Author(s): Lopes, Mário Jorge de Matos
Date: 2013
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10400.22/6178
Origin: Repositório Científico do Instituto Politécnico do Porto
Subject(s): Comunicações Marítimas; Telecomunicações; Banda Larga; IEEE 802.11n; Maritime communications; Telecommunications; Broadband
Tendo em conta a popularidade que as comunicações Wi-Fi têm na atualidade em vários dispositivos como computadores portáteis, telemóveis ou tablets, sendo estes utilizados praticamente por qualquer pessoa, surgiu a ideia de utilizar esta tecnologia de baixo custo e isenta de licenciamento num cenário de comunicações marítimas. Neste contexto, esta permite fornecer o acesso à Internet em banda larga a grupos de embarcações, que atualmente recorrem a tecnologias de elevado custo (satélite) e/ou de banda estreita (rádios VHF). Com o acesso em banda larga, os proprietários poderão utilizar aplicações informáticas de interesse à atividade de negócio ou de lazer, até então só disponíveis junto à costa onde existe cobertura celular. Nesta tese pretende-se fazer um estudo teórico e prático sobre o alcance e respetivo desempenho de comunicações de banda larga em ambiente marítimo, utilizando parte da gama de frequências dos 5,8 GHz, isenta de licença, e a norma IEEE 802.11n. Para se utilizar equipamento produzido em massa a operar nessa gama, existem duas normas disponíveis, a IEEE 802.11a e a IEEE 802.11n. Optou-se pelo IEEE 802.11n pois os esquemas de codificação ao nível físico permitem débitos mais elevados e MIMO. Para a realização dos testes experimentais, foi necessário elaborar um protótipo de comunicação ponto a ponto, constituído por dois nós de comunicação. Um deles foi instalado numa embarcação de pesca em colaboração com a Associação Propeixe e o outro no Edifício Transparente, no Porto, em colaboração com a entidade gestora do edifício e a Associação Porto Digital. Tanto quanto se conhece é o primeiro teste de comunicações Wi-Fi realizado nestas condições a nível mundial. Os objetivos do trabalho foram atingidos. Foi possível estabelecer comunicações Wi-Fi na banda dos 5,8 GHz até cerca de 7 km com débito médio mínimo de 1 Mbit/s. O ambiente de testes desenvolvido e os resultados obtidos servirão de base para futuros trabalhos de investigação na área das comunicações marítimas.
Considering nowadays popularity of Wi-Fi communications in various devices such as laptops, mobile phones and tablets, those used by almost anybody, the idea of using this technology that does not require license fee popped up, also on a maritime communications scenario. In this context, it allows small fishing vessels to access the Internet, which is currently being done using expensive and/or narrow band technologies such as satellite or VHF radios. In this way, owners could use IT applications of interest for business or leisure, which are currently only available near shore where mobile phone coverage is available. In this thesis we intend to peform a theoretical and practical study about range and performance of high speed communications on maritime environment, by using part of the ISM 5.8 GHz range and the IEEE 802.11n standard. To use mass production equipment operating on that range, there are two possible standards, IEEE 802.11a and IEEE 802.11n. IEEE 802.11n was chosen because of its coding scheme at physical level allowing greater bitrates and MIMO. To make experimental tests, it was necessary to develop a point-to-point communications prototype, which consists of two communications nodes. One of those was installed on a fishing vessel, in collaboration with Cooperativa Propeixe and the other one was installed at Edificio Transparente, in Porto, in collaboration with the building manager and Associação Porto Digital. To the best of our knowledge, these are the first tests performed worldwide on Wi-Fi maritime communications in these conditions. The objectives of the work were achieved. It was possible to communicate up to around 7 km at 1 Mbit/s. The developed testbed and obtained results will pave the way to future research work within the maritime communications area.
