Modelagem de comunicações móveis com a utilização de series temporais e geoestatísticas

O presente trabalho apresenta os resultados da modelagem de canal de propagação baseado em séries temporais multivariadas com a utilização de dados coletados em campanhas de medição e as principais características da urbanização de onze vias do centro da cidade de Belém-Pa. Modelos de função de transferência foram utilizados para avaliar efeitos na série temporal da potência do sinal recebido (dBm) que foi utilizada como variável resposta e como variáveis explicativas a altura dos prédios e as distâncias entre os prédios. Como nos modelos em séries temporais desconsideram-se as possíveis correlações entre amostras vizinhas, utilizou-se um modelo geoestatístico para se estabelecer a correção do erro deste modelo. Esta fase do trabalho consistiu em um conjunto de procedimentos necessários às técnicas geoestatísticas. Tendo como objetivo a análise em duas dimensões para dados espacialmente distribuídos, no que diz respeito à interpolação de superfícies geradas a partir das mostras georreferenciadas obtidas dos resíduos da potência do sinal recebido calculados com o modelo em séries temporais. Os resultados obtidos com o modelo proposto apresentam um bom desempenho, com erro médio quadrático na ordem de 0,33 dB em relação ao sinal medido, considerando os dados das onze vias do centro urbano da cidade de Belém/Pa. A partir do mapa de distribuição espacial da potência do sinal recebido (dBm), pode se identificar com facilidade as zonas infra ou supra dimensionadas em termos desta variável, isto é, beneficiadas ou prejudicadas com relação a recepção do sinal, o que pode resultar em um maior investimento da operadora (concessionária de telefonia celular móvel) local naquelas regiões onde o sinal é fraco.

ABSTRACT: This work presents the results of propagation channel modeling, based on multivariate time series models using data collected in measurement campaigns and the main characteristics of urbanization in the city of Belem-PA. Transfer function models were used to evaluate effects on the time series of received signal strength (dBm) which was used as the response variable and as explanatory variables of the height of buildings and distances between buildings. As time series models disregard to the possible correlations between neighboring samples, we used a geostatistical model to establish the correctness of this model error. This phase of the work consisted of a set of procedures necessary to geostatistical techniques. Aiming at the analysis on two dimensions for data spatially distributed, with respect to the interpolation of surfaces generated from georeferenced samples obtained from residues of received signal power computed using the model series. The results obtained with the proposed model showed an excellent performance, with mean square error in the order of 0.33 dB compared to the measured signal, considering the data of the eleven routes from the center of the city of Belém/Pa. From the map of the spatial distribution of the received signal strength (dBm), one can easily identify areas below or above dimensional in terms of this variable, that is benefited or damaged compared with the signal reception, which may result in a greater investment of the local operator (concessionaire mobile phone) in those regions where the signal is weak.