Caracterização direccional do canal rádio

Abstract

A rápida expansão das comunicações sem fios provocou o desenvolvimento de sistemas que tentam manter, simultaneamente, uma alta taxa de transmissão e uma elevada qualidade de serviço. É, portanto, indispensável conhecer o canal rádio, isto é, conseguir uma caracterização do canal rádio o mais precisa e profunda possível. O objectivo desta tese é o estudo e análise do canal rádio. Com esse fim, são estimados os parâmetros do canal utilizando o algoritmo SAGE (Space-Alternating Generalized Expectation Maximization) a partir do sinal recebido. Na primeira parte deste trabalho, realizou-se um estudo teórico do canal direccional: fenómenos que o afectam, definições de parâmetros, modelos de propagação e algoritmos de elevada resolução para a estimação dos seus parâmetros, entre outros. Seguidamente, foram levadas a cabo diversas campanhas de medidas em diferentes ambientes (indoor, outdoor e combinação dos dois), com a intenção de analisar o algoritmo SAGE e, assim, caracterizar o canal rádio. Com o propósito de facilitar o processamento e interpretação dos dados, implementaram-se várias ferramentas software. Foi dada atenção especial à representação gráfica da informação, tendo sido estudadas e implementadas várias formas de representação. Por último, depois de uma análise intensiva dos resultados obtidos nos diferentes cenários e ensaios, tanto sintéticos como reais, avaliouse o desempenho do algoritmo SAGE (no domínio do tempo e da frequência).

The wireless communication boom induced the development of systems which, simultaneously, try to keep a high transmission rate and a steep quality of service. Therefore, knowing the radio channel is indispensable, id est, to achieve a characterization of the radio channel in the most precise and deepest way. The objective of this project is the inquest and analysis of the radio channel. With that purpose, the channel parameters are estimated using the SAGE (Space-Alternating Generalized Expectation Maximization) algorithm from the signal taken in reception. In the first part of this work, a theoretical study of the directional channel was made: phenomena that influence it, definitions of parameters, propagation models and high resolution algorithms for the estimation of the channel parameters, and others. Later on, several measurement campaigns were made in different environments (indoor, outdoor and combination of both), in order to analyse the SAGE algorithm and, in that manner, characterize the radio channel. With the aim to make easier the processing and interpretation of the information, some software tools were implemented. Special attention has been given to graphical representation of information and several arrangements were studied and implemented. Finally, after an intensive analysis of the results in the different scenarios and trials, both synthetic and real, the performance of the SAGE algorithm was evaluated, in the time and frequency domains.