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Gonçalo Arada Martins Co-Localização de diferentes tecnologias

1. Bo 12 00 12 00 12 00 12 00 a pi 2 0 N o Ganho M ximo da N o Offset do ganho a 90 RX Perdas 12 00 12 00 cabos Limite de Blocking do receptor 99 oN pn a O go O AN O 12 00 12 00 12 00 d o a O S S 33 00 35 00 43 00 58 00 Perdas em Espa o 21 00 29 00 13 00 15 00 23 00 38 00 Livre Separa o em 0 16 metros Tabela 6 Bloqueio do receptor caso indoor antenas omnidireccionais PIRE 33dBm M Isolamento 41 00 49 00 33 00 49 00 Necess rio 41 00 13 00 29 00 21 00 _ ON o N 0 38 0 15 QO Pela an lise da tabela podemos dizer que uma dist ncia de 0 5m suficiente para garantir o isolamento necess rio entre as antenas de forma a evitar o bloqueio dos receptores excep o do caso GSM900 1800 e UMTS UMTS que necessitam de maior separa o Contudo deve se ter em considera o que estes c lculos foram obtidos a partir das especifica es das normas e os valores de blocking na realidade para os diferentes 33 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site fabricantes s o superiores a estes logo esta separa o trata se de uma separa o para o pior caso podendo uma dist ncia de 0 5m entre todas as antenas UMTS e GSM900 1800 ser suficiente para garantir o bom desempenho dos receptores Ganho M ximo da 7 00 7 00 7 00 7 00 7 00 7 00 7 00 7
2. 3 1 cos 2w w2 t E a AiA cos 2W2 w t E as4 45 cos 2 o E a A A gt cos 2w w1 t E a34 45 Pelos primeiros 2 termos desta resposta verifica se que existe um termo essencialmente dominado pela pot ncia de z que cai sobre a frequ ncia de e um termo dominado pela pot ncia de frequ ncia 2 A este problema d se o nome de efeito de bloqueio blocking isto porque se a pot ncia interferente por exemplo 2 que chega ao receptor da frequ ncia que se pretende receber por exemplo for elevada comparativamente com a sensibilidade do receptor esta frequ ncia indesejada vai provocar o bloqueio do receptor O produto de intermodula o respons vel pela ocorr ncia deste fen meno de bloqueio no receptor dado por 1 2 2 IM cos w t a34 A5 EE a34 A3 3 2 23 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site Logo em este ser dado por IM 5 034 43 3 3 Em 5 dado que 2 lal IP3 Em 3 4 Logo daqui tira se que a3 vem dado por las gt tal 3 5 3 IP3 O ganho vem dado por la logo a GVG RAL A Podemos ainda transformar as amplitudes em pot ncias sendo que P Entao As 2P eA 4 2P Assim o bloqueio de 2 sobre vir dado como IM DE op 2P 3 6 P a pot ncia m nima que o receptor conseguir receber no sinal desejado isto a sensibilidade do receptor S1 IM m ximo
3. g LU oo o o 4 25 Dd 25 20 15 10 E 0 Pot ncia do sinal interferidor dBm Figura 42 Evolu o do EVM e SNR com interferidor WLAN v tima GSM1800 Pelos gr ficos anteriores verifica se tamb m que as tecnologias que provocam uma degrada o maior do sinal GSM1800 para o mesmo valor de pot ncia de sinal interferente s o o WiMAX e o WLAN devido ao facto de terem neste caso o PAPR maior Para o TMA de GSM1800 no caso do sinal interferente ser GSM900 o efeito sentido na degrada o do sinal foi muito baixo sendo a varia o do EVM e da SNR do sinal de GSM1800 observada apenas para sinais interferentes mais fortes e mesmo assim com pouca altera o No caso da interfer ncia entre dois sinais GSM1800 verifica se uma degrada o mais r pida do sinal para sinais interferentes mais baixos pois como o filtro de entrada do TMA n o rejeita a banda de Downlink ent o o sinal interferente que chega ao amplificador mais forte que para os outros casos 67 EVM Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site 5 3 3 TMA de UMTS Evolu o do EVM e da SNR do sinal de UMTS quando interferido por sinais de outras V tima UMTS e Interferidor GSM300 tecnologias 40 30 20 10 0 40 35 30 EVM Figura 43 Evolu o do EVM e SNR com interferidor 25 20 15 40 5 Pot ncia do sinal interferidor dBm GSM900 v tima UMTS 60 40 20 40 35 30 Figura 44 Evolu
4. o Refer ncia ainda para o ap ndice onde s o apresentadas tabelas resultantes da aplica o para folha de c lculo constru da de acordo com o modelo matem tico obtido para o efeito de bloqueio No mbito deste trabalho foi proposto aprova o um artigo cient fico para o workshop do INMMiC 2008 Integrated Nonlinear Microwave and Millimetre wave Circuits a realizar em M laga Espanha MARTINS Gon alo A CARVALHO Nuno B PIRES S rgio and CABRAL Pedro M Co location of different Technologies in the same site Aveiro 2008 Cap tulo 2 gt DISTORCAO NAO LINEAR 2 1 Resposta de Sistemas Nao Lineares Um sistema diz se linear quando obedece ao principio da proporcionalidade e da sobreposi o isto responde a uma entrada do tipo x t x t x2 t com y t y t y2 t e a uma entrada x t k xj t k2x2 t responde com y t k y t k2y2 t quando y t e yo t s o as respostas as entradas x t e x t respectivamente 3 Assim um sinal aplicado a entrada de um sistema linear afectado em m dulo e fase linearmente na sua sa da n o possuindo qualquer conte do espectral sa da que n o esteja presente na entrada Contudo todos os sistemas s o n o lineares sendo que a engenharia apenas os lineariza volta de um ponto de repouso para simplificar os c lculos 4 Os sistemas n o lineares est o ent o na origem da distor o n o linear que leva a interfer ncias entre di
5. o do EVM e SNR com interferidor 68 V tima UMTS e Interferidor UMTS 25 20 15 10 5 Pot ncia do sinal interferidor dBm UMTS v tima UMTS 25 20 30 20 SNR dB EVM V tima UMTS e Interferidor GSM1800 60 30 40 20 oO EA na 9 20 10 0 0 40 35 30 25 20 15 10 5 0 5 10 Pot ncia do sinal interferidor dBm Figura 45 Evolu o do EVM e SNR com interferidor GSM1800 v tima UMTS v tima UMTS e Interferidor WIMAX 60 30 40 20 E gt i 20 10 0 0 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Pot ncia do sinal interferidor dBm Figura 46 Evolu o do EVM e SNR com interferidor WIMAX v tima UMTS SNR dB Cap tulo 5 Estudo de caso real V tima UMTS e Interferidor WLAN 60 30 40 20 z z S E LU oo 20 10 0 0 40 35 A 25 20 45 40 5 0 Pot ncia do sinal interferidor dBm Figura 47 Evolu o do EVM e SNR com interferidor WLAN v tima UMTS Mais uma vez se verifica que as tecnologias com maior PAPR s o as que mais interferem sobre um sinal fraco noutra banda de frequ ncia Assim a tecnologia GSM a que menos interfer ncia cria sobre os restantes sinais contudo neste caso verifica se uma grande degrada o do sinal UMTS quando interferido por um sinal de GSM1800 Isto explicado pela grande proximidade das bandas de Uplink do UMTS e Downlink do GSM1800 ent o a resposta do filtro n o ser a ideal para esta banda e por consequ ncia o sinal que pa
6. 18 Correction of blocking test in case of co sitting with GSM900 or GSM1800 BTS TMobil amp Siemens Vienna February 2001 19 TS 25 101 version 3 7 0 ETSI 3GPP 1999 June 2001 20 PARENTE Cristina e MONTEIRO Cl udio Co existence requirements and installation recommendations Ericsson Setembro de 2001 21 ETSI EG 200 053 Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters ERM Radio site engineering for radio equipment and systems 2004 22 MPT 1331 Code of practice for radio site engineering FYLDE June 2001 23 Specification for the use of structural steel in building BS449 British standards institution 24 HIGA Walter H Spurious signals generated by Electron Tunneling on Large Reflector Antennas proceeding of the IEEE vol 63 No 2 pp 306 313 February 1975 25 DENIEL R Isolation measurements on CELLWAVE Antennas Cellwave October 2000 26 Sistemas de Comunica es M veis Efeitos na Sa de Humana Circular Informativa da Direc o Geral de Sa de Dezembro de 2004 27 Portaria n 1421 2004 Di rio da Rep blica n 275 S rie I B 23 de Novembro de 2004 28 OLIVEIRA Carla Estima o de Zonas de Exclus o para Antenas de Esta o Base em Sistemas de Comunica o sem Fios 1 Semin rio Portugu s da URSI Radiocomunica es Novos Paradigmas e Impacto na Sa de Novembro de 2007 29 REBELO Jo o Moreira e CARVALHO Nuno Borges TMAs Alleviate Cellular Network
7. degrada o mediu se o EVM e a SNR ao mesmo tempo que se aumentava a pot ncia do sinal interferente 61 EVM EVM 5 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site 5 3 1 TMA de GSM900 Evolu o do EVM e da SNR do sinal de GSM900 quando interferido por sinais de outras tecnologias Yitma GSM900 e Interferidor GSM300 100 20 T 50 ilies oD 0 0 40 35 30 2 20 15 0 6 0 5 10 Pot ncia do sinal interferidor dBm Figura 30 Evolu o do EVM e SNR com interferidor GSM900 vitima GSM900 Vitima GSM300 e Interferidor UMTS ie 20 a 15 r 10 20 i O 5 0 5 20 45 10 5 0 5 10 Pot ncia do sinal interferidor dBm Figura 31 Evolu o do EVM e SNR com interferidor UMTS v tima GSM900 62 EVM 5 EVM 5 V tima GSM900 e Interferidor GSM1800 Pot ncia do sinal interferidor dBm Figura 32 Evolu o do EVM e SNR com interferidor GSM1800 v tima GSM900 V tima GSM300 e Interferidor WIMAX 80 20 60 15 40 10 20 5 40 35 30 25 20 15 10 5 D Pot ncia do sinal interferidor dBm Figura 33 Evolu o do EVM e SNR com interferidor WIMAX v tima GSM900 100 20 ia 50 ibe of 0 0 40 35 30 2 2 45 10 5 0 5 10 Cap tulo 5 Estudo de caso real V tima GSM300 e Interferidor WLAN 80 20 60 15 a a 40 105 S 5 W oo 20 5 0 0 40 a 25 20 15 10 E 0 Pot ncia do sinal interferidor dBm Figura 34
8. es f sicas da rea Caso n o exista nenhuma estrutura existente apropriada h necessidade de recorrer constru o de uma torre de suporte sendo que sempre que poss vel se poder partilhar as estruturas com outros Interessados co localiza o de forma a reduzir os custos Ent o os crit rios para a escolha da localiza o de um site ser o l Localiza o escolhida por an lise de propaga o 2 Capacidade dispon vel em sites existentes 3 Compatibilidade electromagn tica relativamente a instala es existentes 4 Considera es ambientais e de planeamento ordenamento do territ rio A localiza o do site deve ter por base informa es recolhidas a partir da experi ncia de outros operadores j existentes na zona de forma a obter dados sobre a rea de cobertura garantida pela localiza o do site num dado local 41 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site Se a zona ainda n o tiver informa es acerca da propaga o deve se ent o proceder a um estudo da propaga o baseada numa an lise te rica e considerando a morfologia do terreno e as caracter sticas f sicas do local No caso de se decidir pela co localiza o num site j existente h diversas op es para o novo utilizador 6 l Partilhar um canal de informa o num sistema existente 2 Partilhar um sistema de multiplexagem de forma a usar uma antena comum 3 Partilhar o cabinet e Instalar a sua pr pria
9. metros largura de banda dura o da emiss o interferente per odo de ocorr ncia intensidade do sinal e modula o do sinal Ao analisar a largura de banda do sinal interferente deve se comparar os valores com os utilizados pelas emiss es das tecnologias wireless nas proximidades Se o sinal interferente tiver origem num produto de intermodula o este poder n o corresponder directamente a nenhuma das larguras de banda das tecnologias adjacentes contudo poder ajudar na identifica o das tecnologias que est o na origem do produto de intermodula o pois a largura de banda do sinal interferente tem de ser sempre superior largura de banda das componentes envolvidas na gera o do produto de intermodula o 6 Tecnologia Largura de banda canal Radiodifus o Televisiva Anal gica 7 MHz VHF 8 MHz UHF Radiodifus o sonora FM 200 KHz CDMA2000 1 25 MHz Tabela 12 Largura de banda por canal de algumas tecnologias wireless Deve se ainda verificar se a Interfer ncia se trata de uma Interfer ncia permanente ou de uma interfer ncia intermitente analisando a dura o da interfer ncia Se se concluir que se trata de uma Interfer ncia intermitente deve se analisar o per odo de ocorr ncia da mesma e tentar obter um padr o de ocorr ncia por exemplo ocorre apenas durante o dia ou ocorre apenas num determinado dia da semana etc De forma a quantificar a proximidade da fonte de interfer ncia pode se ana
10. ncia de sa da dBm 40 50 HO r0 40 35 30 25 20 15 10 5 0 5 10 Fot ncia de entrada dBm Figura 28 Teste a 2 tons no TMA de GSM1800 f 1767 MHz e f 1770 MHz 59 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site TMA de UMTS Pot ncia de saida dBm AD 35 30 25 0 15 10 5 0 Fot ncia de entrada dBm Figura 29 Teste a 2 tons no TMA de UMTS f 1 94 GHz e f 1 96 GHz Extrapolando as curvas das zonas de sinal fraco de uma das componentes fundamentais e de uma das componentes de intermodula o de 3 ordem calculou se o ponto de 1dB de compress o PldB e o IP3 de cada TMA TMA GSM900 TMA GSM1800 TMA UMTS P1dB dBm 14 36 10 62 17 38 IP3 dBm 26 15 31 73 23 23 Tabela 13 Pontos de 1dB de compress o e IP3 dos diferentes TMAs Os TMAs n o se faziam acompanhar de nenhuma folha t cnica onde se pudessem comprovar estes valores e mesmo contactando directamente o fabricante n o foi poss vel obter valores exactos para PldB e IP3 dos varios TMAs O fabricante apenas transmitiu a informa o de que para o caso do TMA de GSM900 o IP3 seria aproximadamente de 25dBm o que comparando com o valor calculado se aproxima realmente bastante e que para o caso do TMA de UMTS o IIP3 isto o IP3 a entrada seria superior a 3dBm o que n o se verifica pois como o TMA de UMTS tem ganho da ordem dos 32dB consequentemente o IP3 seria dado pela soma do ganho ao IIP3
11. ncia interferente para receptores UMTS e GSM Considera se o factor de ru do NF de 5 4dB e 3 3dB para receptores UMTS e GSM respectivamente 14 sendo que a largura de canal para UMTS 3 84MHz e para GSM de 200KHz Considerando ent o uma degrada o m xima da sensibilidade do receptor toler vel de 0 2dB os valores para os limites de esp rias nos receptores s o aproximadamente de 184dBm Hz para o caso do UMTS e 182dBm Hz no caso do GSM 36 Cap tulo 3 Problemas da Co Localiza o Ent o a partir dos valores normalizados para a emiss o de esp rias e os limites estimados para os receptores anteriores pode se calcular o isolamento necess rio para as emiss es esp rias Interferidor UMTS UMTS Receptor v tima UMTS UMTS Interferidor a cumprir o limite m ximo imposto de esp rias 146 00 146 00 148 00 dBm Hz Limite de esp rias no receptor dBm Hz 184 00 184 00 182 00 Isolamento necessario dB 38 00 38 00 34 00 Tabela 9 Isolamento necess rio para emiss es esp rias N o se deve deixar de ter em conta que os c lculos efectuados tratam se de estimativas pessimistas pois os valores de esp rias emitidos pelos emissores dos v rios fabricantes s o bem mais baixos que os valores permitidos pela norma 3 3 Produtos de intermodula o Os produtos de intermodula o outro dos problemas que deve ser levado em conta aquando da co localiza o de tecnologias wireless no mesmo site
12. pois as frequ ncias dos v rios canais usados pelas diferentes tecnologias do site podem se combinar criando produtos de intermodula o frequ ncia de outros canais utilizados ou mesmo de outras tecnologias Assim estes produtos de intermodula o v o criar interfer ncias prejudiciais ao bom funcionamento dos sistemas de telecomunica es do site Pode se ent o analisar o espectro dispon vel para as diferentes tecnologias usadas actualmente pelos operadores m veis de forma a tentar prever as poss veis interfer ncias que poder o ocorrer devido ao aparecimento de produtos de intermodula o 3 3 1 Banda UMTS Analisando a banda UMTS verifica se que n o ha produtos de intermodula o de 2 e 3 ordem que caiam sobre a banda de Uplink de UMTS 14 37 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site Contudo tem de se ter em conta que muitos outros sinais diferentes de UMTS podem chegar ao transmissor ou ao receptor e gerar um produto de intermodula o provocando uma an lise de intermodula o dif cil Intermodula o gerada no transmissor Em 15 recomenda se que se se tem uma intermodula o de 30dBc originada no transmissor esta n o pode exceder o limite de emiss es esp rias da banda de recep o UMTS 96 dBm 100KHz ou 146 dBm Hz Sendo assim tem de se garantir o mesmo isolamento que para as emiss es esp rias Intermodula o gerada no receptor Em 15 encontra se
13. 00 7 00 antena de transmiss o Offset do ganho a 90 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 10 00 Ganho Maximo da 7 00 7 00 7 00 7 00 7 00 7 00 antena de recep o Offset do ganho a 90 n noj no Limite de Blocking do 8 00 8 00 16 00 8 00 15 00 49 00 41 00 33 00 35 00 43 00 58 00 Necess rio 19 00 11 00 i a 13 00 28 00 Separa o em 0 23 0 05 metros Tabela 7 Bloqueio do receptor caso indoor antenas direccionais PIRE 38dBm Segundo a tabela de cima verifica se que uma distancia de 0 3m entre antenas colocadas lado a lado suficiente quando coexistem as tecnologias GSM900 1800 e UMTS Para o caso de pretendermos colocar as antenas frente a frente a frente isto n o considerar a perda de ganho pelo offset de 90 esta dist ncia dever ser de 3 metros que acontece para o pior caso isto a co localiza o de 2 antenas UMTS de forma a garantir o bom desempenho dos receptores 34 Cap tulo 3 Problemas da Co Localiza o Interfer ncia da MS na BTS Um dos problemas que se coloca num cen rio indoor e n o num cen rio outdoor a Interfer ncia que pode ocorrer entre um m vel e a pr pria antena do site devido s dist ncias normalmente mais curtas entre os m veis e os sites M vel para BTS indoor Blocking da BTS UMTS RX Frequ ncia TX Pot ncia dBm Ganho m ximo da antenna de sn ansm ao Tabela 8 Bloqueio do receptor UMTS quando interferi
14. 07 5 129E 06 5 129E 05 5 129E 04 3 16E 01 1 40E 01 1 40E 01 1 40E 01 1 40E 01 9 475 146 0 845215 2 672803 8 452146 26 72803 37 1 37 1 37 1 37 1 18 6 18 6 18 6 18 6 235 DOD 239 Doe 239 51 4 41 4 31 4 21 4 46 5 36 5 26 5 16 5 6 5 7 244E 09 7 244E 08 7 244E 07 7 244E 06 2 239E 08 2 239E 07 2 239E 06 2 239E 05 2 239E 04 1 40E 01 1 40E 01 1 40E 01 1 40E 01 8 57E 02 8 57E 02 8 57E 02 8 57E 02 8 57E 02 0 100454 0 317663 1 004539 3 176632 0 108225 0 342236 1 082247 3 422364 10 82247 16 5 16 5 53 5 43 5 16 5 33 5 16 5 299 4 467E 06 8 57E 02 TES ERES 4 467E 05 8 57E 02 Tabela 16 Dist ncias entre antenas considerando como v tima o GSM1800 4 467E 09 4 467E 08 4 467E 07 8 57E 02 8 57E 02 8 57E 02 0 048342 0 152871 0 483422 1 528714 4 834218 60 po 60 Es 60 E E en 60 Es 60 60 EE ae 60 WiMAX UMTS GSM900 GSM1800 Vertical IR Vertical fm Vertical fm 120 Vertical fr 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 30 0 0 0 30 Ap ndice Calculando para o caso de um receptor GSM900 utilizou se o mesmo LNA que para os casos anteriores sendo usada neste caso a Low Band chega se aos valores de GSM900 GSM900 Separa o Horizontal P n2 33dBm Separa o Vertical P n2 29dBm Separa o 120 Pinz 15dBm GSM1800 GSM900 Separa o Horizontal P n2 35dBm Separa o Vertical P n
15. 554 PARA O TMA DE GSM AGSOO erens neeaaea dead Dead add ete aaa de ost SS a 55 FIGURA 20 SPARA O TMA DE GSM ASOO Galante aaa ni als ee AE NEE SORA ia San dan oi sad adia abas 56 FIGURA ZL S PARA OTIMA DE GSM ESUO ds duas ea o E du sadia Sabia dolo sas a n 56 FIGURA 22 S PARA O TMA DE OSMI G00 snes salinas sus T dee sudewenicawavcacercel udendescuceina ee Sa gu 56 FIGURA 25 S59 PARA O TMA DEUNDES ssa past den span au spa cad Eua Sos Sapo aU ganso uniao Gacusds 57 FIGURA ZA S PARA OT MA DEUM T Sareren ace eeaa a etic eue acess E ATE Sal SA 57 FIGURA 25 Sa PARA O DIMA DE UMTS ccatccciccsdeatiavetesscsauadctaiunevenstencisteoustunaetestinetecaiwed eneeadend becauteansieeteaeinabeeceaes 58 FIGURA 26 575 PARA O TMA DEN IVE Siihiactsancace tectatactdesactaveataaicnsd eutdetedaathavceed Dia id dita bit aid Ceasa sd dat di 58 FIGURA 27 TESTE A 2 TONS NO TMA DE GSM900 F 895 MHZ E F 900 MHZ cccccceseseccceeeesseeceseeeeeeeeseeees 59 FIGURA 28 TESTE A 2 TONS NO TMA DE GSM1800 F 1767 MHZ E F 1770 MHZ cccccccccessecceeeeeeeeeceeeeees 59 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site FIGURA 29 TESTE A 2 TONS NO TMA DE UMTS F 1 94 GHZ E Fp 1 96 GHZ is sreesereeanes 60 FIGURA 30 EVOLU O DO EVM E SNR com INTERFERIDOR GSM900 VITIMA GSM900 ccccseseeceeeeesseeceseeees 62 FIGURA 31 EVOLU O DO EVM E SNR COM INTERFERIDOR UMTS V TIMA GSM900 00cccccesseecc
16. 64dBd e perdas de offset a 80 de 16 58dB Ent o segundo a express o 3 10 chegamos ao valor de Pin 43 21dBm Considerando frequ ncia de Downlink de 2 15GHz e igualmente uma separa o de 0 5 metros conclui se que a pot ncia que realmente atinge a antena adjacente de 10 18dBm Tal como nos casos anteriores para este valor e pelos resultados obtidos em 5 3 3 a degrada o do sinal j muito forte Embora se possa afirmar tal como nos casos anteriores que este valor poderia ser ligeiramente alterado se se considerasse a propaga o no campo pr ximo da antena dado o elevado valor de pot ncia que atinge a antena adjacente de crer que neste caso dever o mesmo existir problemas de co localiza o no site Contudo esta confirma o s poderia ser poss vel mediante medidas efectuadas junto das pr prias antenas 72 Cap tulo 6 gt CONCLUSAO O espectro electromagn tico um recurso limitado por isso deve ser alvo de optimiza o e gest o meticulosa As n o linearidades nos sistemas de telecomunica es criam distor o levando ao aparecimento de novos produtos de frequ ncias que podem estar na origem de interfer ncias Actualmente uma grande parte dos casos reportados de interfer ncias ao regulador nacional de comunica es j n o proveniente de emiss es ilegais mas sim originadas por fen menos n o lineares provenientes de emiss es legalizadas Ao contr rio de outros paises n o
17. Point Ponto de intersec o de 3 Ordem International Telecommunications Union Radiocommunication sector Low Noise Amplifier amplificador de baixo ru do Multiple Interference Margin Mobile Station Esta o M vel Minimum Shift Keying Noise Figure Factor de Ru do Noise Power Ratio Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ponto de 1 dB de compress o Peak to Average Power Ratio Pot ncia aparente radiada Peak Envelope Power Passive Intermodulation Intermodula o Passiva Pot ncia Isotr pica Radiada Equivalente Quadrature Amplitude Modulation Quadrature Phase Shift Keying R dio Frequ ncia Root Mean Square Recep o Signal to Noise Ratio Rela o Sinal Ru do Tower Mounted Amplifier Transmiss o Ultra High Frequency Uplink Universal Mobile Telecommunications System Very High Frequency Voltage Standing Wave Ratio Wireless Fidelity Worldwide Interoperability for Microwave Access Wireless Local Area Network 1i ndice Estado DIGAS asas er tre ree eee ten Nearer ener en nee Tree e Maen eer ive yen oer e ren re sh nner erty V Casta de Tabelas asas oss ce seo barad e Rasa si Vil Capitulo T Introducti sas Ta 1 lil MOLNAC O sinta Ro SSD SRU a eed l 2 gt MODIS CUIVOS on a E a E E a 3 LS SUMI saia aaa an na Sa a ele eae oe a nano 3 Cap tulo 2 Distor o N o Linear sccssececccscecasscsceessccsvecavscsesessisstecouacaceusvacnscovecseeoisaesoncentess 5 Zoli Resposta de Sistemas Na
18. Prof Dr Nuno Miguel Gon alves Borges de Carvalho Professor Associado do Departamento de Electr nica Telecomunica es e Inform tica da Universidade de Aveiro Prof Dr Pedro Miguel da Silva Cabral Professor Auxiliar Convidado do Departamento de Electr nica Telecomunica es e Inform tica da Universidade de Aveiro agradecimentos Em primeiro lugar gostaria de agradecer o apoio dos meus pais e restantes familiares pois sem eles nada disto seria poss vel e a eles devo tudo o que j conquistei minha namorada pela enorme compreens o e apoio emocional Uma palavra de apre o para os meus colegas de laborat rio Pedro S R ben Ferreira e Pedro Cruz pelas ajudas e companheirismo ao longo deste trabalho assim como a todos os outros colegas que ao longo do meu percurso acad mico me marcaram pela sua amizade e companheirismo Aos Eng S rgio Pires e Eng Ricardo Lopes da Celfinet pelas ideias e acompanhamento constante ao longo do trabalho A todo o pessoal do departamento de r dio da Vodafone da zona Norte pela oportunidade que me deram de provar as teorias desenvolvidas com casos reais assim como o companheirismo ao longo do mini est gio l efectuado em especial aos engenheiros Lu s Varela Xavier Salvato Paulo Ribeiro e Pedro Lopes Ao Dr Pedro Cabral meu co orientador pelas ajudas nas medidas De uma forma especial gostaria de agradecer ao Professor Doutor Nuno Borges de Carvalho meu orientador pelos co
19. Strain Wireless Systems Design Magazine Aveiro Maio 2004 30 NADER Charles Design of a Power Amplifier Based on Si LDMOS for WiMAX at 3 5 GHz Department of Technology University of Gavle Junho 2006 92 31 Base station co location and the RF isolation challenge Stay Connected The Radio Frequency bulletin 3 quarter 2002 32 CARVALHO Nuno Borges e MADUREIRA Raquel Castro Intermodulation interference in the GSM UMTS bands III Confer ncia de Telecomunica es Figueira da Foz Abril 2001 33 RF3867 Datasheet Dual Channel Wide Bandwidth High Linearity Low Noise Amplifier RF Micro Devices 34 MGA 72543 Datasheet Low Noise Amplifier with Bypass Switch Agilent Technologies 35 GHARAIBEH Khaled GARD Kevin e STEER Michael The Apllicability of Noise Power Ratio NPR in Real Communication Signals 67 Microwave Measurements Conference San Fancisco Junho 2006 36 ICP ANACOM Quadro Nacional de Atribui o de Frequ ncias Edi o de 2007 37 FISTAS N Spurious emissions requirements for the UAT SARP s Aeronautical Communications Panel Toulouse 2003 38 HASSUN Roland et al Effective Evaluation of Link Quality Using Error Vector Magnitude Techniques IEEE Wireless Communications Conference vol 11 13 pp 89 94 August 1997 39 PEREIRA Tiago M Baptista Overview of WiMAX Instituto de Telecomunica es Aveiro Setembro 2007 40 HELFENSTEIN Markus et al Error Vector Magnitude EVM Measur
20. banda usando se para isso um filtro de banda estreita Seguidamente medido o n vel de distor o que cai nesse ponto sendo o NPR definido como a raz o entre a densidade de pot ncia medida com filtragem e sem filtragem 5 7 9 10 Densidade Espectral de Pot ncia do Sinal NPR E 2 31 Densidade Espectral de Pot ncia da Distor o Co canal Sinal de entrada dBm E o rad s Sinal de sa da dBm aid rad s Figura 9 Conceito de NPR Deve se ter em aten o que ao ser retirada uma pequena banda do sinal est se a alterar as caracter sticas do sinal logo para que este efeito seja desprezavel esta banda deve ser a mais estreita poss vel 20 Cap tulo 2 Distor o N o Linear 2 5 5 CCPR Co Channel Power Ratio O Co Channel Power Ratio CCPR uma figura de m rito utilizada para a caracteriza o do n vel de distor o co canal de um sistema 5 7 9 Ao contr rio do NPR em que h a exclus o de uma estreita banda do sinal de entrada neste caso todas as componentes do sinal de entrada s o consideradas tornando este m todo mais efectivo na caracteriza o da distor o co canal Componente Linear Distor o A Pot ncia de Sa da dBm Componente da Distor o o rad s Figura 10 Distor o co canal O CCPR obtido conforme a Figura 10 atrav s da integra o da banda de passagem do sinal de sa da de um dado sistema para uma pot
21. de 1dB de compress o 5 2 5 2 Ponto de intersec o de 3 ordem IP3 O IP3 uma figura de m rito que se usa para caracterizar a distor o de intermodula o de 3 ordem num sistema n o linear Este definido como o ponto de intersec o entre a pot ncia da sa da linear do sistema e a pot ncia da 3 intermodula o sendo que este ponto apenas um ponto de aux lio para o c lculo da intermodula o de 3 ordem em qualquer ponto de funcionamento do sistema pois na realidade este ponto nunca atingido 17 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site Po Bm Output poser Poluri Figura 7 Gr fico do ponto de intersec o de 3 ordem IP3 5 Matematicamente o IP3 pode ser calculado usando uma excita o de 2 tons atrav s da igualiza o entre a pot ncia extrapolada de uma das componentes fundamentais e a pot ncia extrapolada de uma das componentes de intermodula o de 3 ordem 5 P 1 P 201 02 2 25 Sabe se que i pTi 1 Prinear 1 To Jo fa A cos w t p dt 7A 2 26 1 T201 w gt 3 2 9 Jav f a34 cos 2w w2 t dt Z a3 A 2 27 Pimp 201 w2 To 1 W2 Entao 1 9 zu A 32 03 Ai 4a Ai E Cr gt A I 3 Ent o Apm Ai 2 28 3 18 Cap tulo 2 Distor o N o Linear Para se obter o valor de IP3 substitui se A na express o 2 3 IP3 P wp l4 4 G 2
22. de caso real dos 60dB de forma a evitar a emiss o de emiss es esp rias que se encontrem fora da banda de Downlink 1 CID Hiig 207 dE 7 GEO 000000 MHr 2S TE FT Te Erg ote Fal Ged sa ab io Pr O ju e o 2000000 GH IAH OR ahe ofl EB ESN nat Figura 17 S4 para o TMA de GSM900 Figura 18 S2 para o TMA de GSM900 Pela an lise das figuras anteriores verifica se que tanto do lado da sa da S22 como da entrada S11 o TMA estava adaptado para as bandas de Uplink e Downlink de GSM900 5 1 2 TMA de GSM1800 A seguir apresentam se as medi es dos par metros S do TMA de GSM1800 1 7 000 Ghr 1140 dB 1A GHz 173 do d 6 dE Figura 19 S gt para o TMA de GSM1800 O ganho na banda de Uplink medido S21 foi de 11 3dB sendo este valor tamb m muito pr ximo do especificado pelo fabricante 12dB Mais uma vez se verifica que na 55 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site banda de Downlink o ganho praticamente nulo e uma vez mais se v m filtros da ordem dos 70dB entrada do TMA para as restantes bandas 1 1 7 FUI Cade 7 84 db 1850000 Ghz 1 370 dB E SD CROCCO HH 6321 d Figura 20 S2 para o TMA de GSM1800 O ganho em sentido inverso como era esperado pr ximo de zero sendo que neste caso a atenua o no sinal de Downlink ligeiramente superior observada no TMA de GSM900 o que nos pode levar a concluir que o filtro deste TMA n
23. discutidos principalmente nos meios de comunica o os problemas causados para a sa de da popula o nas proximidades destas antenas 51 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site As radia es provenientes das comunica es m veis s o denominadas nao ionizantes dado que n o t m capacidade de produzir ides ao contr rio das gamas de frequ ncias ionizantes como o caso dos raios X que provocam a ruptura das liga es qu micas das mol culas Contudo a radia o electromagn tica nao ionizante embora n o tenha energia suficiente para provocar uma ioniza o suscept vel de induzir outros efeitos biol gicos sendo o nico desses efeitos j cientificamente provado o aumento de temperatura dos tecidos biol gicos 26 da responsabilidade dos operadores fazer cumprir as normas de exposi o a radia es nao ionizantes Recomenda o do conselho no 1999 519 CE adoptadas em Portugal atrav s da Portaria n 1421 2004 de 23 de Novembro 27 tanto para a popula o em geral como principalmente para o pessoal t cnico que trabalha nos sites sendo que actualmente operadores nacionais j disponibilizam aparelhos de medi o da radia o electromagn tica para a constante utiliza o de pessoal t cnico e os quais possuem alarmes de perigo de radia o de forma a n o expor o t cnico a radia es acima do limite imposto Os estudos j efectuados revelaram que as radia es proveniente
24. e na verdade o valor calculado experimentalmente foi bastante inferior Deve se ainda ressalvar que o valor do IP3 deve ser tanto maior quanto poss vel de modo a possibilitar uma menor distor o de intermodula o s elevadas pot ncias 30 60 Cap tulo 5 Estudo de caso real 5 3 Testes com sinais comercias O teste a 2 tons apesar de ser extensivamente utilizado n o traduz as condi es reais do sistema Ent o para uma maior aproxima o realidade a que s o sujeitos os TMAs utilizaram sinais modulados de acordo com os standards comerciais actuais Ent o para testar o efeito de bloqueio usou se um sinal fraco 80dBm sinal normal de Uplink a chegar BTS e um sinal forte variando de 40dBm a 10dBm fora da banda de Uplink da tecnologia em causa Como os TMAs eram de GSM900 GSM1800 e UMTS usaram se para sinais fracos os sinais modulados de cada uma destas tr s tecnologias respectivamente para cada TMA Para os sinais fortes interferente usaram se sinais modulados na banda de Downlink como na pr tica o sinal interferente tem origem noutra antena nas proximidades deve se considerar o sinal na banda de Downlink das tecnologias GSM900 1800 UMTS WLAN e WIMAX Para se verificar a ocorr ncia do efeito de bloqueio no TMAs isto um sinal fora da banda para que foi projectado o amplificador devido a efeito das n o linearidades combina se de tal forma que vai cair na banda do sinal desejado provocando a sua
25. existe em Portugal um manual t cnico de boas maneiras para uma boa instala o e manuten o de um site Como se provou nesta disserta o em sites congestionados os problemas inerentes a interfer ncias radioel ctricas s o bastos e por vezes de dif cil detec o O grande objectivo desta disserta o era provar a exist ncia de interfer ncias aquando de uma m co localiza o de tecnologias wireless no mesmo site e isso ficou claramente provado Numa interfer ncia sempre dif cil de detectar a sua origem para posterior correc o ent o a melhor forma de evitar os problemas das interfer ncias ser evitar que estas sejam geradas e para isso necess ria a cria o de normas e regras para a instala o de sites Esta disserta o poder ent o servir de alerta para os operadores m veis ou at mesmo para o regulador nacional das comunica es ICP ANACOM de que o problema da co localiza o existe e deveria ser uma preocupa o e tal como acontece j em outros pa ses dever se tam estabelecer regras e normas para a instala o de sites de forma a prevenir a ocorr ncia de interfer ncias 13 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site 74 Ap ndice 7 Ap ndice Com base na aplica o para folha de c lculo constru da com o modelo matem tico do efeito de bloqueio e anteriormente explicada ver 4 7 podem se obter valores das dist ncias de separa o m nimas das antenas para a
26. incremento de energia suplementar sobre a banda do sinal desejado efeito de bloqueio aumentando assim tamb m a pot ncia de sa da 65 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site 5 3 2 TMA de GSM1800 Evolu o do EVM e da SNR do sinal de GSM1800 quando interferido por sinais de outras tecnologias v tima GSM1800 e Interferidor GSM300 19 16 5 18 16 3 g i a5 lt W oo 16 15 15 14 5 40 35 30 2 2 15 40 5 0 5 10 EVM Pot ncia do sinal interferidor dBm Figura 38 Evolu o do EVM e SNR com interferidor GSM900 v tima GSM1800 v tima GSM1600 e Interferidor GSM1800 80 20 60 15 T 40 105 Pr ra 20 5 0 0 40 35 30 25 20 15 10 5 0 5 10 Pot ncia do sinal interferidor dBm Figura 39 Evolu o do EVM e SNR com interferidor GSM1800 v tima GSM1800 66 EVM EVM V tima GSM1600 e Interferidor UMTS 80 20 60 15 T T 40 10 gt oo 20 5 0 0 40 35 30 25 20 15 10 5 0 5 10 Pot ncia do sinal interferidor dBm Figura 40 Evolu o do EVM e SNR com interferidor UMTS v tima GSM1800 V tima GSM1800 e Interferidor WIMAX 100 20 50 10 0 0 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Pot ncia do sinal interferidor dBm Figura 41 Evolu o do EVM e SNR com interferidor WIMAX v tima GSM1800 SNR dB Cap tulo 5 Estudo de caso real V tima GSM1800 e Interferidor WLAN 100 20 T 20 10
27. ncia n o s para proteger o aparelho como tamb m para verificar que esta Interfer ncia tamb m atenua com o atenuador vari vel da entrada e assim confirmar que n o se trata de uma interfer ncia induzida no pr prio aparelho de medida g A interfer ncia pode ocorrer no andar de sa da do transmissor devido mistura do sinal desejado com outro sinal que entrou pelo cabo da antena Este problema pode ser resolvido colocando um atenuador ou um filtro passa banda na liga o antena perto da sa da do transmissor h Se a interfer ncia ainda n o estiver resolvida ent o dever se recorrer separa o espacial das antenas interferentes Pode se ent o solucionar o problema aumentando a separa o horizontal ou preferencialmente vertical entre as antenas no mesmo site Alternativamente pode se identificar a fonte que gera o produto de intermodula o e proceder sua manuten o ou substitui o DEm casos extremos pode ser necess rio mudar o local de um dos utilizadores do site para superar os problemas de interfer ncia 46 Cap tulo 4 Manual de boas pr ticas de engenharia para instala o e manuten o de um site Pode se ainda caracterizar o sinal interferente de forma a identificar a poss vel fonte da Interfer ncia sendo este m todo muito til quando a interfer ncia exterior ao site ou prov m de produtos de intermodula o De forma a caracterizar o sinal interferente devem se analisar os seguintes par
28. ncia predefinida com e sem cancelamento da componente linear Ent o ser dado por 7 CCPR Pot ncia do Sinal 2 32 Pot ncia integrada da Distor o Co canal 2 5 6 EVM Error Vector Magnitude O EVM um factor de m rito usado para quantificar o desempenho de uma transmiss o digital Um sinal transmitido por um sistema de transmiss o modulado e possui uma constela o precisamente nos pontos ideais do plano I Q correspondentes modula o em causa por exemplo QPSK MSK QAM OFDM BPSK etc contudo devido a 21 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site imperfei es na transmiss o como ru do interfer ncias ou desvios na portadora a constela o real fica composta por s mbolos desviados da sua localiza o ideal A esse desvio d se ent o o nome de vector de erro sendo este o vector no plano I Q entre o s mbolo da constela o 1deal e o s mbolo modificado Vector de Erro S mbolo Ideal Simbolo Modificado Figura 11 Representa o gr fica do EVM O EVM dado pela rela o entre a pot ncia do vector de erro e a pot ncia RMS de refer ncia sendo esta a pot ncia RMS do sinal ideal Matematicamente o EVM em percentagem pode ser calculado por EVM 100 2 33 2 4 7 SNR Rela o Sinal Ruido A rela o sinal ruido SNR um conceito muito usado para caracterizar a qualidade de um sinal definida pela raz o
29. o de t o boa qualidade como o anterior pois at mesmo o factor de rejei o para as outras frequ ncias inferior a 70dB Petr ye Da TA ja fi j a Figura 21 S para o TMA de GSM1800 Figura 22 S para o TMA de GSM1800 56 Cap tulo 5 Estudo de caso real Mais uma vez como seria de esperar os valores de Sj e S22 para as bandas de funcionamento do TMA s o muito baixos de forma a que tanto a entrada como a sa da do dispositivo estejam adaptadas 5 1 2 TMA de UMTS As figuras seguintes mostram as medidas efectuadas para os par metros S do TMA de UMTS 1 1 S000 GHz r 2 140000 GHz za S OSS H Figura 23 Sz para o TMA de UMTS O ganho na banda de Uplink S21 medido foi de 32 2dB enquanto o fabricante especifica ganho de 33dB ou seja muito pr ximo do valor medido O filtro de rejei o presente entrada do TMA tem um factor de rejei o ligeiramente inferior a 70dB 1 1S bee 05 db 2 2 140000 GHz 1 316 db 5 200 O bite GR44 d Figura 24 S1 para o TMA de UMTS 57 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site Na imagem anterior observa se claramente a banda de Downlink a qual o filtro deixa passar com apenas um factor de rejei o de 1 316dB pr ximo dos OdB especificados enquanto que para as restantes bandas o filtro rejeita as com um factor de aproximadamente 68dB de forma a estabelecer se um bom isolamento para as emiss es e
30. o de antenas da mesma tecnologia Neste estudo foram considerados 2 cen rios poss veis 14 Cen rio 1 Antenas com a mesma orienta o calculou se a m nima separa o horizontal e vertical necess rias Cen rio 2 Antenas no mesmo poste separa o angular de 120 O c lculo do isolamento necess rio entre as antenas dado pela f rmula Isolamento Necess rio Pot nciaTx Limite de Blocking do receptor MIM 3 11 As perdas em espa o livre calcularam se da seguinte forma Perdas Espa o Livre Isolamento Necess rio GanhoTx GanhoRx Offset de Ganho Tx a Offset de Ganho Rx 0 PerdasCabosTx PerdasCabosRx 3 12 Usou se o modelo de propaga o em espa o livre para determina o da dist ncia m nima entre as antenas Perdas em Espa o Livre 32 4 20log f MHz 20log d Km 3 13 28 Cap tulo 3 Problemas da Co Localiza o Cen rio 1 O Horizontal Vertical Horizontal Vertical Horizontal Vertical TX Frequ ncia Ganho Maximo da antena de 17 00 17 00 19 00 19 00 16 60 16 60 transmiss o Offset do ganho a 90 Ganho M ximo da antena de 17 00 17 00 19 00 19 00 16 60 16 60 recep o Offset do ganho a 90 Limite de Blocking do MMT 600 600 600 600 0 00 0 00 E SE T Tabela 2 Isolamento entre antenas da mesma tecnologia valores de pot ncia em dBm Os valores do limite de bloqueio do receptor para o caso de UMTS est o em conform
31. pa aaa E a a 37 Donk Banda UM Sa A ns tenner A renter nr a1 gt 37 Die Banda Goh Mom ND ras e aro aa a a a 38 3 4 Intermodula o Passiva PIM cccccccsssssssssssseseeeecceeeeeeeeeeeaeaseeeesseeseeeeeeeeeeeeeeeeeeaaas 40 Cap tulo 4 Manual de boas pr ticas de engenharia para instala o e manuten o de um EE RAN RAN RE RR RN ND RANA ERR ANE ND SERRA ER RARE ANA RR 41 AL Escolhiado SINC a rasca nie nin Sisal op RR dal a RAD a ata Ro Ra AR at Ro 41 4 2 Controlo do desempenho das antenas ccccccccccsssssssssesseseeecececeeeeeeeeeaeasasesseeseeseeeeees 42 ES E TCILOS C O a Rd ee eA a 43 Art Manene adodo SE roseira lataria o Ca aaa 45 AS Resoluc o de uma INTELL CLENCla uai ated ac E edness 46 4 6 Formas de garantir isolamento entre antenas cceeeesseececcceeceeeeceaaaseeeessesseeeeeeeees 48 4 7 Manual de utiliza o da aplica o em Excel 49 4 8 Exposi o a radia es n o 10onizantes 2 0 e cece ccc cesnsseeeseseseeeeececeeeceeeeauausaeesssesseeeeeeeess 51 Cap tulo 5 Estudo de Caso Reall ccccccsssssssssssssssssssssssssscccssssccccsssssssssssssssssssssoecssssees 53 Duo PARAMOS Saes aaa ra aa O a a RED Aa dea daaide 53 SIAI TMA de GS MODO eres mentee a a Ten ey are 54 Sa Ze VIA de GS MISO stars imo ns arado a Saara 55 rE ENE UMTS esea a E ekshcntouats seneuletenns niente tiadleaatiant 57 32 Jestesa E ZONAS sia a aa a a 58 dido LENTES COMESTNAISICOM TCIAS id a erate App 61 e
32. permitido no receptor ser dado pela raz o entre a sensibilidade do receptor e a SNR exigida em unidades lineares correspondendo diferen a entre a sensibilidade e a SNR em unidades logaritmicas Ent o obt m se S Sop 25 3 7 P ser a pot ncia que chega antena receptora e que prov m de uma antena transmissora interferente logo esta dada pela pot ncia transmitida pela antena interferente Pint a dividir pelas perdas em espa o livre 4nd 26 Cap tulo 3 Problemas da Co Localiza o Fica se ent o com iy LOS ETEA 3 8 SNR IP3 ES Desenvolvendo a express o obt m se finalmente notar que todas as unidades s o lineares e n o logaritmicas 3 9 Sendo d gt dist ncia de separa o entre antenas para que n o ocorra bloqueio do receptor m gt comprimento de onda correspondente antena transmissora interferente m G gt ganho do amplificador de baixo ru do LNA da antena receptora unidades lineares IP3 gt ponto de intersec o de 3 ordem do amplificador de baixo ru do LNA da antena receptora W S gt sensibilidade do receptor W SNR gt Rela o sinal ru do exigida pela tecnologia do receptor unidades lineares Pin gt Pot ncia emitida pela antena interferente W Todos estes valores s o especificados ou no datasheet do LNA do receptor ou nas especifica es das tecnologias wireless em causa O unico valor que n o se po
33. um sistema de telecomunica es poder emitir destas emiss es logo a banda emitida dever ser filtrada de forma a n o exceder estes valores e assim n o ocupar partes do espectro que n o lhe eram designadas e n o interferir com outros sistemas de telecomunica es nas proximidades Resposta em frequ ncia de wooo ene gt um filtro passa baixo para elimina o das harm nicas fo 2h 3 fo Bh 9 lt Banda de Banda de Rejei o Passagem do do Filtro Filtro Figura 4 Processo de filtragem de harm nicos 14 Cap tulo 2 Distor o N o Linear 2 4 4 Desvio do ponto de polariza o Esta distor o devida ao aparecimento de componentes DC na resposta a sistemas n o lineares Esta varia o ocorre desde o ponto de repouso definido como o ponto de polariza o medido na aus ncia de qualquer excita o at ao ponto de polariza o obtido quando o sistema est sujeito a uma dada excita o imposta por um sinal de entrada com uma determinada pot ncia 3 2 4 5 Regenera o espectral A primeira grande diferen a que se nota entre a resposta linear e a n o linear o n mero de termos muito superior na resposta n o linear Enquanto a resposta linear a uma sinus ide modulada uma sinus ide modulada em tudo similar a resposta n o linear inclu muitos outros termos para al m dessa componente linear Ent o os sistemas n o lineares modificam o espectro de sa da apresentando um
34. um teste para verificar a performance do receptor verificando se que a sensibilidade de refer ncia do receptor deve ser obtida quando 2 sinais interferentes com pot ncias de 48 dBm chegam ao conector da antena da BTS de UMTS 3 3 2 Banda GSM e UMTS Ao analisar as bandas GSM e UMTS verifica se que a 2 harmonica do GSM900 cai na banda de uplink do UMTS e que os produtos de intermodula o de 3 ordem do GSM1800 caem na banda de uplink do UMTS Analisando o espectro em Portugal onde existem 3 operadores de telecomunica es que ser o designados por A Be C obt m se para a 2 harmonica de GSM900 Canal GSM900 Operador GSM interferidor 2 Operador UMTS v tima Harm nica 950 00 OPERADOR A 1900 00 TDD Operador A 950 80 OPERADOR A 1901 60 TDD Operador A 951 00 OPERADOR B 1902 00 TDD Operador A 958 80 OPERADOR B 1917 60 TDD Operador C 959 80 Banda de Guarda 1919 60 TDD Operador C Tabela 10 Bandas de interfer ncia da 2 harm nica 952 60 OPERADOR B 1905 20 TDD Operador A Pela Tabela 10 verifica se que a 2 harmonica do GSM900 apenas afecta o espectro TDD de UMTS dos operadores Por exemplo o espectro UMTS do operador A poder ser 38 Cap tulo 3 Problemas da Co Localiza o v tima de interfer ncia da 2 harmonica do GSM900 proveniente dos canais 75 a 79 do operador A e dos canais 80 a 88 do operador B Em rela o intermodula o entre GSM900 e UMTS como a diferen a de frequ nci
35. 0 Limite de Blocking do receptor 800 0 00 15 00 MMT 60 6 00 0 00 ee O ee Perdas em Espaco Livre 13 00 25 00 38 60 Separa o em metros Tabela 3 Isolamento entre antenas da mesma tecnologia co localizadas na mesma torre 120 entre antenas valores de pot ncia em dBm Na Tabela 3 encontram se os valores detalhados para a separa o f sica entre as antenas quando esta se encontram na mesma torre isto quando h entre elas uma separa o angular de 120 Deve se de novo referir que para o caso do UMTS esta uma dist ncia muito conservadora pois o efeito do campo pr ximo da antena n o foi considerado sendo esta dist ncia calculada com base no campo em espa o livre 30 Cap tulo 3 Problemas da Co Localiza o 3 1 2 2 Co Localiza o de antenas de diferentes tecnologias Nas tabelas seguintes encontram se os valores necess rios de isolamento para a co localiza o de antenas de diferentes tecnologias UMTS e GSM900 1800 GSM900 to GSM1800 to GSM1800 to Tecnologia GSM900 to UMTS GSM1800 GSM900 UMTS Vertical Horizontal Vertical Horizontal Vertical Horizontal ertica TX Frequ ncia 950 00 _1840 00 1840 RX Frequ ncia 1750 00 1750 00 90000 900 00 1950 00 1950 00 1950 00 1950 0 TX Pot ncia Bo 00 0 00 pd pd X Perdas nos cabos 20 Ganho Maximo da 17 00 17 00 19 00 19 00 17 00 17 00 19 00 l antena de transmiss o Offvei do sanhoa 90 20 00 27 0
36. 0 20 00 27 00 20 00 27 00 20 00 27 00 Ganho M ximo da 19 00 19 00 17 00 17 00 16 60 16 60 16 60 antena de recep o Offset do ganho a 90 20 00 27 00 20 00 27 00 17 50 29 00 17 50 29 0 receptor 60 60 600 600 6 00 600 6 00 o O S O O O eee Perdas em Espa o Livre 41 00 27 00 33 00 19 00 25 10 6 60 27 10 8 6 Tabela 4 Isolamento entre antenas de tecnologias diferentes interferidor GSM valores de pot ncia em dBm z z ON O ON Oj 0 0 04 31 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site ecnologia UMTS GSM900 UMTS GSM1800 Horizontal Vertical Vertical 2150 00 2150 00 2150 00 2150 0 900 00 900 00 1750 00 1750 Bo Bo 20 20 O O 16 60 16 60 16 60 16 60 O Bi X Frequ ncia RX Frequ ncia TX Pot ncia X Perdas nos cabos 7 E pad o gt jal hd O pad jal gt ee O 5 jal O O ee jal N N N jel Tso 2500 ars 290 17 00 17 00 19 00 19 00 200 270 20 20 soo soo 0 00 oof 000 o 3500 B00 77 10 18 60 025 Tabela 5 Isolamento entre antenas de tecnologias diferentes interferidor UMTS valores de pot ncia em dBm z Isolamento Necess rio erdas em Espa o Livre epara o em metros Horizontal 215000 900 00 Opadoemoa US tmn 0 00 SE E aro Dos O limite de bloqueio do receptor UMTS para o caso da c
37. 2 21dBm UMTS GSM900 Separa o Horizontal Pintz 35 1dBm Separa o Vertical P n2 16 6dBm WiMAX GSM900 Separa o Horizontal P n2 21 5dBm Separa o Vertical P n2 14 5dBm 19 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site IM A b aa 7 iaaeao Li i a l ii o t Ss TREENER gt 6 E TM EE Se aa A T 7 ES z ie A s s o s fasso feo M a TA gt m Can co 5 Z Cia IT sal 246 13 2366 06 1206 07 a a o ao 5236804 140801 4L15920377 Tre 8 ec o a4 4716 08 1206 07 A 5 ies ao 23 4 a 5716 06 120607 s E 5 sao iss Mao 3576 02 TO TT Tr TA s 3 s 60 455 2518608 65702 023541071 S as 5 2818606 8 57607 NA Tabela 177 Dist ncias entre antenas considerando como v tima o GSM900 80 Ap ndice Calculando para o caso de um receptor WiMAX chega se aos valores de WiMAX WiMAX Separa o Horizontal P n2 2 dBm Separa o Vertical Pinz 7dBm GSM1800 WiMAX Separa o Horizontal Pintz 35 5dBm Separa o Vertical Pinz 18 5dBm UMTS WiMAX Separa o Horizontal P n2 35 6dBm Separa o Vertical Pinz 14 1dBm GSM900 WiMAX Separa o Horizontal P n2 33 5dBm Separa o Vertical P n2 16 5dBm de notar que como o WiMAX se trata de uma tecnologia ainda em desenvolvimento n o se encontraram valores para o offset do ganho a 90 tendo se arbitrado os valores de 20dB e 30dB para os
38. 2836 0 388442 1 228362 n IRA TE pr a Is o TE Is o H O a N O O oO lt gt N O gt x lt lt 76 Ap ndice Calculando para o caso de um receptor GSM1800 utilizou se o mesmo LNA que para o caso UMTS em Mid Band chega se aos valores de GSM1800 6SM1800 Separa o Horizontal P n2 3 dBm Separa o Vertical P n2 23dBm Separa o 120 P n2 19dBm GSM900 GSM1800 Separa o Horizontal Pin2 35dBm Separa o Vertical P n2 21dBm UMTS GSM1800 Separa o Horizontal Pintz 37 1dBm Separa o Vertical Pinz 18 6dBm WiMAX GSM1800 Separa o Horizontal P n2 23 5dBm Separa o Vertical P n2 16 5dBm T1 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site Pint W Mm d m 5 012E 07 1 63E 01 0 972454 5 012E 06 1 63E 01 3 075169 5 012E 05 1 63E 01 9 724537 5 012E 04 1 63E 01 30 75169 1 995E 08 1 63E 01 0 19403 1 995E 07 1 63E 01 0 613577 1 995E 06 1 63E 01 1 9403 1 995E 05 1 63E 01 6 135768 7 943E 09 1 63E 01 0 122425 7 943E 08 1 63E 01 0 387141 7 943E 07 1 63E 01 1 224247 7 943E 06 1 63E 01 3 871408 35 3 162E 07 3 16E 01 1 501709 35 3 162E 06 3 16E 01 4 748822 35 3 162E 05 3 16E 01 15 01709 35 3 162E 04 3 16E 01 47 48822 21 1 259E 08 3 16E 01 0 29963 1 259E 07 3 16E 01 0 947515 29 1 259E 06 3 16E 01 2 996304 19 32 9 22 9 12 9 2 9 1 259E 05 5 129E
39. 6 0 10 5 FDD 3 11 2 5118 8 7 26 0 Duplexing FOC with H FDD 55 support TOD RF access scheme OFDM 256 FFT software upgradeable to SOFDIMA Adaptive modulation 64 GAM 16 GAM GPSK and BPSK df levels Antenna gain 17 5 dB typical Max RF transmit power ol dBm Antenna Omni Sectoral or Panel a Polarization Vertical or dual slant 45 Receiver sensitivity 101 dBm BPSK t6 to 84 dem 1 75 MHz channels 64 GAM 34 90 8 Bibliografia 1 MAWREY Robert S Radio Frequency interference and Antenna sites Unisite sitio web http www unisite com 2 Spectru ICP ANACOM n 108 Maio de 2008 3 PEDRO Jos Carlos Electr nica de Radio Frequ ncia Textos de apoio Universidade de Aveiro 1994 4 CARVALHO Nuno Borges O impacto da distor o n o linear Curso de R dio M vel Universidade de Aveiro 5 PEDRO Jos Carlos e CARVALHO Nuno Borges Intermodulation Distortion in Microwave and wireless circuits 1 Edition Artech House 2003 6 BORREGO Jos Pedro Estudo do impacto da distorcao nao linear na gestao do espectro radioel ctrico Universidade de Aveiro 2008 7 MARTINS Jo o Paulo Estudo de T cnicas de lineariza o em dispositivos de RF Universidade de Aveiro 2004 8 GARD Kevin Autocorrelation Analysis of Spectral Regrowth Generated by Nonlinear Circuits in Wireless Communication Systems University of California San Diego 2003 9 PEDRO Jos Carl
40. BRE Universidade de Aveiro Departamento de Electr nica Telecomunica es e 2008 Inform tica Gon alo Arada Co Localiza o de diferentes tecnologias Martins Wireless no mesmo Site BRE Universidade de Aveiro Departamento de Electr nica Telecomunica es e 2008 Inform tica Gon alo Arada Co Localiza o de diferentes tecnologias Martins Wireless no mesmo Site Disserta o apresentada Universidade de Aveiro para cumprimento dos requisitos necess rios obten o do grau de Mestre em Engenharia Electr nica e Telecomunica es realizada sob a orienta o cient fica do Doutor Nuno Miguel Gon alves Borges de Carvalho Professor Associado do Departamento de Electr nica Telecomunica es e Inform tica da Universidade de Aveiro e sob a co orienta o do Dr Pedro Miguel da Silva Cabral Professor Auxiliar Convidado do Departamento de Electr nica Telecomunica es e Inform tica da Universidade de Aveiro Em mem ria da minha madrinha Dina Celeste que partiu durante a realiza o deste trabalho o juri Presidente Arguente Orientador Co Orientador Prof Dr Jos Carlos Esteves Duarte Pedro Professor Catedr tico do Departamento de Electr nica Telecomunica es e Inform tica da Universidade de Aveiro Prof Dr Pedro Renato Tavares Pinho Professor Adjunto do Departamento de Engenharia Electr nica e Telecomunica es e de Computadores do Instituto Superior de Engenharia de Lisboa
41. Bd e perdas de offset a 120 de 18 06dB para a transmiss o e 14 29dBd e 18 04dB para a recep o Ent o segundo a express o 3 10 chegamos ao valor de P n 31 46dBm Considerando frequ ncia de Downlink de 1850MHz e igualmente uma separa o de 0 5 metros conclui se que a pot ncia que realmente atinge a antena adjacente de 0 26dBm Tal como no caso de GSM900 este um valor para o qual j existem s rios problemas na degrada o do sinal de Uplink logo mais uma vez isto poder ser devido ao facto de se estar dentro do campo pr ximo das antenas e a nica forma de se obter um real valor para esta pot ncia seria mesmo efectuar medidas no pr prio site Para o caso do UMTS a situa o estudada foi a esquematizada a seguir Figura 49 Esquematiza o da posi o das antenas para o caso UMTS estudado As antenas A e C n o tinham tilting e tinham refer ncia K742215 enquanto a antena B n o tinha igualmente tilting mas tinha refer ncia K741989 Se repararmos no esquema anterior a antena A est separada de 150 das restantes enquanto as antenas B e C est o separadas de apenas 80 Ent o considerou se o pior caso isto aquele que envolve a interfer ncia entre as antenas Be C 71 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site Segundo os diagramas de radia o fornecidos pelos fabricantes a antena B tem de ganho 14 55dBd e um offset a 80 de 9 4dB enquanto a antena C tem ganho de 15
42. E 04 8 57E 02 10 94778392 5 012E 09 8 57E 02 0 034619933 5 012E 08 8 57E 02 0 109477839 Filtro dB Pint dbm 3 2 q 3 6 5 4 3 5 012E 07 8 57E 02 0 346199325 2 27 27 27 7 7 RE Roo 7 35 5 35 5 35 5 35 5 ix 18 5 18 5 60 4 7 60 40 60 207s Es 60 18 5 EEE 35 6 60 Lae 260 40 60 Owo ES 60 om 35 6 35 6 mM 14 1 14 1 14 1 14 1 33 5 33 5 33 5 33 5 35 6 3 631E 07 1 40E 01 0 480802774 TA 16 5 16 5 16 5 16 5 Tabela 19 Dist ncias entre antenas considerando como v tima o WiMAX QPSK 442 18 5 7 079E 06 1 63E 01 2 470978269 GSM900 UMTS GSM1800 WiMAX a on E Io Eu IR TE IRS 83 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site 70 27 60 33 5 012 07 8 57E 02 0 840090777_ 27 40 13 5012805 8 57E 02 8400907772 o S o N 7 60 53 5012809 8 57E 02 0 084009078 7 50 f 43 5 012E 08 8 57E 02 0 26566003 7 4 33 5 012E 07 8 57E 02 0 840090777_ Es o mm ooo NIN 6 E ES 185 60 185 40 356 60 244 3 631 06 1 40E 01 3 689495328 356 40 44 3 631E04 1 40E 01 3689495328 oo o Ja 7 0 4 141 60 459 2 570E 08 1 40 01 0 310432344 40 259 2 570E 06 1 40E 01 3 104323444 So Zo 7 6 dio DESEE Tabela 20 Dist ncias entre antenas c
43. Evolu o do EVM e SNR com interferidor WLAN v tima GSM900 Analisando os gr ficos anteriores verifica se claramente a ocorr ncia do efeito de bloqueio no TMA pois a introdu o de um sinal forte fora da banda do amplificador e mesmo com a presen a de um filtro de rejei o tem implica es severas num sinal fraco dentro da banda desejada Nestas medi es observou se ainda a constela o do sinal desejado ao mesmo tempo que se ia aumentando a pot ncia do sinal interferente e verificou se uma degrada o da constela o sendo que os pontos se 1am afastando do local esperado para a constela o at que se deixava de perceber qual a constela o em causa tal a mistura dos pontos da constela o Este espalhamento dos pontos est inerente degrada o do sinal desejado traduzindo se isso num aumento do EVM O aumento de EVM implica uma diminui o da SNR como pode ser verificado nos gr ficos anteriores pois a degrada o do sinal desejado traduz se num aumento do ru do logo numa diminui o da rela o sinal ru do Comparando os v rios gr ficos de cima pode se afirmar que os sinais interferentes que mais problemas criam sobre o GSM900 s o o WiMAX e o WLAN sendo que a Interfer ncia do UMTS tamb m se nota superior do GSM Esta rela o dever estar relacionada com o sinal de pot ncia de pico respectivo tecnologia em causa pois o PEP Peak Envelope Power como conhecido era superior nessas mesmas tecnol
44. IMA O WIMAX BPSK 00ccccccesseeceeeeeeeeeseeeeees 82 TABELA 19 DIST NCIAS ENTRE ANTENAS CONSIDERANDO COMO V TIMA O WIMAX QPSK 14 cccccsssecceeeeseeseeseeees 83 TABELA 20 DIST NCIAS ENTRE ANTENAS CONSIDERANDO COMO V TIMA O WIMAX 64 QAM 34 s0scccceeesseeceeeeeeee 84 vil Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site Vill Cap tulo 1 _ u INTRODUCAO 1 1 Motivacao A co localiza o de equipamento r dio no mesmo site aumenta a possibilidade de ocorrerem interfer ncias entre os v rios residentes do site Os factores que conduzem a interfer ncias incluem o n mero de canais activos a coloca o relativa das antenas as faixas de frequ ncia usadas as caracter sticas da tecnologia e o equipamento da esta o base As exig ncias do espa amento entre antenas pode ser estimado usando t cnicas de an lise de interfer ncias A an lise de interfer ncias deve incluir a investiga o de intermodula o e harm nicos ru do perda de sensibilidade acoplamento da antena e caracter sticas do equipamento A maioria dos estudos de casos de interfer ncia baseia se na an lise das combina es de produtos de intermodula o e harm nicos mas este estudo n o suficiente pois outros fen menos poder o ocorrer quando o afastamento entre as antenas n o suficiente As separa es horizontais verticais ou mesmo angular m nimas entre antenas de v rias tecnologias de
45. LNA amplificador de baixo ru do dB Y IP3 do LNA dBm Para al m destes dados deve se ainda colocar o factor de rejei o do filtro adicional utilizado para excluir as frequ ncias fora da banda do receptor Separa o Horizontal Interferidora V tima A ews Figura 13 Exemplo de c lculo da distancia minima de separa o horizontal de antenas com a aplica o criada a partir do modelo matem tico 3 1 1 50 Cap tulo 4 Manual de boas pr ticas de engenharia para instala o e manuten o de um site Separa o Vertical Interferidora Pot dem al Offset do ganho a 90 dB 2 Perdas nos cabos dB V tima Ganho da Antena dBi 6 Offset do genes a 90 cB E ee EE Sensibilidade dBm Ganho do LNA dB Filtro dB 60 Figura 14 Exemplo de c lculo da dist ncia minima de separa o vertical de antenas com a aplica o criada a partir do modelo matem tico 3 1 1 4 8 Exposi o a radia es nao ionizantes A crescente expans o do uso de telem veis e outros dispositivos de comunica o wireless pela popula o nas ltimas d cadas obrigou a uma crescente prolifera o de antenas para fornecer a cobertura celular adequada Como a maioria das vezes estas antenas ficam em zonas de elevada densidade populacional ao contr rio do que acontece com as antenas de televis o e r dio que se encontram normalmente nos topos das montanhas t m sido cada vez mais
46. a resposta que passa a exibir novas componentes que n o existiam inicialmente sendo este comportamento designado por Regenera o Espectral Spectral Regrowth 2 4 6 Modula o cruzada O fen meno da modula o cruzada consiste na transfer ncia de pot ncia de uma portadora para outra localizada num canal adjacente causada pelos efeitos n o lineares de 3 ordem 5 Em sistemas multicanal corresponde interfer ncia da modula o dum canal noutro Por exemplo no caso de uma portadora modulada em amplitude e processada juntamente com o sinal devido ac o da distor o de 3 ordem o sinal modulante da portadora 2 transferido para a portadora 1 Este efeito particularmente cr tico em sistemas FDM Frequency Division Multiplex 77 15 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site 2 4 7 Distor o de amplitude e fase L Este fen meno causado pelas componentes de distor o que se encontram exactamente sobre as frequ ncias dos sinais somando se construtivamente ou destrutivamente s respostas lineares Em caso de ocorrerem varia es na amplitude do vector associado ao sinal de entrada estas podem induzir varia es nos vectores das diversas componentes de distor o Se a soma vectorial entre a componente da resposta linear e a componente da distor o der origem a interfer ncia destrutiva diz se que h compress o do ganho Se a interfer ncia for construtiva ha
47. a de 2 ordem de um sistema n o linear ser dada por y t a2x t as A cos w t Az cos wst 2 4 Desenvolvendo a express o anterior pela entidade do quadrado da soma de dois termos dos produtos not veis obt m se y t a 4 cos wt 24 4 cos w t cos wzt AS cos wzt 2 5 Usando as seguintes identidades trigonom tricas cos a 4 COS 2a 2 6 cos a cos b cos a B cos a 6 2 7 Cap tulo 2 Distor o N o Linear Fica se ent o com a seguinte resposta de 2 ordem DC 2 harmonica de f y t 502 AZ 45 5 a 43 cos 2w4t 2 8 1 5 1245 cos 2wst F a As cos w T W gt t a2A A gt cos w o W t Frequ ncia Frequ ncia Soma Diferen a 2 harmonica de f A resposta de 3 ordem de um sistema n o linear assume se como a mais importante pois leva ao aparecimento de produtos de intermodula o que podem cair dentro da banda de interesse do sinal sendo ent o esta resposta dada por y3 t asx t as A cos w t Az cos wst 2 9 Desenvolvendo a express o anterior pela entidade do cubo da soma de dois termos isto a b a 3a2Zb 3ab b3 e usando as identidades trigonom tricas 2 6 2 7 e 2 10 chega se resposta de 3 ordem de um sistema n o linear cos a cos a COS 3a 2 10 y3 t cos w t a34 034 43 034 43 Componentes sobrepostas a fundamental cos w gt
48. amplitude sabe se que 5 1 lw 1 Prundamentai W1 ma fa A cos wt dt 07 Ay 2 13 OF 1 Pow 9 Pryp 2 1 w2 T 7 a 41 cos 2w w2 t dt 55 03 A 2 14 1 W2 Substituindo as duas express es de cima em 2 12 chega se express o de IMR em unidades lineares ter 16a IMR 2 15 32 Cap tulo 2 Distor o N o Linear 2 2 Ordem de um Sistema Ao excitar um sistema n o linear com 2 tons e 2 aparecem componentes de distor o que apresentam conte do espectral seguinte frequ ncia O mo no com men Inteiros 2 16 Ent o a ordem do produto de mistura dado por ordem Iml Inl 2 17 Exemplificando 20 gt ordem 121 01 2 gt distor o harmonica de 2 ordem de 2001 05 gt ordem 21 11 3 gt intermodula o de 3 ordem 2 3 Vector de Mistura A excita o a 2 tons pode ser representada tamb m numa forma fasorial pela f rmula de Euler em alternativa ao representado em 2 2 F rmula de Euler el cos0 j sin 0 2 18 Pode se chegar f rmula do coseno atrav s da f rmula de Euler el cos0 j sin 0 j j0 el ei 2cos8 cosd 2 19 e cos 0 j sin 0 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site Ent o a express o 2 2 pode ser reescrita sob a forma de Euler por eJ 1ty e joit eJW2ty e jwa2t x t A ey ge x t Ze Sort i e
49. antena na estrutura j existente 4 Garantir o seu pr prio espa o de alojamento para o seu equipamento e partilhar espa o para a antena na torre j existente 5 No caso de nenhuma estrutura ou alojamento estarem dispon veis para o novo servi o ter de se conceber um novo espa o de raiz 4 2 Controlo do desempenho das antenas 4 2 1 Escolha do tipo de antena O princ pio que rege a escolha e a localiza o das antenas que apenas a Pot ncia Aparente Radiada PAR m nima necess ria deve ser radiada em cada sentido desejado do azimute dai que se deva evitar o uso de antenas omnidireccionais quando estas n o s o necess rias O uso de antenas omnidireccionais deve ainda ter em considera o que as estruturas de suporte da antena podem afectar a omnidireccionalidade da antena sendo comum recorrer se a agregados de antenas com painel reflector directivas colocadas em todas as faces da estrutura de suporte por exemplo torre met lica 4 2 2 Especifica es das antenas Par metros que devem ser especificados ao seleccionar uma antena 1 Ganho especificado em rela o a uma antena isotropica dB1 ou a um dip lo de M2 dBd 2 VSWR especifica o valor m ximo que est a ser usado 42 Cap tulo 4 Manual de boas pr ticas de engenharia para instala o e manuten o de um site 3 Diagrama de Radia o especifica a abertura do feixe nos planos de azimute e de eleva o juntamente com as limita e
50. as elevada n o existem produtos de intermodula o de baixa ordem que colidam nas bandas de ambos os sinais logo podem se desprezar os produtos de intermodula o neste caso Contudo os produtos de intermodula o entre 2 tons de GSM1800 podem cair numa banda adjacente de outro operador GSM1800 ou mesmo de UMTS sendo mais importantes os de 3 ordem 21 f pois t m uma pot ncia relativamente elevada Mais uma vez pode se exemplificar este problema recorrendo ao espectro portugu s onde coexistem os operadores A Be C Canal GSM1800 Operador interferidor Banda de IM3 Operador vitima Inicio da banda 1800 1730 60 TDD todos FDD Operador C FDD Fim da banda 1800 1954 40 Operador A 185660 Operador C 1855 20 GSM1800 DL Operador C e Operador B 185860 Operador B 1855 60 GSM1800 DL Operador C e Operador B 1861 60 1864 60 Operador B 1862 60 GSM1800 DL Operador C e Operador B 1870 40 Operador C 1865 40 GSM1800 DL Operador C Operador B e 1873 20 Operador A Operador A 1865 00 GSM1800 DL Operador C Operador B e 1876 60 1882 40 Operador A 1856 60 Banda usada de GSM1800 1836 60 GSM1800 DL Operador C Operador B e 1896 60 Operador A Tabela 11 Bandas de interfer ncia de intermodula o de 3 ordem 1805 20 1879 80 1856 60 1858 00 1858 60 1865 20 1867 80 1868 00 1870 60 1870 80 876 60 512 885 769 776 779 794 812 825 826 839 840 869 769 869 Os c lculos efectuados na Tabela 11 s o ap
51. as formas de distor o n o linear at 3 Ordem 3 Ordem 11 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site Podem se ainda resumir graficamente as diversas formas de distor o n o linear at 3 Ordem e a sua posi o no espectro Banda de Passagem E lt Compress o Ei IMR i gt S 8 F 4 S Tx S amp S q rad s 3 S S dA gs O T a A A A A Figura 2 Espectro da resposta a dois tons da 2 e 3 ordem de um sistema n o linear 2 4 Consequ ncias da distor o n o linear Os sistemas n o lineares introduzem distor o nos sistemas de telecomunica es afectando o seu funcionamento Esta distor o leva a uma redu o da efici ncia espectral e ao aumento da taxa de erros no sistema de telecomunica es 2 4 1 Dessensibiliza o Um dos efeitos da distor o n o linear em sistemas de telecomunica es consiste na dessensibiliza o Este efeito muito importante na co localiza o de antenas pois ocorre quando um sinal forte indesejado localizado fora da banda de opera o de um dado sistema r dio processado em conjunto com um sinal fraco desejado dentro da banda de opera o Diz se ent o que o sinal desejado mais fraco sofre um efeito de bloqueio blocking A dessensibiliza o tem origem em resposta de ordem mpar de sistemas n o 12 Cap tulo 2 Distor o N o Linear lineares sendo que no caso da resposta de 3 ordem surg
52. casos horizontal e vertical respectivamente O LNA WiMAX utilizado foi o MGA 72543 Agilent Technologies Como no caso do WiMAX se podem utilizar diversas modula es consideraram se 3 casos BPSK QPSK 2 64 QAM 34 81 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site 82 GSM900 UMTS GSM1800 WiMAX IR E IR ae Io TE IRS pa O UI 16 5 6o 43 5 4 467E 08 3 16E 01 0 356111439_ 165 40 23 5 4 467E 06 3 16E 01 3 561114387_ Tabela 18 Dist ncias entre antenas considerando como v tima o WIMAX BPSK Pint dbm 27 60 33 5 012k 07 8 57E 02 0 323092009 27 40 13 5 012E 05 8 57E 02 3230920091 oo ST o 7 60 53 5012809 8 57E 02 0 032309201_ 7 4 33 5 012E 07 8 57E 02 0 323092009 355 60 245 3 548E 06 1 63E 01 1 632559152 355 40 45 3 548E 04 1 63E 01 16 32559152_ E 1 mM 185 60 415 7 079E 08 1 63E 01 0 23060511 185 40 215 7 079E 06 1 63E 01 2 306051097_ 356 60 244 3 631 06 1 40E 01 1 418949583 356 40 44 3 631E04 1 40E 01 14 18949583 Doo JA 141 60 45 9 2 570E 08 1 40 01 0 119389729 141 40 259 2 570E 06 1 40E 01 1 193897285 335 60 265 2 239E 06 3 16E 01 2 521075918 335 40 65 2239804 3 16E 01 2521075918 EEE i Ap ndice 27 5 012E 06 8 57E 02 1 094778392 5 012E 05 8 57E 02 3 461993251 2 5 012
53. das e precavidas aquando da Instala o do site tamb m objectivo desta disserta o provar algumas destas condicionantes t cnicas efectuando testes com dispositivos usados pelos operadores de forma a aproximar os conceitos te ricos da realidade pr tica 1 3 Sum rio Esta disserta o est organizada em seis cap tulos e um ap ndice come ando por se caracterizar teoricamente os problemas causados pela co localiza o de tecnologias no mesmo site passando ainda por algumas recomenda es t cnicas para evitar estes problemas e concluindo com a realiza o de estudos de casos reais Como para caracterizar um sistema n o linear necess ria uma an lise de R dio Frequ ncia do ponto de vista de intermodula o e interfer ncia no segundo cap tulo s o apresentados os modelos matem ticos que permitem descrever os sistemas n o lineares e a distor o por eles gerada referenciando se ainda os efeitos introduzidos pela distor o n o linear e alguns factores de m rito usados para caracterizar os sistemas No terceiro cap tulo abordam se os diferentes problemas inerentes co localiza o de tecnologias wireless no mesmo site com especial destaque para o efeito de bloqueio do receptor sobre o qual apresentado um modelo matem tico para o c lculo das dist ncias m nimas de separa o das antenas do site S o tamb m apresentadas tabelas de c lculos da separa o das antenas da forma simplista como actualmente o
54. de obter de forma directa o valor de Pintz pois para este c lculo tem de se ter em considera o os valores de ganho da antena transmissora e receptora em dBi o valor de offset de ganho na direc o pretendida este valor pode ser obtido analisando os diagramas de radia o das antenas as perdas nos cabos e a pot ncia que sai do transmissor Ent o Pinn dado por Pinn TxPot ncia Ganho Tx GanhoRx Offset de Ganho Tx a Offset de Ganho Rx 0 PerdasCabosTx PerdasCabosRx 3 10 ZT Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site 3 1 2 C lculo de dist ncias m nimas de separa o das antenas do ponto de vista dos operadores O problema da co localiza o das diversas tecnologias wireless no mesmo site um assunto j largamente discutido no seio dos operadores m veis sendo que estes apenas se limitam ao c lculo das dist ncias m nimas de separa o das antenas baseando se nas caracter sticas das antenas e nos valores do Limite de Bloqueio do Receptor especificados nos standards das tecnologias De seguida apresentam se alguns estudos realizados pelos operadores de forma a garantir a boa co habita o das diferentes antenas no mesmo site As tecnologias em causa s o apenas o GSM900 1800 e o UMTS pois s o as tecnologias actualmente usadas em Portugal para o fornecimento das tecnologias de 2 gera o e 3 gera o da rede m vel nacional 3 1 2 1 Co Localiza
55. do por uma MS Na tabela de cima apresentam se valores para a separa o m nima entre uma BTS UMTS e as MS sendo que para os m veis UMTS consideram se 4 classes de pot ncia de 21 a 33 dBm 19 Analisando estas dist ncias verifica se que um dado a ter em conta em cen rio indoor quanto localiza o do site a dist ncia que este estar das esta es m veis pois como se verificou pela tabela a dist ncia m nima entre m veis UMTS e a esta o base UMTS relativamente elevada n o obstante o facto de que se trata de um cen rio pessimista dado que os valores de blocking dados pelos fabricantes s o normalmente superiores aos das normas Conclui se ent o que para cen rios indoor a co localiza o deve ser ainda mais encorajada pois para al m dos j falados benef cios econ micos neste caso facilita o controlo de pot ncia da c lula pois conduz a um valor de controlo de pot ncia igual entre os operadores Neste caso ent o a interfer ncia diminui no caso da co localiza o ou partilha de antenas entre os v rios operadores 35 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site 3 2 Emiss es esp rias As emiss es esp rias s o causadas por efeitos de transmiss o indesejados como harm nicas produtos de intermodula o e emiss es parasitas ent o necess rio assegurar isolamento para que as emiss es esp rias de uma tecnologia n o provoquem degrada o da sensibilidade do receptor de
56. e das combina es da forma 1 W2 M2 W2 W1 que se sobrep em portadora A amplitude destes produtos dada por 3 2 3 2 5 434145 eC 5 434142 2 23 Este fen meno vai ser abordado mais a frente uma vez que se trata de um dos principais problemas resultantes da co localiza o de antenas no mesmo site 2 4 2 Intermodula o A distor o de intermodula o um fen meno de convers o de frequ ncia que tem origem num sistema n o linear quando dois ou mais sinais de diferentes frequ ncias se combinam e resultam no aparecimento de uma nova frequ ncia que n o fazia parte da entrada do sistema Estes novos produtos de frequ ncias podem cair dentro ou fora da banda de opera o do sistema de Telecomunica es sendo que a intermodulacao dentro da banda in band mais problem tica dada a impossibilidade de se poder filtrar Os produtos de intermodula o de ordem mpar s o os que caem dentro da banda de interesse do sinal e uma vez que imposs vel obter um filtro com curva ideal que apenas deixe passar a banda de Interesse e rejeite os produtos que se encontram mesmo ao lado ent o a maneira de os combater mesmo evitar que estes sejam gerados I A distor o de intermodula o de 2 ordem o batimento entre os tons e 02 01 Ov 02 Esta componente fica normalmente fora da banda de interesse do sinal logo facilmente filtrada A distor o de intermodula o de 3 ordem corresponde a p
57. e forma a evitar a entrada de humidade Sempre que poss vel deve se usar materiais que se moldem facilmente aos componentes tais como a fita isoladora e assim se evite poss veis imperfei es no isolamento Outro factor climat rico a levar em conta a degrada o de alguns materiais quando expostos aos raios UV do sol ent o estes materiais devem se evitar sempre que poss vel Caso n o haja alternativas vi veis a estes materiais deve se proceder a uma boa manuten o do site e periodicamente proceder substitui o destes materiais 4 3 2 Protec o contra descargas atmosf ricas Os sites de RF podem ser especialmente propensos a descargas atmosf ricas pois est o normalmente localizados em locais elevados e possuem estruturas met licas de sustenta o tamb m altas Este um problema que deve ser tido em conta pois pode ter consequ ncias extremas tanto para as instala es avarias graves nos equipamentos perdas de dados armazenados electronicamente e estragos nas estruturas de suporte como para as pessoas que tenham acesso aos sites pode provocar les es graves e mesmo levar morte 44 Cap tulo 4 Manual de boas pr ticas de engenharia para instala o e manuten o de um site N o sendo poss vel garantir completamente a protec o dos sites contra estas descargas sempre poss vel minimizar estes efeitos efectuando um bom planeamento das liga es terra das protec es dos dispositivos e
58. e segundo o diagrama de radia o fornecido pelo fabricante para este valor de tilting tinham um ganho de 12 85dBd e um offset de ganho a 120 de 21 9dB Assim segundo a express o 3 10 e considerando as perdas nos cabos de 2dB e a pot ncia emitida de 43dBm a pot ncia que sai de uma das antenas e interfere na outra de Pint 43 12 85 21 9 12 85 21 9 2 2 20 9dBm Pela express o 3 13 e considerando uma frequ ncia de Downlink de 950MHz e uma dist ncia de separa o de 0 5 metros obt m se 26dB de perdas de propaga o em espa o livre Como o filtro de rejei o praticamente n o tem perdas para a frequ ncia da mesma tecnologia do lado do Downlink ent o a pot ncia que realmente atinge a antena dada pela diferen a entre Pint as perdas de propaga o em espa o livre sendo neste caso de 5 1dBm 70 Cap tulo 5 Estudo de caso real Se verificarmos nos gr ficos do ponto 5 3 1 observa se que para este valor de pot ncia de sinal interferente j existe uma s ria degrada o do sinal contudo este valor poder n o corresponder ao real valor que atinge a antena pois a esta dist ncia estas antenas encontram se dentro do campo pr ximo logo a f rmula da propaga o em espa o livre n o dever corresponder ao real valor das perdas devidas separa o espacial das antenas No caso das antenas de GSM1800 as antenas n o tinham tilting e no diagrama de radia o do fabricante tinham ganho de 14 27d
59. ee 33 TABELA 7 BLOQUEIO DO RECEPTOR CASO INDOOR ANTENAS DIRECCIONAIS PIRE 38DBM ccceseeeceeeeeseeeeeseeees 34 TABELA 8 BLOQUEIO DO RECEPTOR UMTS QUANDO INTERFERIDO POR UMA MS csccsccseecceceseecseeseeeceeceeseeeceees 35 TABELA 9 ISOLAMENTO NECESS RIO PARA EMISS ES ESP RIAS ssccseccescesccecccnecencceuceeeceneeeuctseeeeseseeeucteceseeeneeeess 37 TABELA 10 BANDAS DE INTERFER NCIA DA 2 2 HARMONICA ssccesccescesccnsceneccnseeuceeeccuceeuceseeeeeeseeusteeseuseeuseseseeess 38 TABELA 11 BANDAS DE INTERFER NCIA DE INTERMODULA O DE 3 2 ORDEM cccesccescuccussuseeuseuseesseseeuseeseuseeseusenss 39 TABELA 12 LARGURA DE BANDA POR CANAL DE ALGUMAS TECNOLOGIAS WIRELESS ssceecsccsececcecsecsecseesecsccecesseeseeess 47 TABELA 13 PONTOS DE 1DB DE COMPRESS O E IP3 DOS DIFERENTES TMAS c sccceccsccnccescenccsceseeeeeeceeceseeeceeeeass 60 TABELA 14 PAPR DO STANDARD DO GERADOR DE SINAIS PARA AS DIFERENTES TECNOLOGIAS ccsceecesceeeeececeeceeceeceees 64 TABELA 15 DIST NCIAS ENTRE ANTENAS CONSIDERANDO COMO V TIMA O UMTS ecceecceecceseeeseenseenseeecenseeneeeseeess 76 TABELA 16 DIST NCIAS ENTRE ANTENAS CONSIDERANDO COMO V TIMA O GSM1800 cceccceeceecceeceeeeeeeeenseeeeeess 78 TABELA 17 DIST NCIAS ENTRE ANTENAS CONSIDERANDO COMO V TIMA O GSM900 0ccceecceseeeccesceeecenceenceeeeess 80 TABELA 18 DIST NCIAS ENTRE ANTENAS CONSIDERANDO COMO V T
60. eeeeeeeeeseeees 62 FIGURA 32 EVOLU O DO EVM E SNR COM INTERFERIDOR GSM1800 v TIMA GSM900 0seeccceeeeseeeeeeeeees 62 FIGURA 33 EVOLU O DO EVM E SNR com INTERFERIDOR WIMAX v TIMA GSM900 ccccceeseecceeeeeseeeeeeeees 62 FIGURA 34 EVOLU O DO EVM E SNR com INTERFERIDOR WLAN v TIMA GSM900 0ccccceseseccceseeeeeseeeeees 63 FIGURA 35 GR FICO QUE PROVA A RELA O ENTRE EVM E SNR cccecceccecceececcessesesccuseuseuseuseuseuseuseuseseeeseesenss 64 FIGURA 36 EVOLU O DA POT NCIA M DIA DE SA DA COM INTERFERIDOR GSM900 ccccssseccceescceceeseeesuseeeneees 65 FIGURA 37 EVOLU O DA POT NCIA M DIA DE SA DA COM INTERFERIDOR WLAN ccccccesceeccescussesceeseuseuseuseeseuss 65 FIGURA 38 EVOLU O DO EVM E SNR COM INTERFERIDOR GSM900 v TIMA GSM1800 c0ecccceeeeseeeeeeeeees 66 FIGURA 39 EVOLU O DO EVM E SNR COM INTERFERIDOR GSM1800 v TIMA GSM1800 c0cccceeeeseeeeeeeeeee 66 FIGURA 40 EVOLU O DO EVM E SNR COM INTERFERIDOR UMTS V TIMA GSM1800 ccccceeeseeceeeeeeeeeeeseeees 66 FIGURA 41 EVOLU O DO EVM E SNR com INTERFERIDOR WIMAX v TIMA GSM1800 cccccseseceeeeeesseeeeeeeees 66 FIGURA 42 EVOLU O DO EVM E SNR com INTERFERIDOR WLAN v TIMA GSM1800 cccccceeseeceeeeeeeeeeeeeeees 67 FIGURA 43 EVOLU O DO EVM E SNR com INTERFERIDOR GSM900 V TIMA UMTS 0cccccceee
61. eeesecceseeeseeeeeeeeeeessaeneses 18 FIGURA 8 ILUSTRA O DO ACPR SENDO ACPL ADJACENT CHANNEL POWER LOWER E ACPU ADJACENT CHANNEL POWER U PENNE RN NR RENA ES O DE eae Ce Tee 19 FIGURAS CONCEITO DE NPR sa ad Di aa SR dr aa EO E DADE AS ai aa aaa 20 FIGURA 10 DISTOR O COCANAL soso esate ees ean pi a DO oie ee ei ae 21 FIGURA 1 1 REPRESENTA O GR FICA DO EVM iscas esaata ba saidra ssa diaai alados nesse na baia iene aa rina arean deen ana andos nisa reaa 22 FIGURA 12 REPRESENTA O GR FICA DA SNR IMAGEM DO SINAL RESULTANTE DE MEDIDAS EFECTUADAS COM UM ANALISADOR DE ESPECTRO NUM SITE DE UM OPERADOR M VEL NACIONAL cccccsesecceceesccccceeeeeeecesseueeeeceeeneces 23 FIGURA 13 EXEMPLO DE C LCULO DA DIST NCIA M NIMA DE SEPARA O HORIZONTAL DE ANTENAS COM A APLICA O CRIADA A PARTIR DO MODELO MATEM TICO 3 1 1 ccccccccssseccccceessecccceeeeeeceeeenecceeeeuseccssseueeeceseeeeeesesseegeeeeesenseeees 50 FIGURA 14 EXEMPLO DE C LCULO DA DIST NCIA M NIMA DE SEPARA O VERTICAL DE ANTENAS COM A APLICA O CRIADA A PARTIR DO MODELO MATEM TICOAS AD cassar ss garnda is nng Dons R E 51 FIGURA T S57 PARA O TMA DE OSIM IDO tonkremenni s in casta ot a aaran 54 FIGURA L6 545 PARA O TMA DE GSM OD roria OAO N 54 FIGURA 17S PAR O TMA DE GSIV 900 oii caste wredin did canto vet dass aa da TORO Cup ad aba Tod N 55 FIGURAS 555 PARMO TMIA DE SSMODO cas anne ara os Da CE acta GD pda SO a 55 FIGURA 19
62. em tico em causa nem da teoria que originou a sua obten o Deve se ter em considera o que esta aplica o apenas se destina a evitar o efeito de bloqueio dos receptores quando se tem co localiza o de antenas e sistemas de telecomunica es no mesmo site n o considerando outros efeitos como a intermodula o ou as emiss es esp rias emitidas por outros emissores Contudo presume se que o efeito de bloqueio dos receptores seja o mais importante para uma boa co localiza o de tecnologias wireless no mesmo site da que se conclua que provavelmente esta aplica o pode ser suficiente para a resolu o das interfer ncias da maioria dos sites congestionados com problemas Assim para o uso desta aplica o basta preencher as c lulas de Excel destinadas a cada campo e para isso tem de se ter os valores de e Do lado da antena interferente v Frequ ncia da antena emissora MHz v Pot ncia emitida pela antena dBm v Ganho da antena dBi Offset do ganho a 90 para o lado em que est posicionada a outra antena dB Perdas nos cabos dB X 49 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site e Do lado da antena que v tima da interfer ncia v Ganbo da antena dBi Offset do ganho a 90 para o lado em que est posicionada a outra antena dB v Perdas nos cabos VY Sensibilidade do receptor dBm v SNR Rela o Sinal Ru do m nima da tecnologia desta antena dB v Ganho do
63. ements for GSM EDGE Applications Revised under Production Conditions IEEE International Symposium on Circuits and Systems vol 5 pp 5003 5006 May 2005 93
64. enas os produtos de intermodula o de 3 ordem que s o dados por 2f2 f assim por exemplo para 2 tons limites da banda do operador C sendo um do canal 769 e outro do canal 776 temos 2 1856 6 1858 0 1855 20Hz 39 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site 3 4 Intermodula o Passiva PIM A intermodula o pode ocorrer nos andares finais dos transmissores nos andares de entrada dos receptores e em materiais n o lineares passivos Ent o outro dos problemas que podem resultar da co localiza o de antenas no mesmo site a intermodula o passiva A intermodula o passiva composta por produtos de frequ ncia que resultam de materiais n o lineares passivos tais como contactos met licos cabos conectores etc Tal como os produtos de intermodula o anteriormente estudados esta pode tamb m ser considerada uma emiss o esp ria ou n o essencial sendo estes produtos gerados atrav s da mistura de um ou mais sinais em dispositivos com caracter sticas nao lineares A intermodula o um s rio problema quando os produtos resultantes caem dentro da banda passante sendo que em sistemas cuja diferen a da pot ncia transmitida e recebida elevada como o caso das tecnologias abordadas nesta disserta o tecnologias usadas pelos operados comerciais de planeamento celular como UMTS GSM WiMAX etc A interfer ncia provocada pela intermodula o gerada nos transmissores e recept
65. entre a pot ncia do sinal desejado e a pot ncia do ru do que degrada a qualidade do sinal Habitualmente a SNR vem expressa em dB sendo matematicamente descrita pelo logaritmo do quociente entre o sinal desejado e o ru do no mesmo ponto do sistema SNR dB 10 log 2 34 Pru do 22 Cap tulo 2 Distor o N o Linear Rela o Sinal Ruido SNR Pot ncia dBm LA WA yy Al 9 45 9 46 Frequ ncia Hz Figura 12 Representa o gr fica da SNR imagem do sinal resultante de medidas efectuadas com um analisador de espectro num site de um operador m vel nacional a A SNR naturalmente decresce a medida que a interfer ncia num dado sistema aumenta em contraponto com o EVM que aumenta com o aumento de interfer ncias podendo mesmo transformar a constela o do sinal completamente impercept vel Assim sendo estes 2 factores de m rito de um sistema de comunica es podem se relacionar por 11 12 13 1 EVM VSNR 2 35 Esta rela o ser provada por resultados pr ticos mais adiante nesta disserta o 23 24 Cap tulo 3 Fh ali O e Fe PROBLEMAS DA CO LOCALIZA O 3 1 Bloqueio do receptor 3 1 1 Modelo matem tico Como foi visto anteriormente a resposta de 3 ordem de um sistema n o linear dada por 3 1 y3 t cos w t as AZ 5 134145 a 4 48 cos wst E as 45 0542 A gt a34 A gt cos 3wst a347 cos 3wst E as 45
66. equipamentos e de um layout adequado do site As estruturas de suporte dever o estar dotadas de p ra raios sendo que os seus condutores dever o ter uma sec o adequada elevada carga que poder o receber e dever o estar totalmente isolados da restante estrutura O p ra raios dever cobrir toda a rea do sistema do site sendo que normalmente dever estar alguns metros mais elevado em rela o ao ponto mais alto da restante estrutura do site As estruturas de suporte das antenas tamb m dever o estar ligadas terra pois elas pr prias poder o actuar como condutores de descargas atmosf ricas No interior da cabinet dever estar a toda a volta uma fita de cobre com liga o a terra em v rios pontos para proteger os equipamentos que se encontram no seu interior 4 4 Manuten o do site A gest o dos sites deve reger se no registo detalhado das condi es f sicas das Instala es dos utilizadores e das emiss es l existentes sendo que esta informa o deve ser guardada centralmente e disponibilizada no pr prio site A informa o f sica dever incluir tipos de antenas comprimentos e tipos de liga es detalhes sobre o hardware plantas das instala es esquemas el ctricos etc A informa o el ctrica dever conter registos de algumas grandezas tais como pot ncias directivas e reflectidas e VSWR que poder o depois vir a ajudar mais tarde na resolu o de eventuais problemas As visitas ao site de
67. ernally matched to 5002 The MGA 72543 offers an inte grated solution of LNA with adjustable IIP3 The ITP can be fixed to a desired current level for the receiver s linearity require ments The LNA has a bypass switch function which sets the current to zero and provides low insertion loss The bypass mode also boosts dynamic range when high level signal is being received For the CDMA driver amplifier applications the MGA 72543 provides suitable gain and linearity to meet the ACPR requirements when the handset transmits the highest power When transmitting lower power the MGA 72543 can be bypassed saving the drawing current The MGA 72543 is a GaAs MMIC processed on Agilent s cost effec tive PHEMT Pseudomorphic High Electron Mobility Transistor It is housed in the SOT343 SC70 4 lead package and is part of the Agilent Technologies CDMAdvantage RF chipset Ap ndice MGA 72543 Typical Performance T 25 C Zo 50 V 3 V 1 20 mA unless stated otherwise All data as measured in Figure 2 test circuit Input amp Output presented to 500 Ga dB INPUT IP3 dBm FREQUENCY GHz FREQUENCY GHz FREQUENCY GHz Figure 3 Minimum Noise Figure vs Figure 4 Associated Gain with F min Figure 5 Input Third Order Intercept Frequency and Voltage vs Frequency and Voltage Point vs Frequency and Voltage INPUT IP3 dBm 0 1 2 3 4 5 6 FREQUENCY GHz FREQUENCY GHz FREQUENCY GHz Figure 6 M
68. express o 2 35 Vitima GSM900 e Interferidor GSM900 1 sqrt SNR EVM 40 35 30 25 20 15 10 5 0 5 10 Pot ncia do sinal interferidor dBm Figura 35 Gr fico que prova a rela o entre EVM e SNR 64 Cap tulo 5 Estudo de caso real No gr fico anterior fez se uma compara o da evolu o do EVM com a express o 1 o oe oe TNR Observa se a quase coincid ncia de ambos os gr ficos logo prova se a rela o estabelecida na express o 2 35 v tima GSM900 e Interferidor GSM900 Vitima GSM900 e Interferidor WLAN 67 68 5 69 68 69 5 E co co E 69 70 8 705 70 E gt amp 5 7 E 5 5 a ao 72 72 72 5 73 ae eels a ol GA 73 K 40 35 30 235 2 15 10 5 0 5 1 40 35 30 25 20 86 15 40 5 0 Pot ncia do sinal interferidor dBm Pot ncia do sinal interferidor dBm Figura 36 Evolu o da pot ncia m dia de sa da Figura 377 Evolu o da pot ncia m dia de sa da com interferidor GSM900 com interferidor WLAN Outra das medidas efectuadas foi a pot ncia m dia sa da do TMA sendo que aqui apenas se apresentam os gr ficos para os casos dos interferidores GSM900 e WLAN Observa se que a pot ncia m dia de sa da aumenta sensivelmente para as mesmas pot ncia de entrada para as quais se notava uma brusca subida do EVM e por consequ ncia uma descida acentuada da SNR provavelmente este facto est relacionado com o facto da mistura de sinais provocar um
69. ferentes sistemas de telecomunica es A distor o n o linear aquela em que h cria o de novas componentes espectrais A modela o da resposta a sistemas n o lineares pode ser baseada numa s rie de Taylor numa s rie de Volterra ou simplesmente numa s rie de pot ncias A s rie de pot ncias apresenta uma formula o muito simples e ao longo desta disserta o vai servir de base para a an lise de todos os fen menos de distor o n o linear Ent o para ilustrar os mecanismos envolvidos na resposta de um sistema n o linear considera se a seguinte s rie de pot ncias at terceira ordem y t ao xl asx t as 2 1 Sendo ay coeficiente da componente DC a coeficiente da componente linear a coeficiente da componente de 2 ordem as coeficiente da componente de 3 ordem x t sinal de entrada y t sinal de sa da Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site Admite se que a modela o em s rie de pot ncias 2 1 est sujeita a uma excita o de dois tons de frequ ncias f e fz e amplitudes A e Ay do tipo x t A cos w t A cos wst 2 2 Sendo q a frequ ncia angular e igual a 2zf rad s Entao a resposta linear do sistema dada por y t a x t a A cos w t 4 cos wst 2 3 Sendo os coeficientes Ag Az e as da s rie de pot ncia 2 1 considerados nulos Ent o o sinal de sa da apenas afectado por um factor do ganho a A respost
70. gure 1 4 dB at 2 GHz e Gain 14 dB at 2 GHz e Bypass Switch on Chip Loss 2 5 dB Ig lt 5 uA IIP 35 dBm e Adjustable Input IP 2 to 14 dBm e 2 7V to 4 2 V Operation e Very Small Surface Mount Package Applications e CDMA IS 95 J STD 008 Receiver LNA Transmit Driver Amp e TDMA IS 136 Handsets Attention Observe precautions for handling electrostatic sensitive devices ESD Machine Model Class A ESD Human Body Model Class 0 Refer to Agilent Application Note A004R Electrostatic Discharge Damage and Control 88 Surface Mount Package SOT 343 SC 70 Pin Connections and Package Marking Package marking is 3 characters The last character represents date code Description Agilent s MGA 72543 is an economi cal easy to use GaAs MMIC Low Noise Amplifier LNA which is designed for an adaptive CDMA receiver LNA and adaptive CDMA transmit driver amplifier The MGA 72543 features a mini mum noise figure of 1 4 dB and 14 dB associated gain from a single stage feedback FET amplifier The output is internally matched to 50Q The input is optimally internally matched for lowest noise Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site E Agilent Technologies MGA 72543 figure into 500 The input may be additionally externally matched for low VSWR through the addition of a single series inductor When set into the bypass mode both input and output are int
71. idade com 15 enquanto os mesmos valores para o caso do GSM podem ser encontrados em 16 Adicionou se uma margem de m ltipla interfer ncia MIM para se considerar a Interfer ncia gerada pela portadora principal na BTS de GSM Em 17 proposto o valor de 6dB para a MIM Exemplo dos c lculos efectuados separa o horizontal entre antenas GSM900 Isolamento Necess rio 43 8 6 41dB Perdas em Espa o Livre 41 17 17 20 20 2 2 31dB Separa o 31 32 4 20log 900 20log d Km gt d 0 95 metros Pela Tabela 2 podemos verificar que as separa es verticais s o menores que as horizontais o que nos leva a concluir que sempre que poss vel prefer vel uma separa o 29 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site vertical entre as antenas de forma a possibilitar um melhor aproveitamento do espa o do site No caso de duas antenas UMTS os valores indicam as separa es m nimas de 4 5m horizontais ou 0 32m verticais contudo esta separa o no caso em que n o se considera o efeito do campo pr ximo da antena pois na pr tica esta separa o m nima n o mais que 1 5m horizontais ou 0 5m verticais 14 l UMTS to Tecnologia 900 to 900 1800 to 1800 UMTS O Horizontal Horizontal Horizontal Ganho M ximo da antena de transmiss o 17 00 19 00 16 60 Offset do ganho a 120 29 00 29 00 24 30 Ganho M ximo da antena de recep o 17 00 19 00 16 6
72. inimum Noise Figure vs Figure 7 Associated Gain with Fmin Figure 8 Input Third Order Intercept Frequency and Temperature vs Frequency and Temperature Point vs Frequency and Temperature In LNA In Swt Out LNA 7 E 2 l 2 am 7 3 E E 2 0 1 2 3 4 5 6 FREQUENCY GHz FREQUENCY GHz FREQUENCY GHz Figure 9 LNA on Switch off VSWR Figure 10 LNA off Switch on VSWR Figure 11 Insertion Loss Switch on vs Frequency vs Frequency vs Frequency and Temperature 89 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site Datasheet da BS utilizada para o WiMAX SR Telecom Physical Layer Characteristics Air Interface B02 16 2004 software upgradeable tp specific 802 16e profiles Frequency Ranges Lo GHz FOD 1427 1517 MHz da GHz FOD 2300 2500 MHZ 2 5GHz TOU 2500 2690 MHz 2 5 GHz FDD 2500 2650 MHz 22 GHz TDD 3500 3240 MHZ 3 2 GHz FOD 3500 3200 MHZ 10 5 GHz FDD 10 15 10 65 GHz Channel bandwidth amp Peak Sector Capacity at 64 GAM 34 coding For TDD the capacity is the aggregate of the downlink and uplink 1 5 FDD 1 75 6 5 3 5 13 1 23 FDD 1 75 6 5 3 11 2 3 5 13 1 E 18 8 5 5 20 6 6 22 4 7 26 0 25 TOD 1 25 4 7 2 5 0 4 4375 16 3 5 18 8 8 75 32 6 LO 37 5 25 FOD 3 11 2 5 18 8 5 5 20 6 6 22 4 SS TDD 1 76 6 5 3 11 2 5018 8 7 26 0 3 5 FED 1 76 6 5 3 50 13 1 7 2
73. iss o na direc o da antena receptora a Ae Perdas em espa o livre 32 4 20log f MHz 20log d Km G a Ganho da antena receptora na direc o da antena transmissora a Per Perdas nos cabos recep o 4 6 2 Rejei o da antena definido como o factor de atenua o entre um sinal transmitido ou recebido fora da banda com um sinal dentro da banda isto acontece porque as antenas mono banda s o optimizadas para trabalharem apenas na sua banda mas conseguem ainda transmitir ou receber sinais fora dessa banda embora com um factor de rejei o 48 Cap tulo 4 Manual de boas pr ticas de engenharia para instala o e manuten o de um site Normalmente este valor n o especificado pelos fabricantes pois consideram o desacoplamento da antena o maior isolamento especialmente quando as antenas se encontram fisicamente separadas Em 25 estimaram se valores para a rejei o entre as antenas de 10dB entre GSM900 e UMTS e 5dB entre GSM1800 e UMTS 4 7 Manual de utiliza o da aplica o em Excel Baseando se no modelo matematico obtido no capitulo 3 3 1 1 construiu se uma pequena aplica o em Excel de forma a tornar o modelo obtido mais f cil de usar na pr tica Na aplica o produzida teve se o cuidado de facilitar o seu uso por pessoal t cnico ou por qualquer engenheiro r dio aquando da instala o de um site pois o seu uso intuitivo e n o exige o conhecimento do modelo mat
74. jort 4 At ejoit 4 2 ejwrt 2 20 A entrada do sistema descrita em 2 2 pode ent o ser vista como a soma das quatro componentes espectrais w w2 no dominio da frequ ncia Wm M_2 W2 M_ w1 Mm w1 M2 2 2 21 Sendo m o vector de mistura m Maomymmo gt 2 22 poss vel ent o fazer um quadro resumo de todas as componentes resultantes da distor o at terceira ordem presentes na resposta a um sistema n o linear quando entrada excitado por 2 tons de amplitude A e A gt de referir que neste caso e devido ao que foi visto em 2 20 as amplitudes de sa da do sinal s o metade das anteriores representa es em 2 3 2 8 2 11 Vector Componente de Amplitude de i ae Tipo de Resposta m m Frequ ncia Sa da 1 l 02 2 q A 1 1 4 L Linear Distor o Harm nica de 2 Ordem 10 Cap tulo 2 Distor o N o Linear Distor o de Intermodula o de 2 Ordem Altera o do Ponto de Polariza o Distor o Harm nica de 3 Ordem 8 3 2 2 1 2022 01 8 a3A A5 3 E o 2 3 Ord o 2 0 em goma 3 ofofo ome gomm 3 S080 3 p e wren Senet _ 3 B00 ro S Convers o AM AM DEDO ee pov enn 3 ep ee ee pw Comet S desvio de fase p e e e 3 2 1 1 1 7 01 7224142 1 1 1 2 oe 4 a3A A gt Modula o Cruzada e Perda de 3 sensibilidade da resposta Blocki Pep wsae Era mi 3 TPP feria Tabela 1 S ntese das divers
75. lisar a intensidade do sinal interferente e seguindo o modelo de propaga o em espa o livre calcular a dist ncia a que se encontra a Interfer ncia 47 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site Outro dos par metros que poder dar informa o acerca da fonte de Interfer ncia a modula o podendo se identificar a tecnologia envolvida na interfer ncia e assim determinar mais facilmente a origem da mesma 4 6 Formas de garantir isolamento entre antenas 4 6 1 Desacoplamento de antenas Acontece quando se t m duas antenas separadas espacialmente sendo o isolamento entre elas definido pela atenua o desde a antena transmissora antena receptora independentemente da banda de frequ ncia de cada antena Este isolamento pode ser obtido atrav s de uma separa o espacial das antenas horizontal vertical ou angular ou atrav s de filtragem da banda Como a propaga o no campo pr ximo da antena dif cil de se estimar pode se estimar as perdas de propaga o em espa o livre e aproxima las s perdas pela separa o espacial de 2 antenas assim sendo estes valores v o ser muito conservadores pois tratam se de valores para um pior caso de propaga o que o caso do campo pr ximo da antena Assim as perdas geradas pela separa o de 2 antenas dada por P Pe PeetGe a Aei G a Per P Pot ncia Emitida Pce Perdas nos cabos emiss o Ge o Ganho da antena de transm
76. me site by different technologies or even different mobile operators brings many economic advantages however technically the co location of different radio technologies in the same location raises several questions that should be considered when the site is being implemented The aim of this dissertation is to collect the questions and raise people s awareness toward to create recommendations and regulations for the good installation of the site with different co located technologies Lista de siglas e acr nimos ACP ACPR BPSK BTS C I CCPR CDMA dB dBc dBd dBi dBm DC DL EVM FDM FM GSM ICP ANACOM IMD IMR IP3 ITU R LNA MIM MS MSK NF NPR OFDM P1dB PAPR PAR PEP PIM PIRE QAM QPSK RF RMS Rx SNR TMA Tx UHF UL UMTS VHF VSWR Wi Fi WiMAX WLAN Adjacent Channel Power Adjacent Channel Power Ratio Bipolar Phase Shift Keying Base Transceiver Station Carrier to Interference Ratio Co Channel Power Ratio Code Division Multiple Acess Decibel dB below carrier dB em rela o a um dipolo de meio comprimento de onda dB em rela o a uma antena isotr pica dB em rela o a ImW Direct Current Corrente Cont nua Downlink Error Vector Magnitude Frequency Division Multiplex Frequ ncia Modulada Global System for Mobile Communications Instituto das Comunica es de Portugal Autoridade Nacional de Comunica es Intermodulation Distortion Intermodulation Ratio 3 Order Interception
77. menor que 0 25V no exterior e menor que 0 5V no interior 21 Para al m disto a integridade da estrutura deve estar ao cargo de um engenheiro com forma o na rea das estruturas sendo que o efeito deve ter em considera o a carga introduzida por cada sistema radiante 23 43 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site Outro dos cuidados a ter com as estruturas que as constru es de a o devem ser revestidos com uma camada protectora e os parafusos galvanizados sendo que as estruturas de alum nio devem ser anodizadas embora se deva ter em considera o que ao anodizar o alum nio este torna se menos condutor e isto pode trazer problemas em poss veis descargas para a terra Os efeitos clim ticos provocam a corros o das estruturas As jun es oxidadas ou corro das das estruturas apresentam n o linearidades com um grande impacto na gera o de produtos de intermodula o O fen meno de Rusty Bolt parafuso enferrujado tido como um grande gerador de s rias interfer ncias em diversos ambientes 24 Ao se efectuar a instala o de novos sites deve se ainda ter em considera o a for a do vento sendo que as antenas cabos e outros equipamentos devem ser apertados firmemente a estrutura met lica de forma a proteger os materiais semi flexiveis de vibra es com o vento que poder o provocar a danifica o dos componentes e liga es As liga es e cabos devem ser bem revestidos d
78. nhecimentos transmitidos e pelas sugest es e incentivos cruciais realiza o deste trabalho palavras chave resumo Co localiza o Intermodula o Interfer ncia Efeito de Bloqueio TMA R dio Frequ ncia Com a constante evolu o e sofistica o da gama de servi os os operadores de telecomunica es t m desenvolvido investimentos no sentido de conjugarem na mesma infra estrutura diferentes tecnologias facilitando assim a implementa o da rede e a manuten o dos sites A partilha do mesmo site por diferentes tecnologias ou mesmo diferentes operadores de telecomunica es traz in meras vantagens econ micas contudo tecnicamente a co localiza o de diferentes tecnologias r dio no mesmo espa o levanta uma s rie de quest es que devem ser consideradas na implementa o do site E o objectivo desta disserta o efectuar o levantamento destas quest es de forma a sensibilizar para a necessidade de criar recomenda es e normas para a boa instala o de um site com diferentes tecnologias co localizadas keywords abstract Co location Intermodulation Harmful Interference Blocking TMA Radio Frequency With the constant growing and sophistication of the portfolio of services mobile operators have been developing investments in order to conjugate different technologies in the same infrastructure thus facilitating the implementation of the network and the maintenance of the sites The sharing of the sa
79. o bine ares ss miaatsaa Luis ias ag Dr DSL eee aw es 5 22 Orden de um SISTEMA ss as aa NA 9 ZS Wector de NSO aan ss o lapa da aa aU NR 9 2 4 Consequ ncias da distor o n o lineatra aea 12 Dm JEACIORES dE TNC NO hos a a bestest A audio 177 2 5 1 Ponto de FAB de compress o sic ia sis asi ais dai setas 17 22 Ponto de interseccao de 3 ordem 1P3 ssiissccistscsccnssitasvicbaielaetdecadetiedeausesds 17 2555 ACPR Adjacent Channel Power Ratio ccccsseseeeeeeceeeeeeeeeeeeeeesseees 19 2 9 4 NPR Noise Power Ralo scssdecescacaus s ted dustuauntes sch cadusesseseas oetantssaveosceadseesGretoees 20 DEDO CCPR Co Channel Power Ralio hesseni 21 Cap tulo 3 Problemas da Co localizacao ccssssssssscssssssssssssscccssssssssssssccssssssssssesees 25 Sl Blogu iodo recepi sairssas ais tasas nas SRS sca etait ee aa 25 Di el Modelo matema LIC O gra caso aaa agrada e 25 3 1 2 C lculo de dist ncias m nimas de separa o das antenas do ponto de vista dos OPE ILOLE Siana da o Da a a sis 28 3 1 2 1 Co Localiza o de antenas da mesma tecnologia cccc 28 3 1 2 2 Co Localiza o de antenas de diferentes tecnologias ssseeeeees 31 3 1 2 3 Caso indoor GSM900 1 800 UMTS Janene i a Slade 33 J2 JE MISS OCS ESDULIAS seco dota a a E ale orem al ited 36 111 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site 929s Produtos Ce nerd A O a cus nto
80. o RM NU Ce Gr IVI OOO ER RR RR RR ARE ER OR ROSE enaeunenunees 62 DZ UNS MISO is pad SS O ere ere 66 Dig po INN SIE Sessa RAR a ARES RNP ROS ONDE PD RR DR 68 5 4 Estudo da posica das antenas NO Site ss cessa iss anesdicadadanEa ei ualaa gula a ndo cere 69 Capitulo 6 Conclus o a vscisssscensiecssisessaccacstisciestessaccenstiecssbeessaussasiseissdessaeneasdecssbeesseustaseseies 73 BO PS NO creia 75 EE DIR O T I Mme eaten A A E nrnieent wnetaae Os ere 91 1V Lista de Figuras FIGURA 1 EVOLU O DO NUMERO DE SITES COM OPERADORES CO INSTALADOS 2 cecccceesecessceeeseeeeceeeceeeuseeees 2 FIGURA 2 ESPECTRO DA RESPOSTA A DOIS TONS DA 2 2 E 3 2 ORDEM DE UM SISTEMA N O LINEAR sceeceeceeceeeeeeeeeeeecs 12 FIGURA 3 ESPECTRO DE FREQU NCIAS EVIDENCIANDO OS PRODUTOS DE INTERMODULA O DE ORDEM MPAR 14 FIGURA 4 PROCESSO DE FILTRAGEM DE HARM NICOS 6 0ccccseccceececeesseeenseeeecseeecseeusseueeeeeeceeeusseeseeeueeesegeseees 14 FIGURA 5 CONVERS O AM PM NUM SISTEMA N O LINEAR Y3 T A DISTOR O DE 3 2 ORDEM Y T A COMPONENTE LINEAR Y T A RESULTANTE DA SOMA DAS DUAS COMPONENTES ccccseseecceeeeeccceeceesecceceueecesseueecesseeneceeees 16 FIGURA 6 GR FICO DO PONTO DE 1DB DE COMPRESS O 5 cecccceececeusseceecceeueceeecseencseeeseeeuceesuseeeueeeenesseenesenes 17 FIGURA 7 GR FICO DO PONTO DE INTERSEC O DE 3 2 ORDEM IP3 5 cssseccceceseecccee
81. o localiza o com GSM900 1800 est de acordo com 18 estando j este valor de acordo com as antenas tri band Na Tabela 4 e na Tabela 5 observa se que a dist ncia necess ria para satisfazer o limite de bloqueio do receptor inferior a 1 5m horizontais e 0 5m verticais entre as antenas de diferentes tecnologias excep o do caso da Interfer ncia GSM900 em GSM1800 neste caso e de forma a usar estas separa es devem se usar filtros Mais uma vez se verifica que uma separa o vertical entre as antenas cria um maior isolamento relativamente a uma separa o horizontal 32 Cap tulo 3 Problemas da Co Localiza o 3 1 2 3 Caso Indoor GSM900 1800 e UMTS Em aplica es indoor normalmente tem se ganho de antenas inferiores e as perdas nos cabos s o superiores ao caso outdoor Em coberturas indoor usam se antenas omnidireccionais e antenas direccionais sendo que nas tabelas seguintes s o apresentados os valores para omnidireccional e uma antena de painel de 90 valores t picos de ganho de 7dBi Na antena de 7dBi considerou se um offset de ganho a 90 de 10dB 1800 1800 1840 0 1750 0 43 0 12 00 1800 900 1840 0 900 0 43 0 12 00 900 1800 900 UMTS 950 00 950 0 950 0 900 00 1750 00 1950 0 Boo EE TX Perdas 12 00 12 00 12 00 cabos Ganho M ximo da antena de transmiss o Offset do ganho 90 1840 0 2150 00 2150 00 2150 0 1950 0 900 00 1750 00 1950 0 o
82. ogias no standard usado diferen a entre o valor de PEP e a pot ncia m dia dado o nome de 63 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site PAPR Peak to Average Power Ratio Apresenta se ent o uma tabela com o PAPR dos standards do gerador de sinais das v rias tecnologias usadas para este estudo WLAN PAPR dB O 4 74 10 25 1129 Tabela 14 PAPR do standard do gerador de sinais para as diferentes tecnologias Verifica se ent o que as tecnologias que apresentam maior PAPR s o as que geram maior interfer ncia o que seria de esperar pois t m pot ncias de pico maiores logo o efeito de bloqueio do sinal desejado faz se sentir mais fortemente Outra das conclus es que se pode tirar pela an lise dos gr ficos que a Interfer ncia entre a banda de Downlink de GSM900 e de Uplink de GSM900 superior que no caso do sinal interferente ser GSM1800 neste caso n o est relacionado com o PAPR da modula o pois a mesma tecnologia mas sim com o facto do filtro de entrada rejeitar a banda de 1800 MHz e deixar passar a banda do Downlink dos 900 MHz Assim a pot ncia do sinal de GSM900 que chega ao amplificador superior do sinal de GSM1800 provocando assim uma maior degrada o do sinal desejado para um igual n vel de pot ncia de sinal interferente Como se observou nos gr ficos anteriores medida que o EVM aumenta a SNR diminui logo SNR pode se relacionar com o EVM pela
83. ol 2 29 2 3 as 3 a3 2 5 3 ACPR Adjacent Channel Power Ratio Como foi visto anteriormente os sistemas n o lineares nomeadamente devido a intermodula o criam componentes do espectro que n o existiam no sinal de entrada Estas novas componentes situam se principalmente no espectro adjacente ao sinal O Adjacent Channel Power Ratio ACPR um factor de m rito que permite caracterizar a ocupa o dos canais adjacentes ao sinal tanto na parte inferior do espectro ACPL como na parte superior ACPU relativamente ao pr prio sinal Pot ncia dBm ul iH My irk Ao O i co rads Figura 8 Ilustra o do ACPR sendo ACPL Adjacent Channel Power Lower e ACPU Adjacent Channel Power Up O ACPR definido como a raz o entre a pot ncia integrada na largura de banda do sinal de sa da centrada em wo e a pot ncia Integrada nos canais adjacentes 5 6 8 Pot ncia do sinal de sa da do canal e RC a E total Pot ncia Integrada no Canal Adjacente Up e Lower Po gt So w dw 2 30 Ma ce Ol as PratPua o Solw dwt fog So w dw 19 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site 2 5 4 NPR Noise Power Ratio O Noise Power Ratio NPR uma figura de m rito usada para caracterizar a distor o sobre o pr prio canal do sinal introduzida pelo sistema n o linear Esta medi o da distor o feita com a extrac o de uma estreita banda de sinal do centro da
84. onforme o standard das diferentes tecnologias e mediram se os par metros S dos TMAs 5 1 Par metros S Os par metros S s o rela es entre as ondas que entram e saem do dispositivo a caracterizar S11 O coeficiente de reflex o da entrada enquanto S22 representa o coeficiente de reflex o na sa da O ganho do dispositivo ou coeficiente de transmiss o dado por S2 e o coeficiente de transmiss o inverso representado por S42 53 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site 5 1 1 TMA de GSM900 Mediram se ent o os par metros S do TMA de GSM900 gt 1 S00 000000 HHz 11 85 4B 2 CSD Mite uf BT dE do 2000000 Ga che dl Be Figura 15 S2 para o TMA de GSM900 Observa se ent o que o ganho da banda de Uplink S21 de 11 66dB ou seja muito pr ximo do valor especificado na folha t cnica 12dB Em rela o banda de Downlink observa se que esta tem um ganho aproximadamente nulo 0 8607 dB enquanto que o filtro de rejei o das restantes bandas superior a 70dB i 900 00000 MH 55 05 db 2 SO OOOO MHz AENG de E 2000000 Hr 64109 Figura 16 S1 para o TMA de GSM900 O ganho no sentido inverso tal como o especificado aproximadamente nulo para a banda de Downlink de forma a permitir a passagem do sinal de Downlink da esta o base para a antena enquanto que para as restantes bandas existem filtros de rejei o da ordem 54 Cap tulo 5 Estudo
85. onsiderando como v tima o WiMAX 64 QAM 34 TA GSM900 UMTS GSM1800 WiMAX a IR E IR a IR TE IRS 84 Ap ndice Atrav s desta formula o matem tica obtiveram se valores para as dist ncias entre antenas de diferentes tecnologias em fun o dos filtros utilizados para o isolamento e das caracter sticas das antenas e dos LNAs Conclui se pela an lise das tabelas que uma separa o vertical entre antenas mais vantajosa que uma separa o horizontal pois a dist ncia menor Isto devido ao facto de que os diagramas de radia o das antenas sectoriais s o normalmente achatados tendo uma radia o mais forte na horizontal do que na vertical A separa o de 120 entre antenas tamb m uma boa solu o sendo na maioria dos casos melhor ainda que a separa o vertical Esta co localiza o muito utilizada na sectoriza o das c lulas de cobertura para a rede m vel GSM e UMTS pois na sectoriza o das c lulas em 3 sectores as antenas da mesma tecnologia ficam separadas 120 umas das outras Verificou se ainda que se tem de estabelecer um compromisso entre o filtro utilizado e a separa o espacial entre as antenas Alguns valores das dist ncias usando filtros de baixa rejei o com por exemplo 40dB tornam se imposs veis de obter pois estas dist ncias dariam de tal maneira elevadas que j nem se poderia falar em co localiza o Um filtro de menor rejei o poder ser mais econ mico mas em con
86. ores pode ser minimizada atrav s de sistemas de isolamento e filtragem mas a intermodula o resultante de componentes passivos n o pode ser anulada por estas t cnicas Os produtos de intermodula o passiva podem ent o surgir sempre que componentes met licos se encontrem em contacto e na presen a de um campo electromagn tico Isto porque os xidos presentes nas superf cies met licas que se encontram entre os componentes em contacto podem comportar se como uma jun o semicondutora de tal forma que o potencial aos terminais dessa jun o induzido pelo campo el ctrico incidente produzir correntes na jun o que ir o radiar produtos de intermodula o interferentes 6 40 Cap tulo 4 RE ani gt MANUAL DE BOAS PRATICAS DE ENGENHARIA PARA INSTALACAO E MANUTENCAO DE UM SITE Neste capitulo descreve se um manual de boas maneiras para instala o e manuten o de um site do ponto de vista da parte el ctrica da instala o N o deve ser descurada a boa Instala o da parte mec nica que serve de suporte aos sistemas de telecomunica es do site 4 1 Escolha do Site A localiza o ideal para o site dever ser na rea apropriada instala o do ponto de vista do planeamento e da rea de cobertura que se pretende abranger escolhendo o local mais aceit vel instala o da estrutura devendo se aproveitar edif cios e estruturas ja existentes que se encontrem acima da m dia de obstru
87. os e CARVALHO Nuno Borges On the use of multitone techniques for assessing RF components intermodulation distortion IEEE Transctions on Microwave Theory and Techniques vol 47 pp 2393 2402 Dezembro 1999 10 PEDRO Jos Carlos e CARVALHO Nuno Borges Evaluating co channel distortion ratio in microwave power amplifiers EEE Transctions on Microwave Theory and Techniques vol 49 pp 1777 1784 Outubro 2001 11 GHARAIBEH Khaled M GARD Kevin e STEER Michael Accurate Estimation of Digital Communication System Metrics SNR EVM and p in a Nonlinear Amplifier Environement ARTFG Microwave Measurements Conference 2004 12 SANTOS Rui Estanqueiro e CARVALHO Nuno Borges EVM estimation in RF Wireless components The 18 Annual IEEE International Symposium on Personal Indoor and Mobile Radio Communications PIMRC 07 2007 91 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site 13 SHAFIK Rishad RAHMAN Md Shahriar e ISLAM Ahm Razibul On the Extended Relashionships Among EVM BER and SNR as Performance Metrics 4 International Conference on Electrical and Computer Engineering Dhaka Bangladesh 2006 14 Isolation Relat rio de um operador de telecomunica es m veis 2001 15 TS 25 104 Version 3 7 0 ETSI 3GPP 1999 June 2001 16 TS 100 910 Radio Transmission and Reception ETSI April 2001 17 Investigation into interaction between 2 2 5G and 3G base stations Motorola July 2001
88. outra tecnologia Os valores m ximos de esp rias GSM permitidos na banda UMTS pela especifica o do ETSI 16 s o de 62dBm 100KHz 112 dBm Hz Posteriormente estes valores tornaram se mais restritos para a banda 1920 1980MHz para valores de 62dBm 100KHz 112 dBm Hz em caso da co exist ncia de GSM UMTS e de 96 dBm 100KHz 146 dBm Hz em caso da co localiza o GSM UMTS O isolamento necess rio entre antenas para as emiss es esp rias pode ser calculado pela diferen a entre o n vel m ximo de emiss es esp rias permitido e o n vel m ximo toler vel pelo receptor quando este est sujeito a um sinal interferente no seu canal O n vel m ximo toler vel pelo receptor de emiss es esp rias pode ser calculado considerando uma degrada o m xima de sensibilidade admitida pelo receptor de 0 2 dB 14 sendo esta dada pela express o 20 Degrada o de sensibilidade 10log 1 ima 3 14 Em que Pint max a pot ncia interferente m xima permitida pelo receptor considerando 0 2 dB de degrada o de sensibilidade m xima e N o ru do total do receptor O ru do total do receptor ent o dado pela soma entre o ru do t rmico e o factor de ru do do receptor N 10log KTB NF 3 15 Onde K a constante de Boltzmann T a temperatura ambiente em Kelvin e B a largura de banda do canal usado pela tecnologia em causa A partir das express es 3 14 e 3 15 pode se ent o estabelecer valores para o maximo de pot
89. potent or sotert rights cf RFMD RFMD reserves tre Nam Change compore dreultry recommended appli cation 2ircutry anc specificatons at army time without prior motice Parameter E I Condition Frequerivy Current Gain Moise Figure OP1dB oii Mid Band requency Current Gair a 25 CG Vpp IW Ipp 1801mA 2000 MHz un ess speciied CO E O E SCSOSOSSSSSOSCSCSCS 5 LS dEm 22 14 lowBrd po Doo Feu TO fam ME Gain 18 25 G Ypp 2Y Ipo 180mA 850 MHz un ess specried EF dBm f4 R50MH7 f 851 MHz 86 RF3867 Noise Figure da OPS idArn Noise Figure dB SV Noise Figure versus Temperature 1 00 0 30 5 EUA 2000 0 2600 0 Frequency MHz SV DIP versus Temperature 1800 0 NULL ZAMU 2 U0U ZHU Frequency MHz 5V Noise Figura versus Temperature Frequency GHz Pid vem ain dB ain iB Ap ndice RFMD amp rimd com 5V Gain versus Temperature 180 16 0 4 0 20 oo oa 15000 1800 0 2000 0 2200 0 2409 0 2600 0 2890 0 Frequency MHz 5V P1dB versus Temperatura 210 200 TELUU TEU SUL Z2ULU 2400 0 LU BULL Frequency MHz 5V Gain versus Temperature 110 105 10 0 55 ES Bo Frequency CHz 87 Datasheet do LNA usado para o WiMAX PHEMT Low Noise Amplifier with Bypass Switch Technical Data Features e Lead free Option Available e Operating Frequency 0 1 GHz 6 0 GHz e Noise Fi
90. rodutos do tipo 2 2 e 202 01 sendo mais importantes os produtos 20 w gt e 2 2 pois podem ficar na banda do sinal desejado Em sistemas multi portadora de espa amento uniforme entre canais esta distor o de extrema import ncia pois o produto de intermodula o vai estar na banda de canais adjacentes podendo ser visto como ru do para os mesmos 3 Considerando um teste de dois tons a amplitude destes produtos dada por 3 ArmD3 7 4341A2 2 24 Como estes produtos s o de 3 ordem a sua pot ncia cresce 3dB por cada dB de aumento de pot ncia de entrada 13 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site ay E fi f2 E OF fz 2f2 fi I afi 2f2 3f2 2f1 4f1 3f2 Af2 3f1 Frequ ncia Figura 3 Espectro de frequ ncias evidenciando os produtos de intermodula o de ordem mpar 2 4 3 Distor o harm nica Harm nicos s o componentes m ltiplos da fundamental gerados em todos os sistemas n o lineares sob a forma de 2 30c 4 c nc Isto s o r plicas distorcidas da fundamental transladadas para uma frequ ncia n vezes superior fundamental Contudo devido dist ncia em rela o fundamental estas componentes podem ser eliminadas por filtragem n o sendo por isso problem ticas Os harm nicos e os produtos de intermodula o s o produtos indesej veis e s o vulgarmente designados por emiss es esp rias Existe legisla o para limitar o m ximo que
91. s das BTS n o fornecem perigo para a sa de da popula o que habitam nas proximidades pois os n veis de exposi o s o muito inferiores aos valores recomendados sendo que estes n veis s o muito superiores aquando da utiliza o normal do telem vel do que na proximidades de uma BTS 26 28 32 Cap tulo 5 gt ESTUDO DE CASO REAL Para uma melhor percep o dos efeitos adjacentes co localiza o de tecnologias wireless no mesmo site foi realizado um mini estagio num operador m vel nacional onde se decidiu que a melhor forma de provar estes efeitos seria realizar testes com TMAs Tower Mounted Amplifiers Os TMAs s o amplificadores colocados na liga o entre as antenas e as esta es base mas muito pr ximos das antenas e destinam se unicamente amplifica o dos sinais de Uplink isto os sinais provenientes dos m veis aumentando assim a rea de cobertura da c lula da rede m vel 29 Em contraponto com todos os benef cios trazidos pelos TMAs deve se ter em conta que estes trazem um aumento de interfer ncias para os sistemas de recep o pois o impacto das suas n o linearidades reflecte se no aparecimento de distor o n o linear nos andares de recep o do sistema Foram ent o realizados testes com os 3 TMAs usados actualmente na rede celular nacional pelo operador em quest o um de cada tecnologia celular GSM900 GSM1800 e UMTS Realizaram se testes com tons com bandas moduladas c
92. s dos l bulos secund rios 4 Pot ncia de entrada para transmissores de sa das combinadas deve se especificar a pot ncia m dia e a pot ncia eficaz de pico 5 Desempenho de intermodula o as especifica es desejadas neste caso devem ser de 100dBc para uma nica frequ ncia de transmiss o e recep o 130dBc para m ltiplas frequ ncias para transmiss o e 43dBc para m ltiplas frequ ncias para transmiss o e recep o na mesma antena 21 6 Largura de banda especifica a faixa de frequ ncias sobre a qual a antena deve ser usada N o se deve considerar a largura de frequ ncia do VSWR como a frequ ncia til 21 4 2 3 Posi o das antenas As antenas devem ser montadas de maneira a n o prejudicar o seu desempenho A dist ncia de separa o entre as antenas deve ser suficiente para fornecer um isolamento necess rio para evitar a indu o entre sistemas co localizados e anular assim alguns fen menos n o lineares que podem influenciar o desempenho das antenas 4 3 Efeitos clim ticos Os efeitos clim ticos n o podem ser eliminados contudo estes efeitos podem ser precavidos com a selec o de materiais a usar os cuidados de instala o e manuten o do site ao longo da vida dos componentes 4 3 1 Controlo da corros o e degrada o dos materiais O projecto de estruturas para sites deve ter em considera o a corros o entre materiais dissimilares potencial electrol tico de contacto deve ser
93. s operados m veis os realizam e baseados nos limites impostos pelas normas das tecnologias ainda apresentado um breve estudo do espectro nacional sobre poss veis problemas que poder o surgir devido aos produtos de intermodula o O quarto cap tulo pretende ser um primeiro passo para a constru o de um manual t cnico para a boa instala o e manuten o de um site Em Portugal e ao contr rio de outros pa ses n o existem normas e recomenda es t cnicas para a boa instala o de um Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site site e a cria o de um manual de boas pr ticas para os t cnicos de implementa o dos sites poderia evitar algumas interfer ncias inerentes m instala o dos sistemas de telecomunica es No quinto cap tulo apresentam se resultados provenientes de casos reais usando se para isso Tower Mounted Amplifiers TMAs dos operadores m veis e diagramas de radia o das antenas dos operadores feito um estudo do impacto das n o linearidades na qualidade do sinal recebido tendo se usado sinais modulados de acordo com as normas comerciais dos mesmos Verificou se o impacto do efeito de bloqueio de um sinal fraco desejado quando na presen a de um sinal forte indesejado Finalmente no sexto cap tulo s o apresentadas as principais conclus es resultantes dos estudos efectuados e das medidas obtidas chamando aten o dos operadores para a problem tica da co localiza
94. s tecnologias GSM900 GSM1800 UMTS e WiMAX usando para isso LNA poss veis de usar para as tecnologias em causa Pode se ent o calcular para receptores de diferentes tecnologias wireless as dist ncias de separa o exigidas para cada antena transmissora de diferentes tecnologias Sendo poss vel considerar ainda uma separa o entre antenas na horizontal na vertical e de 120 caso muito usado na sectoriza o onde se co localizam 3 antenas no mesmo poste Calculando para o caso de um receptor UMTS utilizou se o LNA RF3867 da RF Micro Devices em Mid Band podemos considerar v rias tecnologias interferentes UMTS UMTS interferente v tima Separa o Horizontal P n2 37 2dBm Separa o Vertical P n 14 2dBm Separa o 120 P n2 23 6dBm GSM900 UM TS Separa o Horizontal P n2 35 ldBm Separa o Vertical P n2 16 6dBm GSM1800 UMTS Separa o Horizontal Piniz 37 1dBm Separa o Vertical Pinz 18 6dBm WiMAX UMTS Separa o Horizontal P n2 23 6dBm Separa o Vertical Pinz 13 6dBm Utilizando uma folha de c lculo pode se obter os valores da dist ncia de separa o entre as antenas para as v rias tecnologias e tendo como v tima um receptor UMTS Neste caso consideraram se diferentes valores de rejei o no filtro sendo que estes valores 75 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site servem apenas de exemplo pois devem ser modificados de acordo com as condi es exis
95. seeeceeeeeeeeeeeeees 68 FIGURA 44 EVOLU O DO EVM E SNR com INTERFERIDOR UMTS V TIMA UMTS 0sccccceesseeceeeeeeseceseeeeeeeeeeens 68 FIGURA 45 EVOLU O DO EVM E SNR COM INTERFERIDOR GSM1800 V TIMA UMTS 00ccccccessecceeeseeeeeeeseeees 68 FIGURA 46 EVOLU O DO EVM E SNR com INTERFERIDOR WIMAX V TIMA UMTS ccccceesecceeceseeeceseeeeeeeseeees 68 FIGURA 47 EVOLU O DO EVM E SNR COM INTERFERIDOR WLAN V TIMA UMTS 00ccccccsssecceeeeeeesecceeeeeeeeeeeees 69 FIGURA 48 ESQUEMATIZA O DA POSI O DAS ANTENAS PARA O CASO GSM900 E GSM1800 ESTUDADO 70 FIGURA 49 ESQUEMATIZACAO DA POSI O DAS ANTENAS PARA O CASO UMTS ESTUDADO cccceceececeseecesceseecseuss 71 vi Lista de Tabelas TABELA 1 S NTESE DAS DIVERSAS FORMAS DE DISTOR O N O LINEAR AT 3 2 ORDEM cccceseesseseeesesensssseeseuseuss 11 TABELA 2 ISOLAMENTO ENTRE ANTENAS DA MESMA TECNOLOGIA VALORES DE POT NCIA EM DBM ssccceeeeeeeseeeeeees 29 TABELA 3 ISOLAMENTO ENTRE ANTENAS DA MESMA TECNOLOGIA CO LOCALIZADAS NA MESMA TORRE 1202 ENTRE ANTENAS VALORES DE POTENCIA EM DEM assa idas ada UR a NO E ada a A 30 TABELA 4 ISOLAMENTO ENTRE ANTENAS DE TECNOLOGIAS DIFERENTES INTERFERIDOR GSM VALORES DE POT NCIA EM DBM DBM sensata id con a ddr Si a o a a 32 TABELA 6 BLOQUEIO DO RECEPTOR CASO INDOOR ANTENAS OMNIDIRECCIONAIS PIRE 33DBM 0eeeeeeeeeee
96. sp rias que assim j n o chegam antena e consequentemente j n o s o emitidas SPO r Le eh E 1 SSD Gha F FU Gee HAM dB Z 2 oo DSO a n pS oe fee ee Figura 25 S para o TMA de UMTS Figura 26 Sz para o TMA de UMTS Tal como nos casos anteriores os coeficientes de reflex o da entrada S11 e da sa da S22 s o muito baixos para as bandas de funcionamento do TMA logo pode se considerar que as perdas por reflex o entrada e sa da s o muito baixas 5 2 Testes a 1 e 2 tons Efectuaram se os testes com um tom onde se confirmou o valor do ganho medido anteriormente aquando da determina o dos par metros S assim como se observou que para os n veis baixos de pot ncias usados o valor dos harm nicos era praticamente desprez vel em todos os TMAs Para o teste a 2 tons usaram se 2 geradores de sinais cada um emitindo um tom na banda de Uplink do respectivo TMA e misturaram se os 2 sinais atrav s de um splitter que segundo a informa o do datasheet introduzia perda da ordem dos 3dB no circuito Variando a pot ncia de entrada dos tons e mantendo ambos os tons com a mesma pot ncia determinou se a resposta linear e dos produtos de intermodula o de 3 ordem 58 Cap tulo 5 Estudo de caso real TMA de GSM900 Pot ncia de saida dEm Ca 35 30 25 20 15 10 5 O 5 10 Fot ncia de entrada dEr Figura 27 Teste a 2 tons no TMA de GSM900 f 895 MHz e f 900 MHz TMA de GSh1au0 Pot
97. ssa e chega ao amplificador muito superior ao do caso do GSM900 provocando assim um efeito de bloqueio maior no sinal desejado de referir que as restri es de SNR m nimo do UMTS inferior ao do GSM portanto a interfer ncia sobre o UMTS poder n o ter tanto efeito no sinal como no caso do GSM 5 4 Estudo da posi o das antenas no site Para completar o estudo de caso real analisaram se alguns sites duma lista com a posi o das antenas nos sites fornecida por um operador m vel nacional Baseando se no diagrama de radia o fornecido pelo fabricante das antenas tentou se prever a pot ncia proveniente de uma antena que iria atingir a antena adjacente dado que n o foi poss vel fazer a medi o da pot ncia no pr prio site como seria mais real 69 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site A orienta o das antenas dada pelo ngulo em rela o ao Norte e devido tri sectoriza o das c lulas s o co locadas 3 antenas na mesma estrutura e da mesma tecnologia No caso do GSM900 e do GSM1800 o caso estudado tinha as antenas com a mesma orienta o e era esquematicamente representado por Figura 48 Esquematiza o da posi o das antenas para o caso GSM900 e GSM1800 estudado A Be C eram antenas iguais e de refer ncia K73665 para o GSM900 e K739707 para o GSM1800 sendo que estavam separadas 120 umas das outras Para o GSM900 as antenas tinham um tilting de 3
98. t a343 a3A2A a3A2A 4 2 cos 3w t a343 cos 3wst a A3 Terceiros harmonicos de Dj 0 3 cos 2w w2 t a3A3A 3 cos 2w2 w t 7034148 202 1 a Intermodula o de 3 ordem 3 cos 2 W gt t a 424 cos 2W2 w4 t 034 43 2 11 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site Conclui se ent o que a resposta de 3 ordem de um sistema n o linear possui componentes que se sobrep em fundamental conduzindo a uma expans o ou compress o do ganho e sendo respons veis pelo efeito de bloqueio estudado mais frente Observa se ainda a presen a dos terceiros harm nicos das frequ ncias e 2 Para al m destes observam se os termos provenientes do batimento entre as frequ ncias fundamentais e os termos de 2 ordem isto a intermodula o de 3 ordem Dentro destes s o mais importantes os termos que caem sobre a banda passante 2W w2 e 205 w1 pois podem levar a problemas graves de interfer ncia dado a impossibilidade de se poderem filtrar Pode se ainda definir a Rela o de Intermodula o IMR que tamb m pode ser dada pelo quociente C I Sinal Distor o de Intermodula o Esta determinada pela rela o entre as pot ncias da componente fundamental e da distor o de intermodula o IMR Pfundamental _ P w _ P 2 2 12 PIMD P 2W4 W2 P 2W2 W 4 Considerando os 2 tons com igual
99. tentes de rejei o do filtro para aquela frequ ncia Filtro dB Pint W 5 248E 07 5 248E 06 5 248E 05 5 248E 04 Ia 4 Mm 1 40E 01 1 40E 01 1 40E 01 1 40E 01 d m 0 303366 0 959328 3 03366 0 0 9 993277 N 5 4 70 2 630E 09 2 630E 08 50 2 630E 07 40 2 630E 06 70 2 291E 08 2 291E 07 50 2 291E 06 40 2 291E 05 70 3 236E 07 3 236E 06 50 3 236E 05 40 3 236E 04 70 4 571E 09 4 571E 08 50 4 571E 07 40 4 571E 06 70 5 129E 07 5 4 7 5 4 7 5 4 3 7 5 4 3 1 40E 01 1 40E 01 1 40E 01 1 40E 01 0 021477 0 067915 0 214767 0 679152 1 40E 01 1 40E 01 1 40E 01 1 40E 01 3 16E 01 3 16E 01 3 16E 01 3 16E 01 0 063382 0 200432 0 633821 2 00432 0 538996 1 704457 5 389965 17 04457 E 3 16E 01 3 16E 01 3 16E 01 3 16E 01 1 63E 01 1 63E 01 1 63E 01 1 63E 01 0 06406 0 202575 0 640599 2 02575 0 349035 1 103745 3 49035 11 03745 5 129E 06 0 5 129E 05 0 5 129E 04 Ps 0 7 244E 09 7 244E 08 0 7 244E 07 0 7 244E 06 0 2 291E 08 2 291E 07 0 2 291E 06 0 2 291E 05 0 2 291E 04 RE A 0 2 291E 09 2 291E 08 0 2 291E 07 0 2 291E 06 8 57E 02 0 2 291E 05 8 57E 02 Tabela 15 Dist ncias entre antenas considerando como v tima o UMTS Es 1 63E 01 1 63E 01 1 63E 01 1 63E 01 8 9 E 02 8 2 E 02 8 2 E 02 8 2 E 02 8 2 E 02 0 041483 0 13118 0 414829 1 311804 0 038844 0 122836 0 388442 1 228362 3 88442 is 8 57E 02 8 57E 02 8 57E 02 0 012284 0 038844 0 12
100. traponto tamb m obriga a uma aloca o de espa o f sico maior incrementando assim os custos de aluguer ou compra do espa o destinado ao site e poder obrigar instala o de mais estruturas mec nicas de suporte s antenas aumentando assim os custos de instala o do site 85 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site Datasheet do LNA usado para GSM900 1800 e UMTS RF3867 RFMD E rimd com Absolute Maximum Ratings A Parameter Caution ESD sensitive device SU pply Volts PE Exceeding any one ore combination of the Abeol ate Macsimum Rating conditions rey case penne carnage lo lhe device Zalended applicelion of Absol ate Masini Rating conditions te the device may reduce device reliability Specif ed typical perfor mamce or funetionc oporction ofthe device under dosolutc Mox imum Hoting condi tors la not mp led Input RF Level Gurrenl Drain lpp Roll status based on CU Directive2002 95 00 at time of this document revision Operating Ambient Temperature ees The information in th publication is believed to be accurate and reliable However mo s e e e 40 to 150 resspunsibilily is assured oy RF Misro Devives Ine REMO ur ds use nur for any Storag mE ratune 40 to 150 infringement af patents or other rights of third parties resulting from its use Me Note 1 Max continous KE IN E 10dBm lhe max transient RE IN 15 20 dEm liccnac da grantee ky implication or otherwise under ony
101. uzir os custos do aluguer de mais terrenos ou topos de edif cios e na partilha dos custos das estruturas mec nicas de suporte as antenas Por tudo isto tem se verificado um aumento de sites partilhados pelos diferentes operadores que por sua vez instalam diferentes tecnologias no mesmo site e todas as diferentes tecnologias dos diferentes operadores ter o de co habitar com o m nimo de interfer ncias poss vel para evitar o preju zo de algumas comunica es Para comprovar a evolu o da co localiza o em Portugal podemos analisar o gr fico seguinte que representa um estudo realizado pela ANACOM em Maio de 2008 onde se verifica que mesmo os operadores de telecomunica es concorrentes passam a partilhar cada vez mais os custos inerentes Instala o de um site 2005 2006 2004 ae Tri 2 Ti 3 Tim a Tire Thon 2 Ti 1 Tim 102 139 144 lo 184 187 Lag 190 191 191 2 213 Ze 23d Figura 1 Evolu o do n mero de sites com operadores co instalados 2 Cap tulo 1 Introdu o 1 2 Objectivos O grande objectivo desta disserta o passa por fazer um levantamento das quest es t cnicas inerentes co localiza o de tecnologias wireless no mesmo site Pretende se captar a aten o dos operadores para o problema da co localiza o pois apesar desta trazer in meros benef cios econ micos aos operadores acarreta tamb m uma s rie de condicionantes t cnicas que necessitam de ser estuda
102. vem ser tidas em considera o de forma a evitar interfer ncias entre elas Interfer ncia por defini o o efeito de energia n o desejada devido a uma emiss o ou uma combina o de emiss es que se manifestam pela degrada o obstru o ou repetida interrup o numa comunica o 1 A interfer ncia pode ser gerada dentro do pr prio site ou por fontes de sinais distantes contudo mais habitual que a interfer ncia tenha origem dentro do pr prio site a n o ser que se trate de um sinal de elevada pot ncia que se encontre a uma dist ncia relativamente curta do site A interfer ncia tipicamente provocada por um dos seguintes mecanismos que t m origem no pr prio equipamento ou noutro qualquer sistema n o linear e que j foram abordados anteriormente Intermodula o transmissor receptor ou passiva Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site Emiss es fora da banda ru do de transmiss o emiss es esp rias do transmissor harm nicas do transmissor ou emiss es esp rias do receptor Outros efeitos perda de sensibilidade do receptor Uma an lise da interfer ncia no site exige uma boa informa o sobre as caracter sticas do equipamento r dio do site Mesmo sabendo de todos os problemas que pode acarretar a co localiza o de antenas no mesmo site os operadores de telecomunica es v em esta solu o como a mais vi vel pois traz benef cios econ micos muito elevados ao red
103. ver expans o do ganho Este efeito designado de convers o AM AM sendo que os sinais modulados em amplitude s o os mais vulner veis a este efeito Podem ainda ocorrer altera es na fase dos sinais sendo que esta altera o pode ser mais cr tica quando os sinais s o modulados em fase Este tipo de distor o habitualmente designada por distor o correlacionada pois cai sobre as componentes fundamentais e a soma feita de forma vectorial podendo as componentes ser decompostas em m dulo e fase A componente da fase induz a distor o AM PM ou seja as varia es da amplitude do sinal fundamental traduzem se em varia es de fase 5 Y t Y t Y t Figura 5 Convers o AM PM num sistema n o linear Y3 t a distor o de 3 ordem Y t a componente linear Y t a resultante da soma das duas componentes 16 Cap tulo 2 Distor o N o Linear 2 5 Factores de m rito Os factores de m rito s o imagens gr ficas ou simplesmente valores num ricos que se destinam caracteriza o da distor o introduzida pelos sistemas n o lineares e assim atestar a qualidade do sinal de sa da do sistema 2 5 1 Ponto de 1dB de compress o definido como o ponto no qual o sinal de sa da real j sofreu uma atenua o de 1dB em rela o resposta linear do sinal Par Output power on mm 4 15 10 a 5 ld 15 20 55 Pi dBm Input pomer Figura 6 Gr fico do ponto
104. ver o ser registadas e apenas autorizadas por pessoal t cnico Todos os cabos e conectores dever o ser identificados em cada um dos pontos terminais e adicionalmente nos pontos de passagem para o exterior do edif cio e sempre que estejam enterrados ou dentro de caleiras 45 Co localiza o de Diferentes Tecnologias Wireless no mesmo Site 4 5 Resolu o de uma interfer ncia Em caso de se verificar uma interfer ncia no site devem se seguir os passos 21 a Verificar se o receptor n o est em sobrecarga normalmente um filtro de banda estreita notch filter frequ ncia de interfer ncia na sua entrada resolve o problema da sobrecarga b Verificar se a mistura que leva interfer ncia n o est a ocorrer entrada do receptor Se o sinal recebido indesejado ocupa 1 do sinal desejado ent o deve se seguir o ponto a por m um filtro passa banda instalado na entrada do receptor da antena resolve o problema c Se a interfer ncia n o for gerada no receptor pode se usar uma antena m vel ligada ao receptor com um indicador de sinal de forma a localizar a direc o da interfer ncia d Quando a interfer ncia for localizada no site e os sinais que causam intermodula o forem identificados deve se determinar onde ocorre a mistura dos sinais e Nao se dever alterar nenhum equipamento no site sem a autoriza o dos propriet rios Deve se usar um atenuador vari vel entrada do aparelho de medida da Interfer

Gonçalo Arada Martins Co-Localização de diferentes tecnologias

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