aplicaÇÃo de drones em mediÇÕes de propagaÇÃo - aplicacao de... · •vantagens: alta...

30/07/2018 XVII Seminário Nacional de Telecomunicações – APTEL / PETROBRAS – 2018 – Rio de Janeiro - RJ 1

Eng. Ângelo Canavitsas - D. Sc. - PETROBRAS

Painel: Drones

APLICAÇÃO DE DRONES EM MEDIÇÕES DE

PROPAGAÇÃO

30/07/2018 XVII Seminário Nacional de Telecomunicações – APTEL / PETROBRAS – 2018 – Rio de Janeiro - RJ 230/07/2018

• Preâmbulo

• Objetivo

• Grupo Ad Hoc Propagação

• Estudos sobre Difração

• Utilização da plataforma aérea

• Comentários

• Conclusão

Sumário


• As informações desta apresentação foram obtidas emmídias públicas.

• O interesse no drone é devido a possibilidade de efetuarmedidas de propagação inéditas, por meio de umaplataforma aérea não tripulada.

• Os estudos e resultados aqui apresentados foramdesenvolvidos pelo Grupo Ad Hoc Propagação.

Preâmbulo


Objetivo• Apresentar a capacidade dos drones

como plataforma aérea de suporteàs medições de propagação.

• Mostrar o desenvolvimento dosdispositivos utilizados pelo GrupoAd Hoc Propagação e os resultadosobtidos.

Grupo Ad Hoc Propagação instalandodispositivos de medição de propagação nodrone.


Grupo Ad Hoc Propagação

Grupo Ad Hoc

Propagação


Grupo Ad Hoc Propagação (Cont.)

• Site: www.canavitsas.com.br

• Termo de Referência da ANATEL• Coordenador: Eng. Ângelo Canavitsas - D. Sc. - PETROBRAS (2019 – 2020)

• Vice Coordenador: Eng. Frederico Neves – M. Sc. ANATEL• Secretário• Comitê técnico

• UFF• EMBRAPA• INMETRO• PETROBRAS• PUC e outras entidades• Reuniões trimestrais

http://www.canavitsas.com.br/


Grupo Ad Hoc Propagação (Cont.)

Principais estudos em andamento

• Difração;

• Propagação Ionosférica;

• Condutividade do Solo; e

• Rádios Cognitivos.


Estudos sobre Difração (Contribuições do Brasil para a UIT 2018 –Montreal - Canadá)

• Difração

• Doc. 3J/197-E - 15 June 2018

• IMPROVEMENTS TO RECOMMENDATION ITU-R P.526 - PROPAGATION BY DIFFRACTION

• Drone

• Doc. 3J/196-E - 14 June 2018

• INFORMATION PAPER USE OF UNMANNED AERIAL VEHICLE FOR PROPAGATION

MEASUREMENTS

* O document sobre drone foi apresentado nos 4 Subgrupos de Estudo do SG 3 da UIT.

•


Working Party 3J (WP 3J) - Propagation fundamentals

Document 3J/197-E - 15 June 2018

Brazil (Federative Republic of)IMPROVEMENTS TO RECOMMENDATION ITU-R P.526 - PROPAGATION BY

DIFFRACTION

Eng. Ângelo Canavitsas – D. Sc.

Estudos sobre Difração (Cont.)

* Trecho da Contribuição do Brasil para a UIT 2018 – Montreal –Canadá.


Tests environment and methodology• All of the measurements were performed in Guanabara Bay, Rio de Janeiro, Brazil, in the illustrated region.

* Trecho da Contribuição do Brasil para a UIT 2018 – Montreal –Canadá. (Cont.)


Preliminary improvement proposal• A first question to be solved is to understand why the diffraction predictions fails, in some

cases, and propose a method to improve the appropriated Recommendation. Our thesis isbased on the lateral leakage of energy, which is probably not taken into account by an existingmodel. A basic representation of this scenario is represented in the Figure bellow.




Preliminary improvement proposal (Cont.)

• In order to make clear our methodology, a hypothetical link (longitudinal link profile) isrepresented in the Figure bellow and in the next Figure a transversal profile with someparameters that can characterized the obstruction geometry.




• The transversal profile with some parametersthat can characterized the obstructiongeometry is represented in Figure.

• Remark: The hypothetical points [C – Δd] and[C + Δd] need to have the same altitude ofpoint C.



Preliminary proposed formulation to diffraction losses correction

• The clearance parameters are indicated in previous Figure.

• Cd = Clearance Difference

• Ca = Clearance Average

• 𝛥𝑑 =𝐹𝑟𝑒𝑠𝑛𝑒𝑙 𝑅𝑎𝑑𝑖𝑢𝑠

2

• where:

• Cd = Clearance (B-1) - Clearance (B+1)

• 𝐶𝑎 =𝐶𝑙𝑒𝑎𝑟𝑎𝑛𝑐𝑒𝑎 𝐵−1 + 𝐶𝑙𝑒𝑎𝑟𝑎𝑛𝑐𝑒𝑎 𝐵 + 𝐶𝑙𝑒𝑎𝑟𝑎𝑛𝑐𝑒𝑎 𝐵+1

3

• Ctp = Correction due to transverse profile

• Ctp = Cd*(0.047) + Ca*(-0.0099) [ dB ]

• Compensation: If Ctp is greater than zero, add 3 dB.



Transmitter site

Sugar Loaf Mountain

Diffraction generator

Passage 4

[ 869 Test points ]

Analyzed points

of passage 4

[ 6227 up to 6397 ]

Index 6397

Index 6227

815 m

• In this example were used the data captured by Passage 4. The points selected are from Index 6227 toIndex 6397, all of them in the diffraction propagation, according to ITU-R P. 526 results. The Figure bellowshows the region and the selected Indexes sequence.

Practical example

30/07/2018 XVII Seminário Nacional de Telecomunicações – APTEL / PETROBRAS – 2018 – Rio de Janeiro - RJ 16Adicionar um rodapé 16

Embarcação utilizada nos testes da Baia de Guanabara



• Calculate Ctp Correction due to Transverse Profile.

Ctp = Cd*(0.047) + Ca*(-0.0099) [ dB ]

Ctp = 65.297*(0.047) +(-265.16)*(-0.0099) [ dB ]

Ctp = 5.694

[Compensation: If Ctp is greater than zero, add 3 dB.]

Correction = 8.694 [ dB ]

• Insert the correction on Prediction of Reception Signal Level (From Table 1).

Reception Signal Level = -75.008 dBm [Prediction]

Reception Signal Level corrected = -75.008 + 8.694 = - 66.314 dBm [Prediction + Correction]

Measured Level: -67.218

• Prediction: -75.008 [Error 10 %]

• Prediction + correction: -66.314 [Error 1.3 %]




-80.000

-75.000

-70.000

-65.000

-60.000

-55.000

-50.000

-45.000

6227

6230

6239

6247

6252

6257

6266

6271

6284

6287

6290

6293

6296

6303

6306

6309

6312

6315

6318

6321

6324

6327

6330

6333

6336

6339

6342

6345

6348

6351

6355

6358

6361

6364

6367

6370

6375

6383

6386

Lev

el [

dB

m ]

Index

Diffraction Measurements, Prediction & Proposed Correction Method

Measured Level (dBm) ITU-R P. 526 Predicted Level (dBm) Proposed Correction Method

Obtained improvements



Obtained improvements (Cont.)

The mean square error was reduced, as indicated:

• Mean square error - ITU-R P.526: 4.67 dB

• Mean square error - Proposed method: 2.55 dB

The Figures bellow shows the Recommendation ITU-R. P.526 prediction square errors histogram (left)and the proposed method square errors histogram (right).

Frequency interval errors

Per

cen

tag

e

ITU-R P. 526 Prediction - Square erros histogram

Frequency interval errors

Per

cen

tag

e

Proposed correction method - Square erros histogram


Utilização da plataforma aérea

• Grupo Ad Hoc Propagação• Desenvolvimento de dispositivo para capturar e registrar o sinal transmitido do

Sumaré. A Universidade Federal Fluminense- UFF apoiou o Ad Hoc e desenvolveu osistema. Antena montada pelo Ad Hoc.

• Peso do material inicialmente embarcado: 452 gramas.


Utilização da plataforma aérea (Cont.)

• Grupo Ad Hoc Propagação• Trabalhos de calibração em Campo.

• Prof. Dr. Pedro Castellaños, Ruan – UFF e Robson - ANATEL.


• Grupo Ad Hoc Propagação• Vídeos de decolagem e calibração do drone. Dados de altitude, coordenadas,

temperatura, hora GPS, azimute de apontamento da antena e outros.


Vídeos Drone/IMG_1306.MOV




• Medições em campo na Urca – Escola de Educação Física do Exército.



• Vantagens: Alta capacidade de posicionamento horizontal e vertical,oferecendo novas e inéditas possibilidades de medição.

• Limitações: Autonomia dependente de peso, vento e tempo de baterias.

• Pontos de aprimoramento: Medições mais precisas com menor tempo devarredura do espectro radioelétrico investigado.

• Gravação de imagens: Fornece amplas possibilidades de estudo, pois asfotos e vídeos podem ser georeferenciados, inclusive com a altitude.

• Desenvolvimento da plataforma: Destaque para os componentes do Ad HocPropagação e entidades que apoiaram o projeto como a ANATEL, UFF e, asdemais participantes.

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Comentários


• A plataforma aérea desenvolvida tem grande potencial para asmedições de propagação.

• O drone pode ser utilizado nos trabalhos da fiscalização daANATEL.

• O sistema mostrou uma estabilidade muito satisfatória.

• Há limitações referentes à autonomia.

• Antenas, captação de sinal e armazenamento ainda precisam deaprimoramento.

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Conclusão


Modelo do Drone


Eng. Ângelo Canavitsas - D. Sc.

Site: www.canavitsas.com.br

E-mail: [email protected]

OBRIGADO!



Referências:

• Grupo Ad Hoc Propagaçãowww.canavitsas.com.br

• ANATEL - CBC2 http://www.anatel.gov.br/institucional/index.php?option=com_content&view=article&id=199&Itemid=414

• ANATEL - GRR5http://www.anatel.gov.br/institucional/comissoes-brasileiras-de-comunicacao-cbcs/radiocomunicacoes-cbc2/grupos-relatores-de-radiocomunicacoes-grrs

• UIT - ITU Radiocommunication Sectorhttps://www.itu.int/en/ITU-R/Pages/default.aspx

• UIT - Study Group 1 (SG 1) - Spectrum management & Study Group 3 (SG 3) - Radiowave propagationhttps://www.itu.int/en/ITU-R/study-groups/Pages/default.aspx


http://www.anatel.gov.br/institucional/index.php?option=com_content&view=article&id=199&Itemid=414

http://www.anatel.gov.br/institucional/comissoes-brasileiras-de-comunicacao-cbcs/radiocomunicacoes-cbc2/grupos-relatores-de-radiocomunicacoes-grrs

https://www.itu.int/en/ITU-R/Pages/default.aspx

https://www.itu.int/en/ITU-R/study-groups/Pages/default.aspx

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