Modelagem e otimização da localização de transmissores em ambientes internos de comunicação sem fio

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica.O foco principal desta tese está dirigido ao estudo e à aplicação do Método da Modelagem por Linhas de Transmissão (TLM) para a caracterização do canal de propagação em ambientes internos. O trabalho aborda também a localização ótima de transmissores, e para isto, é realizado o estudo de dois métodos matemáticos: o Método da Correlação Espacial (Método da Krigagem) e o Método dos Algoritmos Genéticos. São apresentados os detalhes fundamentais do TLM em sua versão bidimensional e tridimensional, para o uso em meios não-homogêneos e com perdas. São abordados os principais fenômenos da interação onda / estrutura, assim como são propostas soluções viáveis para a realização de cálculos de mapeamento eletromagnético e otimização da localização de transmissores em ambientes internos. O caráter inédito deste trabalho é centrado no desenvolvimento de uma técnica, baseada no uso do TLM e do Método da Krigagem, para o auto-planejamento de sistemas internos de radiocomunicação através de uma temática simples, prática, clara e eficiente. Nove exemplos de aplicação são apresentados para avaliação da capacidade da técnica desenvolvida, priorizando a análise de casos onde os métodos tradicionais são ineficientes. Os resultados das simulações foram altamente satisfatórios, mostrando assim a eficácia dos métodos como ferramenta de cálculo e solução destes tipos de problemas. The main focus of this dissertation is related to the applications of the Transmission Line Modeling Method (TLM) in order to characterize indoor radio propagation channels. This work also leads with the optimal transmitters locations in indoor environments, and for these analysis, two mathematical methods were applied: the Spatial Correlation Meta-Model (Kriging) and the Genetic Algorithms Method. The main aspects of TLM are presented for bi-dimensional and tri-dimensional evaluations applied to non-homogeneous media with losses. The main phenomena about the wave / structure interactions are illustrated and after that viable solutions are proposed for the success of electromagnetic mapping and optimal transmitter's location in indoor environments. The central point of this work is concerned with the development of a technique based on the use of the TLM and the Kriging Method for the auto-planning of indoor radio communication systems. Nine examples of applications are givem to show the developed technique potentialities, specially for cases where traditional methods are inefficient. The simulations results had been highly satisfactory showing the effectiveness of the methods as tools to provide solutions for these kinds of problems