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Sviluppo ed implementazione software di metodi UTD ray-tracing di previsione di propagazione elettromagnetica nel campo della telefonia cellulare in ambiente urbano

Informazioni tesi

  Autore: Pietro Cardona
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 2000-01
  Università: Università degli Studi di Roma La Sapienza
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Indirizzo Elettronica
  Relatore: Cesare Maria Ottavi
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 173

TELEFONIA MOBILE E PROPAGAZIONE ELETTROMAGNETICA

La tesi proposta ha come oggetto d'indagine la previsione della propagazione elettromagnetica in un sistema di radiocomunicazione, in particolare di telefonia mobile.

Un sistema radiomobile ha come obiettivo principale quello di assicurare un'adeguata copertura radio del territorio, consentendo all’utente mobile di usufruire del servizio, con un elevato grado di qualità, in qualunque parte dell’area coperta dal sistema.

RETE TELEFONICA:
Il progetto di una rete di radiomobile richiede l’analisi accurata della propagazione del campo elettromagnetico nell’area di servizio in modo da poter formulare dei modelli di calcolo, tenendo conto sia delle specifiche del sistema sia delle caratteristiche dell’ambiente di propagazione.

AREA URBANA:
Delimitando la nostra indagine ad una tipica area urbana, con una sola stazione trasmittente, ci siamo prefissi l’obiettivo di valutare la diffusione del campo elettromagnetico mediante un modello di calcolo deterministico basato su procedure punto - punto.
In particolare abbiamo concentrato l’attenzione sul fenomeno della diffrazione del campo elettromagnetico da parte delle costruzioni urbane, ipotizzando che esso abbia un ruolo non trascurabile ai fini della copertura dell'area urbana.
Per quantificare tale fenomeno abbiamo quindi sviluppato un modello di calcolo basato sulla Teoria Uniforme della Diffrazione (U.T.D.,Uniform Theory of Diffraction) che ci consente di valutare la diffrazione da parte degli spigoli e dei bordi degli ostacoli.

ALGORITMO:
Dal modello si è poi ricavato un algoritmo che è stato implementato in linguaggio di programmazione C in modo da poter realizzare delle simulazioni, applicate ad un’area urbana le cui caratteristiche sono state ricavate da un data base territoriale.

PACCHETTO SOFTWARE
Il modello che abbiamo sviluppato, integrato in un pacchetto software di ray - tracing, ci ha consentito di prevedere il campo elettromagnetico generato da una stazione radio trasmittente in un'area urbana tenendo conto della propagazione in visibilità ottica, delle riflessioni semplici e doppie sul terreno e sulle pareti degli edifici insieme alla diffrazione semplice e doppia sugli spigoli degli edifici stessi, con una accettabile complessità computazionale.
Esso consente inoltre di tener conto delle caratteristiche geometriche e dielettriche degli edifici oltre che di quelle del terreno grazie ad un modello tridimensionale del territorio e ad un approccio euristico per calcolo del campo elettromagnetico.

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1 INTRODUZIONE La tesi proposta ha come oggetto d'indagine lo studio e la previsione della propagazione elettromagnetica in un sistema di radiocomunicazione, in particolare radiomobile. Un sistema radiomobile ha come obiettivo principale quello di assicurare un'adeguata copertura radio del territorio, consentendo all’utente mobile di usufruire del servizio, con un elevato grado di qualità, in qualunque parte dell’area coperta dal sistema. Per progettare una rete di radiocomunicazione mobile bisogna analizzare in maniera accurata la propagazione del campo elettromagnetico nell’area di servizio in modo da poter formulare dei modelli di calcolo, tenendo conto sia delle specifiche del sistema sia delle caratteristiche dell’ambiente di propagazione. In particolare l’obiettivo di un'accurata pianificazione è l’ottimizzazione del rapporto campo utile e campo disturbante con il massimo utilizzo dello spettro. Questo rapporto dipende da un insieme di fattori abbastanza ampio tra i quali la posizione geografica delle sorgenti del campo, il loro diagramma di radiazione, la potenza emessa, il tipo di territorio (urbano , rurale ecc. ) e la sua orografia. In particolare nei sistemi radiomobili l’area di servizio è spesso caratterizzata da aree di copertura con dimensioni in genere non uniformi, e dalla morfologia molto varia. Per la soluzione dei problemi di propagazione in funzione delle

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Parole chiave

algoritmi di previsione
propagazione elettromagnetica
radiocomunicazioni mobili
ray tracing
telefonia mobile
reti radiomobili
campi elettromagnetici

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