Implementação de Modelos de Propagação de Ondas de Rádio sobre a Superfície Marítima para o Simulador de Redes ns-3
Simulador de redes ns-3, comunicações marítimas sem fio, duto de evaporação, propagação de ondas de rádio
Este trabalho descreve a implementação de uma ferramenta para simulação de redes de comunicação sem fio, considerando as características de propagação de ondas de rádio no ambiente próximo à superfície do mar.
A ferramenta é uma extensão do simulador de redes ns-3 e implementa dois modelos de perda de propagação: Modelo Marítimo de Dois Raios, que modela efeitos de reflexão das ondas eletromagnéticas na superfície marítima; e Modelo Marítimo de Três Raios, que além dos efeitos da reflexão, também modela os efeitos da refração das ondas eletromagnéticas em consequência da formação, na troposfera, de uma camada chamada de duto de evaporação. Como o Modelo Marítimo de Três Raios possui a altura do duto de evaporação como parâmetro, também foi implementado um modelo para estimar essa altura com base nas condições climáticas. Os modelos de propagação implementados consideram haver linha de visada entre as antenas do transmissor e do receptor.
Com a ferramenta descrita nesta dissertação, mostra-se como, em algumas situações, para diferentes alturas do duto de evaporação, a perda de intensidade do sinal de rádio em relação ao aumento da distância entre transmissor e receptor é menor do que o previsto por alguns modelos de perda de propagação. Esta maior intensidade do sinal recebido ocasionada pela existência do duto de evaporação pode ser considerada como algo positivo, visto que pode ampliar a cobertura da rede, ou algo negativo, no sentido de que, com o sinal percorrendo distâncias maiores, podem ocorrer interferências entre estações que operem com a mesma frequência. Em consequência, justifica-se a necessidade de modelagem desses efeitos em um contexto atual de crescente interesse nas comunicações marítimas sem fio para oferecer suporte a diferentes tipos de aplicações, como vigilância, segurança e monitoramento ecológico.
A extensão do ns-3 é de particular importância, pois é um dos simuladores mais utilizados para projetar e avaliar redes de comunicação.