Caracterização e capacidade de canais sem fio entre plataforma HAPs e receptor terrestre

Abstract

Na busca por meios alternativos para prover a comunicação, as plataformas HAPs (do inglês High Altitude Platforms) são uma opção para complementar o fornecimento de serviço de comunicação sem fio. Essas plataformas foram concebidas para corresponder à ideia de posicionar um objeto transmissor voando a altitudes próximas ao espaço e estabelecendo enlaces de comunicação com objetos receptores localizados na Terra. Como toda nova tecnologia, o uso de HAPs, por mais que seja promissor, envolve desafios e riscos. Seu uso é pauta de diversos estudos e testes que verificam se a ideia é viável tecnicamente e financeiramente. Devido aos avanços nos meios de comunicação que utilizam as altitudes próximas ao espaço, é preciso compreender melhor a infiuência da chuva, das nuvens e dos gases atmosféricos no nível do sinal, e ainda verificar a viabilidade dessa forma de comunicação em território brasileiro. O presente trabalho traz ajustes no modelo de perda de percurso no espaço livre para considerar os principais efeitos climáticos no enlace entre um receptor na terra e uma plataforma HAPs em algumas cidades do Brasil. Além disso, é realizado também um estudo de capacidade do canal para este tipo de comunicação, caracterizando a capacidade de Shannon e a capacidade ergódica para o modelo fi-fi Sombreado em cenários com e sem diversidade espacial. Ao final, é mostrado que os efeitos climáticos alteram consideravelmente a atenuação do sinal, e, a depender das características de desvanecimento do canal, a capacidade ergódica indica as possíveis distâncias de rádio nas quais a comunicação se torna inviável. Foi concluído, então, que o efeito do multipercurso é o que mais infiuencia nas variações da capacidade, as características de linha de visada são significantes para a capacidade quando o multipercurso é prejudicial (fi baixo) e, por último, o sombreamento possui efeito identificável apenas quando há mais linha de visada (fi alto). Por fim, nos cenários de diversidade, foi possível observar que o emprego desta técnica melhora os resultados de capacidade quando há mais multipercurso e/ou pouca linha de visada e, além disso, mitiga os efeitos do sombreamento no desempenho do canal.