Desenvolvimento de uma metodologia de parametrização e ajuste do modelo de propagação de RF standard propagation model - SPM, em ambiente outdoor, para sistemas de comunicação móvel limitados privados de missão e de infraestrutura críticas

Abstract

Resumo: As organizações prestadoras de serviços públicos, não podem prescindir da utilização de tecnologias de informação e comunicação proprietárias, de missão e de infraestrutura críticas, as quais proporcionam, às suas atuações e operações, as condições absolutamente necessárias para realizar suas missões. Tais requisitos, como disponibilidade, confiabilidade e escalabilidade, são vitais para o atingimento das rigorosas metas de desempenho, estabelecidas pelos órgãos governamentais reguladores. O presente trabalho de pesquisa propõe uma metodologia para a parametrização e o ajuste do modelo de propagação de rádio frequência SPM, adequado à realidade física ambiental, tecnológica contemporânea e legalmente vigente no país, aplicável às redes privativas de comunicação móvel de missão e infraestrutura críticas, utilizando a faixa do espectro pertinente, destinado às autorizatárias ou concessionárias concernentes, a partir de uma ferramenta computacional de predição comercial. O método empregado, na conformação e na caracterização das variáveis do modelo SPM, envolve a coleta de um conjunto extenso de medições em campo, obtido através da implementação de dois sistemas de transmissão e um sistema de recepção móvel, capaz de registrar, além dos níveis dos sinais propagados, as respectivas coordenadas geográficas pontuais, perfazendo o espaço amostral representativo das regiões morfológicas urbanas, suburbanas e rurais. O ajuste e parametrização do modelo SPM é, então, conduzido, utilizando uma técnica comparativa de regressão não linear, de acordo com a amostragem coletada. A validação do modelo SPM calibrado é realizada por meio das análises qualitativa e quantitativa, verificando a aproximação entre o ajuste proposto e a coleção de dados medidos, comparando-se as curvas de regressão e aplicando-se cálculos estatísticos, como erro médio, desvio padrão e correlação, nos espaços amostrais computados. A utilização da metodologia de desenvolvimento empreendida, apresenta importante contribuição para auxiliar as implementações ou validações de projetos de predição de cobertura e propagação, na faixa do espectro de frequências considerado e, ainda, pode ser empregada na avaliação dos limites e potencialidades de outros modelamentos empíricos.

Abstract: The organizations providing public services, shoud not work without the use of proprietary information and communication technologies and mission critical infrastructure, which provide, for their actions and operations, the absolutely necessary conditions to carry out their missions. Such requirements such as availability, reliability and scalability are vital to the achievement of stringent performance targets set by government regulatory agencies. The present work proposes a methodology for the parameterization and adjustment of the SPM radio frequency propagation model, adequate to the contemporary physical and legal environmental reality in the country, applicable to private mission critical communication and critical infrastructure networks, using the range of the pertinent spectrum, destined to the authorized or dealers concerned, from a computational commercial tool of prediction. The method used in the conformation and characterization of the variables for the SPM model, involves the collection of an extensive set of measurements in the field, obtained through the implementation of two transmission systems and a mobile reception system capable of recording, the levels of the propagated signals and the respective geographical coordinates, making up the sample space representative of the urban, suburban and rural morphological regions. The adjustment and parameterization of the SPM model is then conducted, using a comparative nonlinear regression technique, according to the collected sampling data. The validation of the calibrated SPM model is performed through qualitative and quantitative analyzes, verifying the approximation between the proposed fit and the collection of measured data, comparing the regression curves and applying statistical calculations such as mean error, standard deviation and correlation, in the sample spaces computed. The use of the development methodology undertaken has an important contribution to help implementations or validations of coverage and propagation prediction projects in the range of the frequency spectrum considered and can also be used to evaluate the limits and potentialities of other empirical models.