Enderun Saray Mektebinin Tarihi Gelişimi

Com intuito de estabelecer um modelo de propagac¸ ˜ao para o Jammer, estabeleceu-se contacto com o Major de Transmiss ˜oes Lopes, do Regimento de Transmiss ˜oes, que, por sua vez, se disponibilizou para realizar testes recorrendo a um analisador de espectros.

Durante os testes, o jammer foi ligado com uma pot ˆencia de emiss ˜ao de -25 dB e foram registados os valores medidos pelo analisador de espectro para v ´arias dist ˆancias. 1 _{Apesar de -25 dB n ˜ao ser a}

pot ˆencia m ´axima do jammer, ´e poss´ıvel, a partir desta, extrapolar para valores diferentes.

A tabela 3.1 mostra os valores obtidos para a pot ˆencia do sinal a v ´arias dist ˆancias do jammer estando este a emitir a uma pot ˆencia de -25 dB. Mostra tamb ´em a extrapolac¸ ˜ao obtida para diferentes pot ˆencias de emiss ˜ao. Estes dados foram obtidos utilizando um analisador de espectro na faixa de 869.4-869.65 MHz. Os testes foram realizados num espac¸o amplo, ainda que possam ter existido reflex ˜oes devido `a presenc¸a de edif´ıcios nas imediac¸ ˜oes, e em condic¸ ˜oes atmosf ´ericas de aguaceiros ligeiros.

A utilizac¸ ˜ao desta largura de banda deve-se ao fato de esta ser a banda de funcionamento do m ´odulo XBee868Pro, que ´e bastante utilizado em redes de sensores.

Durante a execuc¸ ˜ao dos testes, o jammer n ˜ao estava a emitir na sua pot ˆencia m ´axima. Em operac¸ ˜oes militares, a pot ˆencia de emiss ˜ao do jammer est ´a diretamente relacionada com a neces- sidade de protec¸ ˜ao da forc¸a e autonomia da bateria, sendo que, para operac¸ ˜oes de longa durac¸ ˜ao, ´e recomend ´avel utilizar pot ˆencias mais baixas. A extrapolac¸ ˜ao para diferentes valores de pot ˆencia de emiss ˜ao pretende cobrir variadas situac¸ ˜oes poss´ıveis, uma vez que o jammer permite a regulac¸ ˜ao da pot ˆencia de emiss ˜ao.

Tabela 3.1: Pot ˆencia recebida (dB) em func¸ ˜ao da dist ˆancia para diferentes pot ˆencias de emiss ˜ao. dist ˆancia (m) Pe = -25 dB Pe = -20 dB Pe = -15 dB Pe = -10 dB Pe = -5 dB Pe = 0 dB 3.00 -25,20 -20,20 -15,20 -10,20 -5,20 -0,20 5.00 -29,34 -24,34 -19,34 -14,34 -9,34 -4,34 7.50 -32,45 -27,45 -22,45 -17,45 -12,45 -7,45 10,00 -38,86 -33,86 -28,86 -23,86 -18,86 -13,86 15,00 -43,86 -38,86 -33,86 -28,86 -23,86 -18,86 20,00 -57,80 -52,80 -47,80 -42,80 -37,80 -32,80 25,00 -62,76 -57,76 -52,76 -47,76 -42,76 -37,76 30,00 -65,78 -60,78 -55,78 -50,78 -45,78 -40,78 35,00 -71,42 -66,42 -61,42 -56,42 -51,42 -46,42 40,00 -74,78 -69,78 -64,78 -59,78 -54,78 -49,78

As extrapolac¸ ˜oes foram obtidas tendo como base a equac¸ ˜ao 3.1 para o modelo Logar´ıtmico de Perdas de Percurso (Log - Distance path loss model) de r ´adio propagac¸ ˜ao:

P L = P L0+ 10· γ· log(

d d0

) + Xg

P L = PT x−PRx (3.1)

• PT x = Pot ˆencia Transmitida

• PRx= Pot ˆencia Recebida

• Dist ˆancia de refer ˆencia -d0= 1m

• P L0= F riis(d0)

• Log-normal Shadowing:Xg= N (σ)

• Fator de perda de pacotes:γ

• No modelo de Friis para atenuac¸ ˜ao em espac¸o livre:γ = 2 e Xg= 0

• Para propagac¸ ˜ao com atenuac¸ ˜ao sem ser em espac¸o livre: tipicamenteγ > 2

Como se pode observar, a pot ˆencia recebida aumenta proporcionalmente `a pot ˆencia emitida, uma vez que todos os restantes fatores s ˜ao constantes nos testes efetuados.

Na figura 3.3 est ˜ao representados graficamente os valores obtidos em teste e a reta de tend ˆencia y = −1.3889x − 23.767 gerada automaticamente pelo Excel.

Como era de esperar por observac¸ ˜ao da equac¸ ˜ao 3.1, o gr ´afico correspondente aos testes efetuados aproxima-se a uma reta. A partir dos valores testados ´e poss´ıvel calcular o valor deγ. P L0depende

Figura 3.3: Pot ˆencia recebida em teste em func¸ ˜ao da dist ˆancia.

do valor da pot ˆencia recebida e da pot ˆencia de emiss ˜ao para uma dist ˆanciad0de 3 m, tendo-se obtido

o valor de 0,2 dB.

Ap ´os a obtenc¸ ˜ao do valor deP L0, utilizou-se a pot ˆencia de emiss ˜ao e recec¸ ˜ao para uma dist ˆancia

de 35 m para obter o valor deP L e, consequentemente, γ, uma vez que esta pot ˆencia recebida est ´a mais pr ´oxima da reta de tend ˆencia gerada pelo Excel. Oγ obtido tem o valor de 4, 33.

O valor deγ obtido indica que o sinal sofreu atenuac¸ ˜oes diversas, o que era expect ´avel, visto que as condic¸ ˜oes atmosf ´ericas n ˜ao eram as ideais, para al ´em da presenc¸a do fen ´omeno de reflex ˜ao. Note-se que oγ ´e 2 para o modelo de propagac¸ ˜ao em espac¸o livre.

A obtenc¸ ˜ao do valor deγ aliado ao facto dos valores obtidos em testes se aproximarem de uma reta (figura 3.3), permite afirmar que os valores da pot ˆencia de recec¸ ˜ao s ˜ao extrapol ´aveis para dist ˆancias maiores, utilizando na equac¸ ˜ao 5 o valor deγ calculado.

Ap ´os a an ´alise dos dados, e admitindo que o m ´odulo a utilizar ser ´a o XBeePro868 [26], ´e poss´ıvel definir a dist ˆancia do jammer aos n ´os, por forma a que estes consigam comunicar.

O fabricante do m ´odulo XBeePro868 define um alcance m ´aximo de 40 Km para comunicac¸ ˜ao, uma largura de banda do m ´odulo de 24 kbit/s e uma sensibilidade na recec¸ ˜ao de 1%, para uma pot ˆencia recebida de -112 dBm.

O Fabricante disponibiliza tamb ´em um white paper, onde demonstra testes de alcance efetuados com o m ´odulo XBeePro868.

Os testes de alcance foram efetuados utilizando antenas com ganho de 2,1 dBi. Estes concluem que uma atenuac¸ ˜ao adicional de 11 dB, para uma dist ˆancia de 40 km, ´e o valor aceit ´avel para conseguir comunicar, tendo obtido, com sucesso, 96,9% dos pacotes (Tabela 3.2). ´E importante referir que, durante a elaborac¸ ˜ao destes testes, os n ´os n ˜ao sofriam qualquer atenuac¸ ˜ao devido a obst ´aculos.

Os valores disponibilizados pelo fabricante ser ˜ao ´uteis para a definic¸ ˜ao do cen ´ario, permitindo, atrav ´es de c ´alculo, obter valores para a dist ˆancia entre n ´os que ir ´a possibilitar a comunicac¸ ˜ao du-

Tabela 3.2: Testes de alcance do XBeePro868 [26]. 868 MHz Dipole Antenna at 40 km

Variable Attenuation Percentage of Good Packets

0 dB 100% 9 dB 100% 10 dB 100% 11 dB 96.9% 12 dB 63% 13 dB 32% 15 dB 5% 20 dB 0%

rante a presenc¸a do jammer. A pot ˆencia do sinal do jammer ser ´a somada ao ru´ıdo t ´ermico do circuito, por forma a descobrir qual a reduc¸ ˜ao da dist ˆancia entre n ´os que permita anular o efeito deste ru´ıdo adicional e manter a comunicac¸ ˜ao destes. Desta forma, os valores obtidos depender ˜ao da dist ˆancia entre o jammer e os n ´os.