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II - DESVANECIMENTOS

O Desvanecimento é a redução aleatória do nível de recepção causado pelos efeitos do meio de propagação, o estudo dos efeitos dos desvanecimentos é de fundamental importância na avaliação dos limiares de recepção, uma vez que estes são os responsáveis pelas grandes discrepâncias do sinal recebido em relação ao sinal nominal.

Eles são classificados com relação ao tempo de duração em rápidos e lentos, em geral os lentos obedecem uma distribuição gaussiana, enquanto os rápidos uma Raylght ou uma Riciana.

Tem-se também algumas nomenclaturas que são amplamente utilizadas:  
- Profundidade de Desvanecimento (D) – É a diferença entre o nível de recepção nominal e o recebido

  II.I- Causa dos Desvanecimentos lentos: 

A- Obstrução da primeira Zona de Frenell: 

 Se um enlace é dimensionado para operar em visibilidade direta, tem-se então uma atenuação adicional (devido a obstrução do feixe) causada pela variação do fator K (como foi visto este distorce a trajetória das ondas EM, e dependendo desta pode-se haver obstrução do raio). A probabilidade da ocorrência deste desvanecimento não é complicado se estiver disponível a distribuição cumulativa de DN/Dh. Tem-se então que avaliar o K_min abaixo do qual há obstrução do feixe (devido a distorção da onda, ou da cota do perfil), daí acha-se o DN/Dh máximo e a referente probabilidade deste ser superado, que no caso é igual a probabilidade de ocorrência deste desvanecimento. O critério para dimensionamento é fazer com que o K_min  seja superado em 99,9% do tempo.

Quanto o enlace já se encontra difratado (em sistemas fixos) a variação do fator K é o principal fator que causa as variações no nível de recepção nominal do enlace, devido ao fato desta variação estar ligada com a variação do grau de obstrução do raio direto, lembrando que o nível de atenuação está diretamente ligado a esta obstrução tem-se um modelo para o cálculo da indisponibilidade de enlaces difratados por desvanecimentos lentos (predominantes para sistemas fixos)[1] tem-se:

B- Desfocalização da Antena: 

Só é relevante quando o enlace possui antenas muito diretivas onde existe uma grande diferença de ganho entre o lóbulo principal e secundário, este tipo de antena e comumente encontrado em enlaces que operam a altas freqüências por necessitaram de altos ganhos.

A variação do fator K causa uma variação na trajetória do raio direto podendo faze-lo “sair” do lóbulo principal, trazendo então grande atenuação para o enlace. O critério prático para se minimizar esse desvanecimento é: 

                                Dq_RT £ q_{3 dB}/2  onde: 

C-      Reflexões no Solo:

  A reflexão no solo também é fonte de desvanecimento pois seus efeitos dependem do fator K, como este “distorce as cotas dos terrenos” causam também uma variação na fase do raio refletido que pode então passar de uma condição de fase para oposição de fase com relação ao raio direto. Este só é tratado como desvanecimento lento quando há apenas uma componente refletida e se dá em terreno liso, sendo a potência do sinal refletido aproximadamente igual ao raio direto, com isso há formação de franjas de interferência. Alguns métodos são utilizados para se reduzir seus efeitos:  

-         Raio refletido em terreno rugoso - Área efetiva de reflexão (60% do elipsóide de Fresnell) da componente refletida é refletida por terreno rugoso, com isso há uma perda no coeficiente de reflexão, podendo-se desprezar a componente refletida.

-         Obstrução do raio refletido – Utilizar obstáculos do perfil para obstruir o raio refletido com isso esta componente terá uma perda adicional por difração.

-         Desacoplamento do raio refletido do lóbulo principal da antena – Dimensionar uma antena de tal modo que a raio refletido se encontre fora do lóbulo principal, com isso este terá um ganho muito inferior a componente direta. Somente utilizado quando o enlace  O critério de desempenho se encontra abaixo:                          

  -         Diversidade – Consiste em se utilizar mais de uma antena de recepção ou transmissão com condições distintas de recepção. Essa distinção pode ser criada de uma diferença entre os  “caminhos ópticos” dos raios, pode-se criar essa diferença de caminho através de um Dd ou Df.  O critério de dimensionamento é a obtenção de um máximo e um mínimo de campo elétrico utilizando-se geometria de terra plana (devido ao fato de ser o pior caso pois coeficiente de reflexão é máximo).  

D -  Efeitos Troposféricos

  São fenômenos anômalos na refração que é caracterizada pela inversão de uma ou mais camadas de M, sua ocorrência é praticamente noturna. A conseqüência imediata é a formação da região de sombra onde o raio direto não consegue penetrar (devido a distorção na trajetória causada pela variação do índice de refração, tem-se uma figura mostrando a região de sombra). A existência desta região de sombra é a causa de um profundo desvanecimento da componente direta, sendo as únicas componentes que, teoricamente, tem acesso a esta região são as componentes refletidas.

A probabilidade do surgimento destas regiões na localidade da antena está diretamente ligado com a geometria do enlace, ou seja, a relação entre as alturas da antena, distância do enlace e localização, fazendo com que em enlaces curtos a probabilidade de formação de dutos é mínima podendo ter seus efeitos desprezados.

  II.II- Causas dos Desvanecimentos Rápidos:

Este tipo de desvanecimento é responsável pela variação do nível de recepção em intervalos de tempo pequenos ou a deslocamentos de curta distância. Será descrito agora o efeito de canal multipercurso onde serão avaliados dois casos importantes: 

A -    Multipercursos causados por Dutos Troposféricos com Tx e Rx fixos

  Neste caso com a formação de dutos o raio direto sobre grande atenuação, onde este então passa a ser comparável as componentes refletidas por um terreno irregular (isto é vital para o modelo para que a distribuição de Raileyght possa ser aplicada). Como foi descrito anteriormente as componentes refletidas tem sua fase variando aleatoriamente, devido ao fato desta ter uma dependência com a variação da cota do terreno, que modela a variação do fator K (este por sua vez tem uma variação aleatória). Com essas características pode-se associar a análise do multipercurso a distribuição de Reileyght (modelo usado quando se tem soma fasorial de componentes equiparáveis). A probabilidade do desvanecimento exceder um valor predeterminado (usando base de tempo de 1 mês) é: 

  O fator r é chamado de fator de ocorrência de dutos, devido ao fato da indisponibilidade por multipercursos neste caso estar condicionada a ocorrência de dutos e conseqüentemente formação de zona de sombras. Segundo o  ITU-R tem-se: 

No caso tornando D igual a Margem (M) do enlace tem-se a probabilidade de indisponibilidade do enlace por efeito de multipercurso.

B-      Multipercursos causados por várias componentes refletidas sem desvanecimento do raio direto podendo ter mobilidade das antenas:

Neste caso não há a necessidade do condicionamento com o desvanecimento lento para haver efeito de multipercurso, isso se deve ao fato de que as componentes refletidas tem quase a mesma intensidade do raio direto. Há superposição de variação lenta causado pelos deslocamentos de média e longa distância (se existe antena móvel) e as variações rápidas causados pelos  variações das condições de fase das componentes refletidas devido aos deslocamentos curtos[2], geralmente tem-se esse efeito em ambientes urbanos. Denote que as componemtes de multipercursos afetam o desempenho de sistemas digitais de duas formas distintas, sendo respectivamente na variação rápida na intensidade do sinal (já descrito acima) e também no retardo de símbolos causando então uma interferência intersimbólica.  A análise deste caso não é simples sendo dividida em duas etapas: Variações da intensidade do sinal e Interferência Intersimbôlica. Abaixo tem-se a análise com da variação da intensidade do sinal:

S(t)=L(t)R(t)

  Analisando-se a parte lenta tem-se:

Com número grande de difrações causados (típico de ambientes urbanos) a componente difratada segue uma distribuição gaussiana.  

Analisando-se a parte rápida tem-se:

  Sinais refletidos por diversas fontes (característica de ambientes urbanos) tem-se distribuição de Rayleight se não houve componente dominante, caso contrário a distribuição é a Raciana.

  Na prática a análise dos efeitos do multipercurso na queda do nível nominal de recepção e consequente análise do desempenho do enlace são feitos por parâmetros práticos[3] tais como:  

-         Taxa de cruzamento de níveis

  Este é o número médio de vezes que o sinal desvanecido de amplitude r cruza um determinado limiar R, tem-se então:

  Como foi falado a variação no nível de recepção por variações de multipercurso tem duas componentes básicas: A variação do fator K que impõe uma alteração na condição de fase das componentes devido a variação nas condições de propagação, sendo esta uma variação lenta, e as mudanças nas condições de reflexões causadas pela variação de ambiente morfológico devido ao movimento do receptor, sendo esta uma variação rápida.

Com isso os efeitos das variações rápidas tornam-se importantes quando existe deslocamentos do receptor  (modelado pelo parâmetro f_m). Em sistemas fixos este é efeito é bem reduzido, fazendo com que a degradação do nível nominal de recepção seja praticamente desprezível[4].

Esses parâmetros são obtidos fazendo-se medidas experimentais no ambiente onde será implantado o enlace.

-         Duração média dos desvanecimentos:

  É a razão entre o tempo total em que o sinal  desvanecido de amplitude r fica abaixo do limiar R e o número total de desvanecimentos. Sendo t_i a duração de cada desvanecimento tem-se:    

Abaixo tem-se dois gráficos que são utilizados na caracterização destes desempenhos:

II.III- Desvanecimentos por chuvas em Enlaces Terrestres 

Em freqüuencias superiores a 10 GHz as gotas de água das chuvas passam a ter um papel relevante na potencia recebida, pois estas tornam-se um obstáculo por absorverem, refletirem, espalharem e despolarizarem a radiação eletromagnética. Serão analisados todos os efeitos causados pelas chuvas com suas respectivas conseqüencias.

  -          Absorção por chuvas

  Devido a altas freqüencias as gotas de chuva passam a absorverem a potência eletromagnética, causando então uma atenuação adicional de propagação que pode fazer com que o nível de recepção varie bruscamente. Tem-se então:  

Atenuação específica pela chuva é dada por:     ; K e a são parâmetros que são função da freqüência e polarização. Caso a polarização seja circular tem-se:        

A atenuação total é dada então por:  

A_ch= D_effg [dB]

   Como a chuva provavelmente não ocorre em todo o percurso do enlace a atenuação só se da na área da chuva em questão. Essa região é dada pelo D_eff

Para se achar este raio efetivo deve-se modelar a chuva por uma célula cilindrica de raio inversamente proporcional a taxa de precipitação, tem-se então:

     onde:   

  Devido ao fato da chuva ser um fenômeno aleatório a caracterização dos seus efeitos também os são, segue abaixo o dimensionamento da influencia das chuvas na indisponibilidade dos enlaces radioelétricos que operam em altas freqüências:

 onde: A_0,01 = K(R_0,01)^aD_eff

Obtenção do Limiar e Degradação por Interferências:

III- Limiar

  A existência de um limiar de recepção se deve pelo fato de existir nos componentes eletrônicos, um ruído devido a agitação térmica dos elétrons, este ruído é chamado de ruído térmico, ele é o fator limitante nos equipamentos de recepção. Embora este seja de pequeno valor torna-se relevante na recepção devido ao fato da potência do sinal recebido em geral ser muito pequena, tornando-se então equiparável a este sinal de ruído. Uma vez que o nível do sinal recebido esteja muito próximo do nível do ruído a recuperação deste sinal torna-se praticamente inviável fazendo então com que o sistema fique indisponível traduzindo-se em altíssimas taxas de erro.

Uma vez calculado o ruído térmico (ou ruído branco) inerente do sistema pode-se determinar o nível de recepção mínimo, de modo que se obtenha uma relação sinal ruído (C/N ou RPRT) que forneça uma taxa de erros de bits máxima aceitável no sistema, sendo assim este nível de potência torna-se o limiar de recepção. Denota-se que o limiar então e função da taxa de erros de bits máxima que se deseja no sistema, o ITU-R regulamentou esses valores de taxa de erro dependendo das características do enlace, essas recomendações se encontram em vários documentos tais como: G-821, G-826, etc..

Abaixo tem-se métodos de cálculo do ruído térmico e do RPRT (C/N), mostra-se também relação de BER e C/N

  O ruído térmico pode ser calculado da seguinte forma:

  N = KT_eB

  Onde respectivamente:

K --> Constante de Boltzman

T_{e -->} Temperatura equivalente do Receptor

B --> Banda (MHz)  

Sendo:  

RPRT = C/N = P_rnom/N  

Tem-se:  

RPRT (dB) = P_Rnom – F – 10Log B(MHz) -114 

                                         Ou

RPRT (dB)  = E_b/N₀+10Log(log₂M) 

Pode-se obter da equação acima o valor da nível nominal de recepção em funcão do RPRT desejado tem-se: 

P_Rnom = RPRT (dB) + F + 10Log B(MHz) +114  

Finalmente: 

Abaixo tem-se a relação entre Taxa de Erro de Bit e C/N:

III.I- Degradação por Interferências:

                                        Até agora a análise do enlace só estava sendo feita apenas levando-se em consideração o meio de propagação, estando este então completamente isolado de outros enlaces, porém isto não corresponde a realidade, de fato este opera na presença de outros sistemas, que no caso são fontes de ruídos levando-se em conta que o sistema de recepção não é ideal e introduz também distorções e ruídos no sinal. 

Como foi dito os sistemas tem que tem que possuir um nível de recepção acima do limiar para operar satisfatoriamente, quando a potência no receptor abaixa deste limiar o sistema opera com uma taxa de erro acima do seu limite, onde então este fica indisponível. As interferências são fontes que também degradam o sinal fazendo-o muitas vezes assumir valores inferiores ao limiar, o efeito causado então é uma degradação do desempenho do enlace.

Para caracterizar e levar em consideração os efeitos dos ruídos interferentes utilizam-se o parâmetro tais RPI que é a relação portadora e sinal interferente, onde esta informa o nível do sinal interferente com relação ao sinal da portadora  (o RPI também é denominado de C/I em sistemas celulares), Este então é tratado como um ruído aditivo ao ruído térmico. O cálculo deste é tratado a seguir.

A partir destes parâmetros redefini-se o limiar, que passa a contar como uma componente de ruído degradando ainda mais a relação sinal ruído ou RPRT. Este novo limiar causará então uma alteração na margem do enlace, reduzindo seu valor. A redução da margem afeta a capacidade do enlace resistir as variações do nível de recepção por desvanecimentos (que são os efeitos do meio de propagação).

Abaixo tem-se um protocolo que mostra como tratar e incluir o efeito das interferências e ruídos térmicos no enlace:

1.       Identificar fontes de ruído na região do enlace ® Tem o objetivo de isolar os possíveis causadores de interferências para poder identificar seu tipo e modela-lo.

2.       Levantamento de parâmetros e características das fontes ® Uma vez determinadas as fontes relevantes tem-se que descreve-las de acordo com seu tipo. Isto requer um banco de dados sobre a informação da natureza das fontes detectadas. A ANATEL possui um banco de dados deste tipo.

3.       Cálculo do RPI de cada fonte onde ®

4.       Cálculo da degradação e determinação de seus efeitos no Limiar:

Da equação acima denota-se o caráter degradante do RPI, ele tente a reduzir a relação RPRT (aumentando assim o limiar). Sendo assim pode-se dizer que o ruído causado por interferências é tratado matematicamente como uma componente de ruído térmico onde então a relação portatora ruído total denomina-se: C/[N+I]  (claramente a componente de ruído sofre um aumento devido às interferências)  

Pode-se agora redefinir a margem líquida do enlace tem-se que: 

                                          M_L=M_B-DEG (dB)

  Onde M_B é chamada de margem que é nada mais do que a margem sem sem interferências.

Pode-se também obter a margem líquida incluindo diretamente a degradação no cálculo tem-se então: 

  É bom lembrar que o procedimento para o cálculo da degradação é comum para todos os sistemas rádio, contudo os cálculos de RPI (C/I) é particulares para cada sistema. Tem-se abaixo um método genérico de cálculo para esses parâmetros:  

RPI(dB) = DP_T +DG_T + DA_p + DG_R + FRI

  Onde:

DP_{T --->}  Diferença entre os níveis de transmissão da portadora e do sinal interferente em questão

DG_{T  --->} Diferença entre os ganhos das antenas transmissoras da portadora e do sinal interferente em questão

DA_{p  --->} Diferença entre atenuações dos raios da portadora e do sinal interferente em questão

DG_R (q)  ---> Diferença entre os ganhos da antena receptora da portadora na direção do raio principal (portadora) e na direção do raio do sinal interferente em questão. Denota-se que caso a antena receptora for omnidirecional essa diferença será zero.

FRI   --->Fator de sobreposição espectral, ou seja, o sinal de outra fonte só é relevante quando este compartilha parte do mesmo espectro da portadora. Este parâmetro mede o grau de sobreposição destes espectros sendo que para sistemas co-canais FRI = 0 dB

  No cálculo de RPI as componentes interferentes são tratadas sem desvanecimentos, com isso tem-se um tratamento pessimista que fornece mais uma folga ao enlace.

Como foi descrito o nível de P_R chegando ao limiar faz com que o sistema tenha uma taxa de erro de bits (ou no caso em sistemas analógicos um S/N) limite a partir do qual o sistema fica indisponível pode-se calcular a probabilidade desta taxa de erro ser superada: 

P(BER³BER₀) = P(P_R£Limiar) = P(desvanecimento³M_L)[5]  

Analisa-se essa probabilidade para os casos de visibilidade direta e sem visibilidade direta:

  a)       Visibilidade Direta: 

Levando-se em consideração a ocorrência de desvanecimentos por formação por multipercursos (neste caso condicionados a formação de dutos) tem-se: 

    Sendo o parâmetro r descrito na seção de desvanecimentos de multipercursos como sendo o fator de ocorrência de formação de dutos.  

b)       Difratados (sem visibilidade direta): 

Levando-se em consideração desvanecimentos lentos (somente variações do fator K, aumentando o grau de obstrução dos objetos) tem-se: 

  Pode-se melhorar o desempenho do sistema utilizando-se códigos corretores de erro que consiste em bits de redundância colocados em banda básica, tem-se então uma redução no limiar e um conseqüente   aumento na margem líquida, com isso melhora-se a robustez do sistema. Contudo a inclusão de bits de redundância acarreta em um aumento de faixa de transmissão.

Como foi visto que a degradação do Limiar é inerente do meio em que se é considerado o enlace, o engenheiro de RF pode atuar no melhor dimensionamento da potência nominal recebida, aumentando assim a margem do enlace e sua robustez. Para tal aumento pode-se alterar projetos de antenas, nível de transmissão, qualidade de alimentadores e dos circuitos utilizados em geral. 

III.III- Interferênia Intersimbólica: 

É causado pelo fato de existirem limitações de banda no canal e a existência de multipercursos que além de degradarem o nível de recepção nominal (como já foi descrito nos desvanecimentos) em links digitais causam interferência entre os símbolos transmitidos devido ao atraso temporal das componentes refletidas (de multipercurso). Este é atualmente o principal fator que limita a velocidade de transmissão em sistemas radio-digitais, pois quanto maior a taxa de transmissão mais sensível fica o sistema com relação ao atraso dos sinais. Deve-se lembrar que os efeitos causados pela interferência intersimbólica não tem ligação com a variação da margem do enlace e sim com os atrasos dos sinais refletidos, com isso os efeitos da degradação da margem e interferência entre símbolos são descorrelacionados.

Os efeitos das interferências entre símbolos são modeladas através de uma função de transferência do canal, onde esta é determinada pelas diversas componentes de multipercursos. Levando-se em consideração a existência de um feixe mais intenso tem-se: 

Onde K e t são respectivamente a amplitude e o atraso da componente  refletida com relação ao raio principal.

Como em geral a caracterização da função de transferência por todos os raios é inviável, utiliza-se um modelo matemático de 2 raios, que procura modela os efeitos da componentes refletidas tem-se então:

OBS:  l=1-K

Onde tem-se que: 

a  ---> desvanecimento médio do canal

K  ---> amplitude relativa do raio menos intenso – determina a profundidade de notch note que este parâmetro fornece a quanto intenso é o efeito de multipercurso na degradação do sinal

F^{’  --->}freqüencia central do canal

F_{0  --->} frequencia de off-set

t  ---> retardo do raio menos intenso

  Denote que:

  ·         Os mínimos ocorrem na freqüência de off-set

·         F₀  mais próximo do centro do canal é o mais relevante

·         Freqüência de notch é o inverso do retardo – quanto maior for o retardo mais mínimos de notch aparecerão na faixa de freqüência do canal, sendo então maior o efeito do multipercurso.

Note que os parâmetros l e t são de natureza aleatória pois dependem do meio de propagação e este tem não tem um caráter determinístico.

Pode-se caracterizar os parâmetros com as seguintes distribuições: 

l   ---> Segue uma distribuíção uniforme

t    ---> Segue uma distribuição exponencial: pt(t) = (1/t_med)exp[-t/t_med)

F_{0  --->} Segue uma distribuição uniforme 

A obtenção dos parâmetros é feita através de medidas experimentais. Na prática a determinação do retardo médio (t_med) tem a seguinte expressão empírica: 

  Onde: 

d – distância do enlace

A – Fator climático (aproximado geralmente por 0,05)

E_p – Inclinação entre as antenas (definida anteriormente na seção sobre desvios multipercursos)          

Descreve-se agora o modelo de indisponibilidade causado pela interferência intersimbólica: 

Tendo-se as distribuições pode dizer que: 

Ou pode-se determinar o valor prático como sendo:
 

Onde:

B – banda do sistema

S – Área de assinatura normalizada (dividida pelo valor de retardo médio). Esse parâmetro é dado pelo fabricante do sistema, variando de equipamento para equipamento. 

Os efeitos de multipercurso na degradação do sinal são caraterizados na prática por parâmetros que ajudam na estimativa do desempenho, estes parâmetros são respectivamente: 

-           Perfil de retardos 

Como cada sinal de multipercurso está sujeito a um caminho diferente é natural perceber que estes tem comprimentos diferentes, levando os sinais a terem tempos de propagação diferentes. Com isso existem retardos múltiplos levando-se a um espalhamento temporal. Como foi visto este efeito leva a uma interferência entre símbolos limitando a taxa de transmissão com que o canal digital pode operar. Tem-se para sinais impulsivos: 

-           Banda de coerência: 

Como os sinais transmitidos não são impulsos e sim ocupam uma faixa de freqüências. A banda de coerência é a máxima separação entre as freqüências e diferentes freqüências apresentam uma correlação cruzada maior do que 0,5. Tem-se então: 

Banda de coerência é função do retardo médio: 

Sistemas com faixa maior do que a banda de coerência são fortemente afetados pelos efeitos de multipercurso. Denota-se então a limitação na taxa de transmissão.    

IV – Elementos de Propagação para o sistema LMDS:

  O sistema LMDS opera em uma faixa de freqüência extremamente alta (cerca de 28 GHz nos EUA), devido a alta faixa de operação do sistema este tem uma capacidade de transmissão extremamente alta, sendo ideal para transmissões a curta distância (cerca de 10 Km no máximo) de nós de altíssima capacidade, para transmissões de voz vídeo sendo diretamente aplicado no setor de TV a cabo utilizando uma distribuição do tipo ponto-área.

Devido a este enlace operar em alta freqüência ele somente é viável quando se opera em visibilidade direta, ou seja, havendo obstrução do feixe a atenuação é muito grande causando então uma indisponibilidade do enlace.

O fato deste tipo de enlace ser de pequeno comprimento, algumas aproximações pode ser feitas com relação ao cálculo de P_Rom e aos desvanecimentos: 

-         Para cálculos da obstrução do feixe podem ser desprezados os efeitos da curvatura terrestre e atmosféricos (inclusos no fator  K) com isso a análise de obstrução do feixe e feito apenas considerando-se as cotas do perfil planificado[6].

-       Quanto aos desvanecimentos pode-se considerar:

1.        Como este serviço é ponto-área  de curtas distâncias as antenas utilizadas são omni direcionais ou se for o caso setorizadas. Com isso os desvanecimentos por desfocalização do feixe podem ser desprezados

2.        Pode-se desprezar efeitos de formação de dutos troposféricos devido ao fato destes terem uma probabilidade muito pequena de de ter seus efeitos sentidos, conforme já comentado, em enlaces pequenos

3.        Com relação aos desvanecimentos por multipercursos estes tem seus efeitos bem inferiores aos desvanecimentos por chuvas, devido ao fato de não haver mobilidade das antenas, não se tem a variação da fase das componentes refletidas devido a variação das condições morfológicas do sistema só existindo aquela  devido a variação do fator K.

4.        Devido as altas taxas este sistema é muito sensível aos efeitos de multipercursos com relação a interferência intersimbólica. 

Será descrito agora os métodos utilizados para se calcular o P_Rnom. Esse cálculo pode ser realizado de duas formas: Analiticamente ou utilizando os alguns dos métodos empíricos apresentados no texto. 

IV.I- Cálculo analítico do P_Rnom: 

Tem-se um protocolo que pode ser seguido para o cálculo do nível de recepção nominal do sistema, os passos são relatados abaixo: 

1.        Verificação da condição de visibilidade direta do enlace:

2.        Verificação da  existência de componentes refletidas

3.        Equação de propagação utilizada levando-se em consideração os dois primeiros ítens e efeitos de atenuação causados pela atmosfera e chuvas

4.        Devido as características do sistema pode-se utilizar tanto métodos ponto-a-ponto quando ponto área 

IV.II- Dimensionamento do Desempenho do Sistema:

  Este dimensionamento consiste em avaliar a disponibilidade do enlace radioelétrico. O enlace fica indisponível quando o nível de recepção ultrapassa um certo limiar limite no qual a taxa de erro (para sistemas digitas) ou a relação sinal ruído (sistemas analógicos) é tal que inviabiliza a inteligibilidade da informação. Como foi dito a redução do nível de recepção é causado pelos desvanecimentos (fenômenos anômalos de caráter aleatório), deve-se então conhecer quais os tipos de desvanecimentos relevantes para este tipo de sistema, e com isso avaliar sua indisponibilidade e conseqüentemente avaliar o desempenho do enlace. Será descrito o método teórico e o prático incluindo as aproximações que podem ser feitas devido as características únicas do sistema.

 Abaixo tem-se as principais fontes de desvanecimento nestas condições de propagação: 

-         Desvanecimentos por chuvas

-         Absorção por gases atmosféricos

Poderia incluir o efeito de IIS no limiar do sistema contudo para facilitar as análises posteriores este será incluído na margem do sistema 

V- Elementos de Propagação para o sistema WLL:

  O sistema WLL opera em uma faixa de freqüência de 900 à 1800 MHz, não possuindo então a mesma capacidade do sistema LMDS, contudo a operação nesta faixa de freqüências viabiliza a utilização de recepção sem visibilidade direta (enlaces difratados).

Este sistema possui uma estação central (uma espécie de ERB) onde se tem os links com diversas estações dos usuários, este link substitui o par trançado das redes telefônicas comuns. Sendo assim o tipo de antena utilizado pela estação central é omnidirecional e as dos usuários podendo ser diretivas, isso juntamente com o fato das antenas estarem fixas tornam este sistema característico de ponto-a-ponto.

Ao contrário do sistema LMDS as células de WLL tem em geral um raio maior do que as dos sistema LMDS contudo, no sistema WLL, o principal fator limitante é a capacidade de tráfego, que vai ser o fator dominante no cálculo da área de cobertura[7]. Este tratamento será descrito no quarto capítulo.

O fato deste tipo de enlace ser de pequeno comprimento (limitado não pela cobertura e sim pela capacidade), pode-se fazer algumas aproximações com relação ao cálculo de P_Rom e aos desvenecimentos: 

·         Para cálculos da obstrução do feixe podem ser desprezados os efeitos da curvatura terrestre e atmosféricos (inclusos no fator  K) com isso a análise de obstrução do feixe e feito apenas considerando-se as cotas do perfil planificado[8].

·         Quanto aos desvanecimentos pode-se considerar: 

-          Os desvanecimentos lentos pela variação do fator K é basicamente a única fonte de desvanecimento dado que as antenas são fixas, a variação deste fator influencia em um maior grau de difração 

-          Pode-se desprezar efeitos de formação de dutos troposféricos devido ao fato destes terem uma probabilidade muito pequena de de ter seus efeitos sentidos, conforme já comentado, em enlaces pequenos 

-          Com relação aos desvanecimentos por multipercursos estes tem seus efeitos muito pequenos devido ao fato de não haver mobilidade das antenas, não se tem então a variação da fase das componentes refletidas devido a mudança nas condições morfológicas do sistema só existindo aquela  devido a variação do fator K (que é muito pequena) 

-          Os efeitos de chuvas e absorção por gases são completamente desprezados a esta freqüência.

Será descrito agora os métodos utilizados para se calcular o P_Rnom. Esse cálculo pode ser realizado de duas formas: Analiticamente ou utilizando os alguns dos métodos empíricos apresentados no texto. 

V.I- Cálculo analítico do P_Rnom: 

Devido as características do sistema o cálculo da potência nominal de recepção pode ser calculada tanto utilizando-se metodologias ponto-a-ponto, ou seja tratando cada par Tx-Rx  como um enlace fixo, ou pode-se utilizar também modelo empíricos que tenham sido modelados para esta faixa de freqüência, obviamente algumas considerações e cuidados adicionais deverão ter de ser tomados, como mostra-se mais adiante.

V.II- Dimensionamento do Desempenho do Sistema:

  Este dimensionamento consiste em avaliar a disponibilidade do enlace radioelétrico. O enlace fica indisponível quando o nível de recepção ultrapassa um certo limiar limite no qual a taxa de erro (para sistemas digitais) ou a relação sinal ruído (sistemas analógicos) é tal que inviabiliza a inteligibilidade da informação. Como foi dito a redução do nível de recepção é causado pelos desvanecimentos (fenômenos anômalos de caráter aleatório), deve-se então conhecer quais os tipos de desvanecimentos relevantes para este tipo de sistema, e com isso avaliar sua indisponibilidade e conseqüêntemente avaliar o desempenho do enlace. Será descrito o método teórico e o prático incluindo as aproximações que podem ser feitas devido as características únicas do sistema.

 Abaixo tem-se as principais fontes de desvanecimento nestas condições de propagação: 

-         Desvanecimentos Lentos causados pela variação do fator K

-         Desvanecimentos por Multipercursos causando IIS. São praticamente desprezados em ambos os sistemas, como estas antenas são fixas o projeto é bastante facilitado pois pode-se na fase de implantação buscar ao redor do local de instalação uma posição ótima que minimize efeitos de raios refletidos e em certos casos até se conseguindo condição de visibilidade direta. 

Como no sistema LMDS aqui também poderia incluir o efeito de IIS no limiar do sistema contudo para facilitar as análises posteriores este será incluído na margem do sistema