Dissertação

{en_GB=Evaluation of Train Communications in Bridges and other Metallic Structures} {} EVALUATED

{pt=O objectivo deste trabalho foi desenvolver um modelo capaz de analisar o efeito de uma ponte metálica em diferentes sistemas de telecomunicações a operar nas bandas de frequências dos 900 (GSM), 2600 (LTE) e 5900 MHZ (WiFi/BBRS), para diferentes cenários de vias férreas. A estratégia adoptada neste trabalho prende-se directamente com dois módulos principais. O primeiro trata-se simplesmente de implementação de modelos de propagação para calcular perdas de propagação em vários cenários. A novidade desde trabalho vem com o segundo módulo, que consiste num modelo eletromagnético baseado no software CST com o principal objetivo de analisar as perdas de penetração através de uma ponte metálica. O modelo é desenvolvido com base numa ponte real e diferentes configurações foram testadas de modo a chegar a um compromisso entre uma representação precisa do problema e recursos computacionais limitados. É então possível estimar distâncias máximas de comunicação para certas configurações, assim como degradações de desempenho devido à inclusão da obstrução sob a forma de ponte metálica. No que se refer a GSM, cenários de viaducto têm perdas entre 19% e 44% relativamente a distâncias máximas de comunicação, enquanto que outros cenários podem ver estas distâncias reduzidas desde 45% até 56%. Para o caso do BBRS é concluído que as distâncias actualmente usadas, da ordem dos 300 m, entre estações base são conservativas. Este é também o cenário onde se observam as maiores reduções no que toca a distâncias máximas de comunicação, em cerca de 86%., en=The objective of this work was to develop a model in order to analyse the effect of a metallic bridge in different telecommunications systems, working in the 900 (GSM), 2600 (LTE) and 5900 MHz (WiFi/BBRS) frequency bands, for railway environments. The strategy adopted in this work evolved around two main directions. The first one was simply to implement propagation models in order to calculate path loss for the various environments under study. The novelty of this work comes with the second one, which consists of an electromagnetic model, based on CST software, for the analysis of penetration losses through a metallic bridge. The model was based on the schematics of a real bridge and different configurations were tested in order to reach a compromise between an accurate representation of the real problem and limited computational resources. It is then possible to estimate maximum communication distances for given configurations, as well as performance degradations that come with the inclusion of the metallic obstruction. In what concerns GSM, viaduct environments lead a range decrease roughly from 19% to 44% relative to their maximum communication distances, whereas other scenarios can see deteriorations from 45% to 56%. For BBRS, it is concluded that the currently used distances of around 300 m between BSs are conservative. This is also the scenario where the metallic bridge yields the biggest performance decrease, with communication distances reduced around 86%.}
{pt=Via Férreas, Pontes Metálicas, Perdas de Propagação, CST, Ritmo de Transmissão., en=Railway Communications, Metallic Bridges, Path Loss, CST Throughput.}

Novembro 14, 2018, 11:30

Orientação

ORIENTADOR

Luís Manuel De Jesus Sousa Correia

Departamento de Engenharia Electrotécnica e de Computadores (DEEC)

Professor Associado