Publicação

Modelação de potência recebida e dimensionamento de margens de ligações micro-ondas ponto-a-ponto

Detalhes bibliográficos
Resumo:	Os sistemas de Feixes Hertzianos, nos últimos anos, têm vindo a perder protagonismo face à evolução dos sistemas de fibras óticas. Esta tecnologia, em meio guiado, tem vindo a conquistar um papel cada vez mais relevante e central nos sistemas de comunicação. Isto deve-se ao facto dos sistemas de natureza ótica possuírem um melhor débito binário, melhor largura de banda e até maior fiabilidade de ligação, uma vez que esta não se encontra sujeita a tantas interferências exteriores como ´e o caso dos sistemas de micro-ondas. Apesar destes factores, os sistemas de Feixes Hertzianos continuam a apresentar-se como uma alternativa viável para os operadores de telecomunicações, uma vez que se apresentam não só como uma solução de baixo custo, mas também como uma solução de fácil e rápida implementação, permitindo o estabelecimento de sistemas de transporte de dados até em localizações mais remotas, onde a instalação de sistemas suportados por cabos ´e dificultada. Estes sistemas, funcionam maioritariamente em linha de vista entre os seus terminais, o que implica, no processo de projeto, a análise do perfil do terreno em redor, tal como o estudo dos possíveis fenómenos associados àa propagação electromagnética. O cálculo da potência recebida baseada numa análise de perdas, ganhos e potência transmitida da ligação (também denominado por Link Budget), não só permite um melhor entendimento das perdas relacionadas com o sistema mas também uma melhor compreensão relativa ao ganho e à potência transmitida, determinando se os mesmos são adequados à ligação em questão. Neste sentido, o trabalho desenvolvido nesta dissertação visa desenvolver um algoritmo de simulação de ligações de Feixes Hertzianos capaz de estimar a potência recebida e o débito binário, tendo em conta a informação de cada ligação micro-ondas ponto-a-ponto. Com o objetivo de efetuar uma calibração dos cálculos teóricos realizados, tirando partido das técnicas de Machine Learning, é implementado um modelo baseado em dados reais de potência recebida. Para validar o modelo foram utilizados as seguintes métricas: Coeficiente de determinação ajustado (R2 a), Mean Absolute Percentage Error (MAPE) e Root Mean Square Error (RMSE). Os resultados do modelo atingiram um R2 a = 0, 89, um erro quadrático médio de 1.59 dB e um erro médio absoluto percentual de 1,99%. Através da comparação entre a potência recebida teórica e potência recebida prática (modelo de regressão) é realizado um dimensionamento das margens de ligação. As margens de ligação consideradas, consistem na margem de desvanecimento e na atenuação suplementar associada à precipitação.
Autores principais:	Duarte, André da Silva
Assunto:	Link-budget Ligação micro-ondas ponto-a-ponto Machine learning Margens de ligação Microwave point-to-point link Link margins
Ano:	2021
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Instituto Politécnico de Lisboa
Idioma:	português
Origem:	Repositório Científico do Instituto Politécnico de Lisboa

Descrição
Resumo:	Os sistemas de Feixes Hertzianos, nos últimos anos, têm vindo a perder protagonismo face à evolução dos sistemas de fibras óticas. Esta tecnologia, em meio guiado, tem vindo a conquistar um papel cada vez mais relevante e central nos sistemas de comunicação. Isto deve-se ao facto dos sistemas de natureza ótica possuírem um melhor débito binário, melhor largura de banda e até maior fiabilidade de ligação, uma vez que esta não se encontra sujeita a tantas interferências exteriores como ´e o caso dos sistemas de micro-ondas. Apesar destes factores, os sistemas de Feixes Hertzianos continuam a apresentar-se como uma alternativa viável para os operadores de telecomunicações, uma vez que se apresentam não só como uma solução de baixo custo, mas também como uma solução de fácil e rápida implementação, permitindo o estabelecimento de sistemas de transporte de dados até em localizações mais remotas, onde a instalação de sistemas suportados por cabos ´e dificultada. Estes sistemas, funcionam maioritariamente em linha de vista entre os seus terminais, o que implica, no processo de projeto, a análise do perfil do terreno em redor, tal como o estudo dos possíveis fenómenos associados àa propagação electromagnética. O cálculo da potência recebida baseada numa análise de perdas, ganhos e potência transmitida da ligação (também denominado por Link Budget), não só permite um melhor entendimento das perdas relacionadas com o sistema mas também uma melhor compreensão relativa ao ganho e à potência transmitida, determinando se os mesmos são adequados à ligação em questão. Neste sentido, o trabalho desenvolvido nesta dissertação visa desenvolver um algoritmo de simulação de ligações de Feixes Hertzianos capaz de estimar a potência recebida e o débito binário, tendo em conta a informação de cada ligação micro-ondas ponto-a-ponto. Com o objetivo de efetuar uma calibração dos cálculos teóricos realizados, tirando partido das técnicas de Machine Learning, é implementado um modelo baseado em dados reais de potência recebida. Para validar o modelo foram utilizados as seguintes métricas: Coeficiente de determinação ajustado (R2 a), Mean Absolute Percentage Error (MAPE) e Root Mean Square Error (RMSE). Os resultados do modelo atingiram um R2 a = 0, 89, um erro quadrático médio de 1.59 dB e um erro médio absoluto percentual de 1,99%. Através da comparação entre a potência recebida teórica e potência recebida prática (modelo de regressão) é realizado um dimensionamento das margens de ligação. As margens de ligação consideradas, consistem na margem de desvanecimento e na atenuação suplementar associada à precipitação.