Metodologia de medi¸c˜ ao - Melhoria de modelos de predição de path loss para sinais da quinta

A metodologia implementada para a medi¸cão dos valores de potência recebida do sinal irradiado na frequência de 3,5 GHz consistiu de realizar a coleta dos dados pertinentes ao longo das campanhas de medi¸cões. Esta coleta ocorreu com o aux´ılio do automóvel, o qual foi utilizado para percorrer as rotas das campanhas de medi¸cões. Buscando a melhor captura das componentes do sinal propagado no ambiente escolhido para o experimento, a velocidade do ve´ıculo foi de, aproximadamente, 30 km/h. A antena receptora omnidire- cional, acoplada no exterior do ve´ıculo, foi responsável por coletar os dados para posterior análise. Dentro do carro, as medi¸cões foram encaminhadas para o ABR onde foi realizada a amplifica¸cão destas.

Os dados coletados no sistema de recep¸c˜ao e amplificados pelo ABR foram enviados ao analisador de sinais, onde foram tratados a uma taxa de 5, 0 x 107 _{amostras por segundo}

Cap´ıtulo 5

Resultados e An´alises

Este cap´ıtulo apresenta e discute os resultados encontrados nas campanhas de medi¸cões realizadas em campo, os resultados obtidos a partir das implementa¸cões dos modelos de predi¸cão de path loss e, por fim, os valores calculados a partir do melhoramento dos modelos abordados. Investigam-se, primeiramente, os dados de potência recebida coletados nos percursos em que foram realizadas as medi¸cões, visando entender a forma como se dá a distribui¸cão destes. Após isso, os valores aferidos de potência recebida de acordo com a distância entre transmissor e receptor são traduzidos para a forma gráfica. Posterior- mente, são estimados valores de potência recebida de acordo com o respectivo modelo de predi¸cão de path loss para que, dessa forma, seja poss´ıvel verificar qual modelo produz resultados que mais se aproximam dos valores reais coletados. Finalmente, de posse destas informa¸cões, é proposto um método de melhoramento de alguns dos modelos outrora utilizados, de modo a determinar qual modelo melhorado é mais adequado às condi¸cões da medi¸cão. A determina¸cão dos melhores modelos pré e pós melhoria é feita através da análise da gráfica dos dados coletados e a compara¸cão destes com os resultados calculados a partir dos modelos utilizados.

5.1 Dados coletados

A partir da medi¸cão dos valores de potência recebida ao longo da campanha de medi¸cões, os dados coletados pela antena receptora e pelo analisador de sinais foram disponibilizados para tratamento em softwares dedicados. Para esta tarefa, foram utilizados os recursos do programa Microsoft Excel.

5.1.1 Distribui¸c˜ao de Dados

Com a implementa¸cão de tratamento computacional, utilizando o software Microsoft Ex- cel, foi poss´ıvel analisar o comportamento da distribui¸cão dos dados coletados em campo a partir da elabora¸cão de um Histograma de Frequência e dos cálculos de Média e Desvio Padrão da cole¸cão de dados de potência recebida.

Tamanho da amostragem, Valores Máximo e M´ınimo, Média e Desvio Padrão Para a análise completa da distribui¸cão dos dados coletados, faz-se necessária a observa¸cão dos valores máximos e m´ınimos aferidos pela antena receptora acoplada ao ve´ıculo, assim como os cálculos do valor médio referente aos valores de potência recebida e do desvio padrão associado à distribui¸cão de dados1.

Tabela 5.1: Especifica¸c˜oes da distribui¸c˜ao dos dados coletados Quantidade de Amostras 587 amostras

Valor Máximo -51,325 dBm Valor M´ınimo -81,458 dBm Média -65,508 dBm Desvio Padrão -91,129 dB

Histograma de Frequˆencia

A distribui¸cão das amostras coletadas pode ser analisada a partir do histograma de frequências. Devido à grande quantidade de pontos coletados, foi conveniente matema- ticamente aproximar o número de classes no histograma para vinte classes, visto que, para um número maior de classes (24), a distribui¸cão apresenta distor¸cões qualitativas nas classes mais afastadas dos valores centrais do histograma.

1_{Para o c´}_{alculo da m´}_{edia e do desvio padr˜}_{ao, foi realizada a convers˜}_{ao dos valores medidos em dBm}

para a escala de watt. Posteriormente, os resultados nesta unidade foram convertidos para dBm e dB, respectivamente. As Equa¸c˜oes A.1 e A.2, elucidadas no Apˆendice A, foram utilizadas nestes procedimentos

Figura 5.1: Histograma de Frequências dos dados de potência recebida coletados Como pode ser visto na Figura 5.1, a maior parte dos valores de potência recebida coletados pelo sistema móvel de recep¸cão ao longo das campanhas de medi¸cões está localizada no intervalo compreendido entre -78,44 dBm e -73,92 dBm. A quantidade de amostras neste intervalo representa, aproximadamente, 47% do total da amostragem realizada.

5.1.2 Potˆencia recebida ao longo do percurso

Ao longo do percurso em que se deram as medi¸cões, foram coletadas as amostras de potência recebida de acordo com a metodologia de medi¸cão elucidada no Cap´ıtulo 4.

A Figura 5.2 mostra os dados de potência medidos na antena receptora, do sinal de 3,5 GHz, ao longo da distância entre transmissor e receptor. Após carregar os valores medidos no software Microsoft Excel, foi poss´ıvel elaborar o gráfico exposto na Figura 5.2, de modo a ilustrar a distribui¸cão dos dados de potências aferidas coletados neste experimento.

Figura 5.2: Potência média recebida medida em rela¸cão à distância Transmissor-Receptor

No documento Melhoria de modelos de predição de path loss para sinais da quinta geração (5G) na faixa de 3,5 GHz (páginas 47-51)