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A resposta ao impulso de um canal de rádio móvel terrestre pode ser descrita pela expressão (2) e visualizada através da Figura 1.

Figura 1 – Ilustração da resposta ao impulso de um canal de rádio móvel terrestre para vários instantes de observação 

 Em (2) L é o número de percursos causados pelo canal, t_l(t) é o atraso de propagação do l-ésimo percurso, no instante t e g_l é uma variável aleatória complexa de média nula, cuja envoltória segue uma distribuição de Rayleigh [13]. A função densidade de probabilidade de Rayleigh tem o aspecto ilustrado pela Figura 2 e normalmente caracteriza o desvaneimento percebido em uma comunicação móvel onde não há predominância de visada direta entre a antena transmissora e a receptora.. Esse desvanecimento indica que existe uma maior probabilidade da amplitude da envoltória do sinal recebido estar abaixo de um valor médio, de acordo com a interpretação da função densidade de probabilidade de Rayleigh da Figura 2. 

Figura 2 – Ilustração da função densidade de probabilidade Rayleigh (de Feher, 1995, p. 448) 
 

Para se avaliar um sistema de comunicação digital em um canal de rádio móvel terrestre, ou mesmo para que seja projetado um outro sistema, faz-se necessária a utilização de parâmetros que forneçam o maior número de informações acerca das características e do comportamento do canal. Uma breve síntese desses parâmetros é abordada a seguir [5]. 

Quando um sinal é transmitido em um canal de rádio móvel terrestre, no receptor tem-se réplicas desse sinal oriundas de vários multipercursos. O resultado é um espalhamento temporal do sinal, espalhamento este que pode ser quantificado (valor médio, rms ou máximo) através do Perfil de Intensidade de Potência, mais conhecido como MIP (Multipath Intensity Profile) e de onde se obtém o Espalhamento por Atraso entre Multipercursos (Multipath Delay Spread) ou simplesmente Espalhamento Temporal. O MIP fornece o comportamento da energia recebida durante um intervalo de tempo correspondente ao máximo espalhamento do sinal recebido causado pelos multipercursos do sinal transmitido. 

Sempre que existe espalhamento temporal pode haver a alteração de amplitude das várias componentes do espectro do sinal transmitido. Esta alteração poderá ocorrer de maneira uniforme em toda faixa de freqüências do sinal, configurando o chamado Desvanecimento Plano, ou poderá afetar somente uma determinada faixa de freqüências, configurando o que é conhecido como Desvanecimento Seletivo ou Canal Seletivo em Freqüência. A possibilidade de ocorrência de desvanecimento plano ou seletivo pode ser determinada pela Largura de Faixa de Coerência do canal. Este parâmetro fornece uma medida estatística da faixa de freqüências em que o canal pode ser considerado plano ou, de forma análoga, é a faixa de freqüências dentro da qual as componentes espectrais do sinal recebido possuem grande correlação de amplitude. A Largura de Faixa de Coerência é inversamente proporcional ao Espalhamento Temporal do canal e o seu valor exato depende da definição de um valor para a correlação entre as amplitudes das componentes espectrais, não existindo, portanto, uma fronteira nítida que separe um canal seletivo daquele que possa ser considerado plano. 

O espalhamento temporal leva à possibilidade de ocorrência de desvanecimento seletivo e, nessa situação, em sistemas digitais, pode ocorrer o que é conhecido como Interferência Intersimbólica. Essa interferência é a sobreposição temporal de símbolos vizinhos recebidos na “saída” do canal no momento de decisão dos bits e leva à necessidade de redução da taxa de transmissão através desse canal ou à implementação de técnicas que minimizem os seus efeitos.

Em um canal de rádio móvel pode ocorrer o movimento relativo entre transmissor e receptor e/ou os objetos que circundam o transmissor e o receptor estão em movimento. Em qualquer dos dois casos há variação nos caminhos tomados pelo sinal que trafega do transmissor ao receptor. Essa variação faz com que o sinal recebido apresente uma correspondente variação de fase cuja taxa pode ser vista como uma variação de freqüência do sinal recebido em cada multipercurso, formando o já citado Espalhamento Doppler ou Espectro Doppler. Dessa característica pode-se retirar um parâmetro que informe a variabilidade temporal do canal. Tal parâmetro é denominado Tempo de Coerência é uma medida estatística do intervalo de tempo durante o qual a resposta ao impulso do canal pode ser considerada como invariante ou, de maneira análoga, é o intervalo de tempo dentro do qual os sinais recebidos possuem grande correlação de amplitude. O Tempo de Coerência é inversamente proporcional ao Espalhamento Doppler e, de maneira análoga à anterior, não fornece uma fronteira nítida entre um canal que varia rapidamente, configurando um Desvanecimento Rápido, e aquele que varia lentamente, configurando um Desvanecimento Lento. Na prática assume-se que um canal pode ser considerado lento se suas características não se alteram entre dois intervalos de sinalização consecutivos do sinal transmitido [13]. 

É importante citar que os parâmetros do canal podem ser separados em parâmetros de dispersão temporal e parâmetros de variação temporal. São efeitos independentes, ligados a comportamentos distintos do canal. 

Outra característica importante do canal de rádio móvel terrestre está relacionada à atenuação média do sinal em função da distância entre transmissor e receptor. Uma propagação no espaço livre segue a conhecida lei quadrática de variação da potência recebida com a distância, ou seja 

onde n = 2, Pr_m(d) é a potência média recebida a uma distância d qualquer da antena transmissora e Pr_m(d₀) é a potência média recebida a uma distância de referência d₀, distância essa igual ou superior à distância de Fraunhoffer – ponto fora da região de campo próximo da antena transmissora [14]. 

No canal de rádio móvel terrestre o expoente de perdas no percurso, n, é diferente de 2 (entre 2.5 e 6, tipicamente), e seu valor depende das características estruturais da região onde a comunicação se estabelecerá. Rappaport em [14] apresenta um simples método para estimação desse expoente a partir de algumas medidas em campo na área sob análise. 

Existem vários métodos de predição de perdas no percurso para canais de rádio móvel terrestres, métodos esses comumente utilizados durante o planejamento de sistemas celulares, onde alguns são a base dos softwares de planejamento utilizados e encontrados no mercado. Entre tais modelos pode-se citar o Modelo de Durkin, o Modelo de Okumura, o Modelo de Hata e o Modelo de Lee [9], [14].

Devido à grande variabilidade das estruturas tipicamente encontradas em canais de rádio móvel terrestres, a uma mesma distância de um transmissor a potência recebida é variável. Quando grandes obstáculos, como edifícios, morros e similares se situam entre transmissor e receptor de um sistema de comunicação móvel aparece o efeito denominado sombreamento (shadowing), efeito esse que pode provocar consideráveis “vales” na potência recebida e interromper instantaneamente a comunicação. Medidas comprovam que a variabilidade do sombreamento segue uma distribuição gaussiana em escala logarítmica, ou seja, segue uma distribuição logonormal. Assim, pode-se rescrever a equação de perdas no percurso de forma a considerar esse novo efeito: 

onde Pr(d) é a potência média recebida em um ponto qualquer a uma distância d da antena transmissora e X_s é uma variável aleatória com distribuição logonormal (em dB). O desvio padrão dessa variável se situa normalmente na casa dos 7 a 15 dB [14]. Vale observar que o valor da potência Pr(d) não considera as variações causadas pelos multipercursos. 
 

II.2. Viabilização da Comunicação no Canal de Rádio Móvel

 Em qualquer sistema de comunicação é desejada a transmissão da maior quantidade de informação possível no menor intervalo de tempo. Cada tipo de informação (voz, dados, vídeo) necessita, para uma qualidade esperada na recepção, uma determinada largura de faixa e uma potência de transmissão. Por outro lado, se esta informação está sendo transmitida na forma analógica ou digital, os requisitos para o sistema são diferentes. Em uma comunicação móvel analógica, para um determinado tipo de informação qualquer, o aumento na qualidade da transmissão é alcançado às custas de um “proporcional” aumento da potência de transmissão, recurso este normalmente limitado nesses sistemas. Com relação à largura de faixa ocupada, modulações do tipo FM Faixa Estreita e AM-SSB são as que melhor utilizam o espectro disponível [19]. Contudo, é sabido que uma transmissão analógica tem como grandes desvantagens a pequena imunidade a ruídos e o reduzido número de possibilidades de serviços a serem oferecidos, além do pequeno grau de segurança na comunicação. A atratividade da comunicação digital frente à analógica é há muito tempo notável e hoje é certa a substituição da maioria dos sistemas de comunicação analógicos pelos seus equivalentes digitais.