funcionamento da aplicaççãoão

3.2 3.2

Funcionamento Funcionamento da aplicada aplicaççãoão

Fluxograma deinteracção com aaplicação


SumSumááriorio



5. Conclusões


44. Case . Case StudyStudy

Propor condições ideais para a cobertura rádio

no interior do túnel do Cortado – Madeira:

– Garantir uma percentagem de 97% de cobertura

com um nível de potência superior a -90 dBm

– Equipamento (antenas e outros), quantidade e

posicionamento


4.1 Parâmetros usados4.1 Parâmetros usados

Características do túnel

Equipamentos (antenas, repetidores, splitters

cabos e conectores)

– Largura (w) = 9.60 m

– Altura (h) = 7.5 m

– Comprimento (d) = 3200 m

Fonte da planta do túnel: Via Expresso-Madeira

– Antenas directivas com um ganho de 9.15 dBi

– Ganho do Repetidor: entre os 10 e os 90 dB

– Perdas do Splitter: de 3, 5 e 6 dB (2, 3 ou 4 saídas)

– Perdas de 2.25 dB/100m (cabo coaxial)

– Perdas de 0.1 dB por conectorISEL – IT – Uma Ferramenta para Cálculo de Cobertura Rádio em Túneis Rodoviários

SumSumááriorio



5. Conclusões


4.2 Situa4.2 Situaçção Existenteão Existente

Entrada Norte Entrada Sul

N

-200 -150 -100 -50 00

50

100

150

200Histograma das amostras superior a -90dBm

Potência recebida [dBm]

nº d

e am

ostra

s

Nível de sinal nas entradas: -35 dBm

100 m

100 m


SumSumááriorio



5. Conclusões


4.3 Solu4.3 Soluçção Finalão Final

1

2 3 46

7 89

10

R1

R2

5

S1

S3

S2

Antena emissoraSplitterRepetidorCabo coaxial

-200 -150 -100 -50 0 500

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000Histograma de todas as amostras do sinal


nº d

e am

ostra

s

-200 -150 -100 -50 0 500

500

1000

1500

2000Histograma das amostras superior a -90dBm


nº d

e am

ostra

s

N

N



4.3 Solu4.3 Soluçção Finalão Final

Repetidores Nº da Antena Azimute [º]

Distância da antena à entrada

Norte [m]

Distância àúltima

antena[m]

Nº de Splitterse tipo

Nº de conectores

Comprimento do Cabo [m]

Potência à entrada da antena[dBm]

1 128 210 0 1 (4 saidas) 2 210 48,22

2 160 450 240 1 (4 saidas) 2 450 42,82

3 160 870 420 1 (4 saidas) 2 870 33,381

4 340 1505 635 1 (4 saidas) 2 1505 19,08

5 340 1862 357 1 (3 saidas)1 (4 saidas) 4 1327 17,89

6 340 2154 292 1 (3 saidas)1 (4 saidas) 4 1035 24,46

7 308 2402 248 1 (3 saidas)1 (4 saidas) 4 787 30,04

8 172 2537 135 1 (4 saidas) 2 652 38,28

9 127 2852 315 1 (4 saidas) 2 337 45,36

2

10[1] 266 2986 134 1 (4 saidas) 2 203 48,38

[1] Esta antena situa-se, sensivelmente a 203 m da entrada sul.

1

2 3 46

7 89

10

R1

R2

5

S1

S3

S2

Antena emissoraSplitterRepetidorCabo coaxial

Repetidor Nº da Antena Azimute [º]


Norte [m]


antena[m]


Nº de conectores



1 128 210 0 1 (4 saidas) 2 210 48,22

2 160 450 240 1 (4 saidas) 2 450 42,82

3 160 870 420 1 (4 saidas) 2 870 33,381

4 340 1505 635 1 (4 saidas) 2 1505 19,08

Repetidor Nº da Antena Azimute [º]


Norte [m]


antena[m]


Nº de conectores



2

5 340 1862 357 1 (3 saidas)1 (4 saidas) 4 1327 17,89

6 340 2154 292 1 (3 saidas)1 (4 saidas) 4 1035 24,46

7 308 2402 248 1 (3 saidas)1 (4 saidas) 4 787 30,04

8 172 2537 135 1 (4 saidas) 2 652 38,28

9 127 2852 315 1 (4 saidas) 2 337 45,36

10[1] 266 2986 134 1 (4 saidas) 2 203 48,38

PEntradaAntena = PSinalExt + GAntRecepção + GRep – LSplitter – LCabos – LConect [dBm]

N

SumSumááriorio



5. Conclusões


5. 5. ConclusõesConclusõesEscolha e implementação dos modelos:

– Keenan-Motley– COST 231-1SM– Y.P.Zhang

– Situação existente:• 4,62% de cobertura (superior a -90 dBm)

– Solução proposta:• 97,57% de cobertura (superior a -90 dBm)• 10 antenas e 2 repetidores

Limitações na aplicação dos modelos

Case Study:

Potencialidades da aplicaçãoISEL – IT – Uma Ferramenta para Cálculo de Cobertura Rádio em Túneis Rodoviários

Obrigado pela atençãoISEL – IT – Uma Ferramenta para Cálculo de Cobertura Rádio em Túneis Rodoviários

Uma Ferramenta para Cálculo de Cobertura Rádio em Túneis ...

Documents

Transcript of Uma Ferramenta para Cálculo de Cobertura Rádio em Túneis ...