[pt] A proteção de receptores do Serviço Fixo Terrestre de interferências produzidas por outros sistemas de comunicações é garantida, em determinadas faixas de freqüência, através de condições que devem ser satisfeitas pela função distribuição de probabilidade da razão interferência-ruído térmico (I=N). A garantia de atendimento a estas condições deve ser obtida impondo-se restrições às potências de transmissão dos satélites interferentes. Estas restrições são estabelecidas através de máscaras que definem limites máximos permissíveis para a densidade de fluxo de potência que cada um dos satélites interferentes produz sobre a superfície da Terra. É, portanto, mportante que ao se definir a máscara de densidade de fluxo de potência que irá restringir as transmissões dos satélites, se tenha a certeza de que a máscara escolhida garanta que os critérios de proteção do Serviço Fixo Terrestre sejam atendidos. O presente trabalho analisa, através da simulação do movimento dos satélites envolvido, a proteção dada aos receptores do Serviço Fixo Terrestre por diferentes máscaras de densidade de fluxo de potência. O resultado obtido é de grande importância na escolha da máscara a ser utilizada. / [en] The protection of Fixed Service receivers from the interference produced by others communications systems is guaranteed, in some frequency band, by some constraints to be satisfied the cumulative probability distribution function of the ratio interference-to-thermal noise, I=N. To make sure that these constraints are satisfied, limits are imposed to the interfering system transmitting power levels. These limits are usually established by power flux density (pfd) masks that define the maximum allowed values of power flux density that the interfering satellites can produce on the Earth surface. It is therefore important that, in defining these pfd masks, the Fixed Service protection criterion is satisfied. This work analyzes, through the the simulation of the satellite motion, the protection given to Fixed Service receiver by different power flux-density masks. The obtained results are important for choosing the mask to be adopted.

[pt] Este trabalho apresenta a descrição e implementação numérica do Método Analítico que determina a interferência em ambientes que envolvem redes de satélites não geoestacionários. Este método está baseado no conhecimento da função densidade de probabilidade (pdf) da posição de um satélite localizado numa órbita elíptica (ou circular) ao redor da Terra. Esta função densidade de probabilidade é utilizada para calcular as interferências produzidas ou experimentadas por elementos de redes NGSO assim como por elementos de outros tipos de redes de telecomunicações (serviço fixo terrestre, redes que utilizam satélites geoestacionários, entre outras). Comparado com os métodos baseados em simulação, é importante ressaltar que o método analítico equivale a uma simulação de tempo infinito, e portanto, não apresenta os problemas de confiabilidade associados com os métodos de simulação. / [en] This thesis presents the numerical algorithm description for the implementation of the analytical approach to assess interference in environments involving NGSO satellite networks proposed in [1]. For completeness purposes it also included to analyze the interference sensitivity to system and network parameters without the reliability problems and the excessive computer effort, often associated with direct computer simulation methods. The Analytical Approach is based on the knowledge of the probability density function (pdf) of the position of a single satellite placed in an elliptical (or circular) orbit around the Earth. This pdf is used to calculate the statistical behavior of interferences produced (or experimented) by NGSO network elements, as well as by elements of other types of telecommunications networks (fixed terrestrial Services, Fixed Satellite Services, among others). To illustrate the applicability of the method several results are presented, each one performed with different parameters and environments. It is worth pointing out that compared with direct computer simulaton methods, the Analytical one generates more reliable and precise results with less required computer time.

[pt] A concentração de tensões nas extremidades de cilindros montados com interferência é muito pouco conhecida. Neste trabalho estudou-se a concentração de tensões na extremidade do cilindro oco. Foram analisadas várias relações de diâmetros e diferentes posições do cilindro interno, utilizando o método fotoelástico tri-dimensional. Os modelos foram construídos usando resina epóxi e anidridos ftálico e maleico como endurecedores. Após o congelamento das tensões retirou-se fatias para análise no polariscópio. Para o cálculo das tensões foi usado o método da diferença das tensões cisalhantes. Os resultados são apresentados em gráficos e analisados. / [en] The stress concentration at end of thickwall cylinders with interference assemblage is unknow yet. In present work the stress concentration has been analized for several diametral relations and differents positions of inner cylinder. The photoelastic method has been used the models was constructed with epoxy resin using phthalic and maleic anhydride as curing agent. After stress freezing procedure the model was sliced to polariscope analysis. For stress calculations the shear difference method was used. The results are plotted and analized.

[pt] A demanda pela transmissão de dados envolvendo aparelhos celulares continua crescendo a um ritmo acelerado. Este crescimento implica que, dentro das próximas décadas, redes celulares precisariam atender até 1000 vezes a capacidade atual. Para enfrentar este desafio, existe um interesse crescente em sistemas celulares operando na faixa de ondas milimétricas. O espectro de ondas milimétricas varia entre 30 GHz e 300 GHz, mas as faixas de frequências de 28 GHz, 38 GHz, 60 GHz e 70 GHz a 90 GHz parecem especialmente promissoras para a próxima geração de sistemas celulares, permitindo a utilização de larguras de canais superiores a 1 GHz. Durante a propagação em ligações de rádio terrestres ou via satélite na faixa das ondas milimétricas, ocorrem atenuações do sinal devidas à absorção e espalhamento causados por partículas atmosféricas e por hidrometeoros. O espalhamento produzido na faixa das ondas milimétricas pode ocasionar interferências cocanal entre sistemas fixos ou entre células de comunicações móveis vizinhas. A interferência devida ao espalhamento pela chuva ocorre quando a energia eletromagnética transmitida por uma antena é interceptada por uma célula de chuva. Isto causa espalhamento lateral do campo incidente, convertido em um sinal interferente que possivelmente será recebido por antenas de outros sistemas fixos ou de outra célula do sistema móvel. Isso afetará a relação (S/I) entre as potências dos sinais desejado e interferente no receptor. Nesta dissertação, será proposto um modelo de previsão de interferência pelo espalhamento devido à chuva baseado na Recomendação ITU-R P.452-16. Este modelo será aplicado na determinação da função distribuição cumulativa da relação (S/I) em áreas urbanas de estruturas realísticas regulares ou irregulares na faixa de ondas milimétricas. / [en] In the recent years, the demand for data transmission over the cellular network has been growing at a fast pace. This growth implies that in the next decades, the cellular network will need to provide 1000 times the existing capacity. To meet this challenge, there is an increasing interest in the development of cellular systems operating at millimeter waves. The corresponding frequency spectrum range from 30 GHz to 300 GHz. In particular, the frequency bands centered around 28 GHz, 38 GHz, 60 GHz, 70 GHz and 90 GHz look rather promising for the next generation of cellular systems, allowing the use of 1-GHz wide channels (or even wider). During the propagation of both terrestrial and satellite links in the spectrum of millimeter waves, attenuation takes place due to absorption and scattering caused by atmospheric particles and hydrometeors. Scattering induced in the range of millimeter waves can cause co-channel interference between both fixed and mobile systems as well as between neighbor cells. Interference due to scattering caused by rain occurs as the electromagnetic transmitted energy of an antenna is intercepted by a rain cell. This leads to lateral scattering and antennas of other fixed systems, mobile system cells, or user equipment may receive the resulting interference signals. This affects the S/I ratio between the powers of the desired and the interference signals at the receiver. In this dissertation, a model will be presented to predict the interference power through scattering due to rain on the basis of ITU-R P.452-16 Recommendation. This model will be applied to determine the cumulative distribution function of the S/I ratio in urban scenarios (considering both regular and irregular structures) in the range of the millimeter waves.

[pt] A partir do final dos anos 90, a utilização de estações terrenas a bordo de embarcações (ESVs) tornou-se usual. Estas estações encontram-se instaladas numa variedade de navios e em plataformas móveis que operam em todas as regiões do globo. Em geral, elas operam utilizando o segmento espacial do serviço fixo por satélite (FSS) em partes das bandas C e Ku e, muitas vezes, compartilham faixas de frequência com o Serviço Fixo Terrestre (FS). Com base em resultados dos estudos realizados no período 2000-2003, a Conferência Mundial de Radiocomunicações de 2003 (WRC 03) avaliou as condições sob as quais ESVs poderiam operar nas redes FSS sem produzir interferências inaceitáveis aos serviços de radiocomunicações operando de acordo com o Regulamento como, por exemplo, o FS. Esta avaliação resultou numa resolução que estabelece provisões técnicas e regulamentares para a operação de estações terrenas a bordo de embarcações operando em faixas das bandas C e Ku. Esta resolução impõe duas limitações à operação das ESVs: (i) sua distância à costa marítima e (ii) a densidade de e.i.r.p. transmitida na direção do horizonte. Estudos posteriores indicaram ser mais adequada a imposição de restrições que tivessem como base a densidade de fluxo de potência produzida pela ESV em receptores do FS localizados na costa, o que permitiria a operação das ESVs mesmo com distâncias à costa inferiores à distância mínima estabelecida pela resolução da WRC 03. Este fato motivou a proposição de metodologias para determinar novas distâncias mínimas à costa que permitissem a operação das ESVs sem prejuízo dos enlaces terrestres. No presente trabalho, um procedimento baseado numa destas metodologias é utilizado para determinar as distâncias mínimas de operação em relação à costa marítima brasileira. Este procedimento permite determinar as distâncias à costa brasileira em função da posição orbital do satélite utilizado e da densidade de e.i.r.p. transmitida pela ESV em direção ao satélite. / [en] Since the end of the 90s the use of Earth Stations on board Vessels (ESVs) became usual. These stations are installed in variety of ships and mobile platforms operating in all regions of the world. Generally they operate using the space segment of Fixed Satellite Service (FSS) in either the C or the Ku bands, and usually share frequencies with terrestrial Fixed Service systems (FS). Based on results of studies that were conducted in the period 2000-2003 the 2003 World Radiocommunication Conference (WRC 03) evaluated the conditions under which ESVs could operate in FSS networks without producing unacceptable interference to radiocommunications services operating under the Radio Regulations as, for example, FS systems. Based on this assessment, the WRC03 produced a resolution containing technical and operational provisions for ESVs transmitting in the C and Ku bands. This resolution imposes two constraints on the operation of the ESVs: a minimum operating distances from the low-water mark and, a maximum value for the e.i.r.p spectral density toward the horizon. Later studies have indicated that constraints based on the power flux density produced by ESV at the FS receiver located at the coastline could be more appropriate and flexible. This approach would allow for the operation of ESVs at closer distances than those established by the WRC’03 resolution. This fact has motivated studies that proposed methodologies do determine new minimum ESV distances to the coast. In the present work, a procedure based on one of these methodologies is used to determine minimal ESV operating distances to the Brazilian coast as a function of orbital position of the satellite being used and of the e.i.r.p. density transmitted by the ESV towards the satellite.

[pt] Nesta dissertação é investigada, por meio de simulações computacionais, a utilização do conceito de rádio cognitivo considerando a técnica de sensoriamento espectral aplicada às femtocélulas do sistema móvel LTE Release 10 para reduzir os problemas de interferência entre camadas (cross-tier) existentes em um cenário de coexistências das redes heterogêneas (femtocélulas e macrocélulas). Além disso, é investigada a interferência gerada por parte das femtocélulas LTE Release 10 em receptores de TV Digital operando em bandas de frequência adjacentes. Neste caso, além da simulação computacional foram realizadas medições em cenários de coexistência da femtocélula LTE e do Sistema Brasileiro de TV Digital na banda de frequência de 700 MHz. / [en] This dissertation investigates, using computer simulation, the use of spectrum sensing Cognitive Radio concept applied in femtocells of the LTE Release 10 mobile system in order to reduce the interference cross-tier problems that exists in the coexistence scenario of a heterogeneous network (femto-macrocells). Furthermore, the interference produced by LTE Release 10 femtocells in TV Digital receivers operating in adjacent frequency bands was investigated. In this case, besides the computer simulations measurements were performed in an experimental setup implementing coexistence scenarios of the LTE femtocell and the Brazilian Digital TV System at the 700 MHz frequency band.

[pt] Neste trabalho é desenvolvido um modelo matemático para descrever o comportamento estatístico da interferência produzida por redes VSAT/MFTDMA. O modelo proposto é utilizado para avaliar a interferência produzida pelos lances de subida de enlaces VSAT/MF-TDMA em enlaces de uma outra rede que utiliza um satélite vizinho. No modelo proposto, expressões analíticas foram desenvolvidas para levar em conta os efeitos de variações nas potências transmitidas, nos tamanhos das antenas e nos erros de apontamento das antenas transmissoras. As posições geográficas das estações terrenas são modeladas por processos pontuais de Poisson, bi-dimensionais. O modelo proposto é suficientemente geral para acomodar outros tipos de processos pontuais, além de situações envolvendo áreas de serviço contendo múltiplos tipos de distribuição geográfica das estações terrenas. Resultados numéricos obtidos com o modelo proposto são comparados àqueles baseados em valores reais de parâmetros (e.g. localização das estações terrenas, tamanhos de antenas e potências de transmissão) que foram fornecidos por um operador brasileiro de satélites. / [en] In this work a mathematical model to describe the statistical behavior of the interference produced by VSAT/MF-TDMA networks is developed. The model is used to assess the interference produced by the uplinks of a VSAT/MF-TDMA network into links of a network that uses a neighboring satellite. In the proposed model, analytical expressions were developed to account for the effects of the varying transmitting powers, antenna sizes, and transmitting antenna pointing errors. The earth station locations are modeled by a two dimensional Poisson point process. The model is general enough to accommodate other types of point processes and can be applied to situations involving service areas containing multiple types of earth station geographical distribution. Numerical results obtained with the proposed model are compared to those based on the actual parameters values (e.g. earth station locations, antenna sizes and transmitting powers) which were provided by a Brazilian satellite operator.

[pt] O compartilhamento de frequências entre sistemas de comunicações por satélite e sistemas terrestres tem sido objeto de estudos desde o aparecimento dos primeiros sistemas comerciais de comunicações por satélite. Esta dissertação analisa a proteção de receptores do Serviço Fixo Terrestre (FS - Fixed Service) contra a interferência agregada produzida pela transmissão de múltiplos satélites geoestacionários do Serviço Fixo por Satélite (FSS - Fixed Satellite Service) na faixa de 7 GHz. Estudos recentes, realizados no âmbito do Setor de Radicomunicações da União Internacional de Telecomunicações (ITU-R), consideraram modelos matemáticos determinísticos conservadores. Este trabalho desenvolve uma análise probabilística dessa interferência agregada, baseada em um modelo matemático no qual as densidades de fluxo de potência produzidas pelos satélites na superfície da Terra e os ganhos nos lóbulos laterais da antena receptora do FS são caracterizados como variáveis aleatórias. O modelo matemático proposto foi aplicado a alguns cenários específicos e os resultados obtidos foram comparados àqueles resultantes do cálculo determinístico. / [en] The sharing of frequencies between satellite communication systems and terrestrial systems have been studied since the appearance of the first commercial satellite comunicacacoes. This dissertation analyzes the protection of Fixed Service (FS) receivers from the aggregate interference produced by the transmissions of multiple Fixed Satellite Service (FSS) geostationary satellites in the 7 GHz band. Recent studies within the Radiocommunication Sector of the International Telecommunication Union (ITU-R) have considered conservative deterministic mathematical models. This work develops a probabilistic analysis of this aggregate interference, based on a mathematical model in which the power flux density produced by the the satellites on the Earth surface and the FS receiving antenna side-lobe gains are characterized as random variables. The proposed mathematical model was applied to some specific scenarios and the obtained results were compared to those resulted from the deterministic calculation.

[pt] Num ambiente onde diversos sistemas de comunicação compartilham uma determinada faixa de frequências, cada um dos sistemas envolvidos opera sujeito às interferências geradas pelos demais sistemas. Neste ambiente, cresce a importância de uma avaliação precisa dos efeitos de interferência. Dada a complexidade do problema, o cálculo de interferências é usualmente feito considerando-se diversas situações de pior caso e hipóteses simplificadoras. Estas situações incluem, por exemplo, a hipótese de que a degradação devida a chuvas está presente apenas no enlace vítima, não afetando os enlaces interferentes, a hipótese de que as estações terrenas envolvidas estão localizadas nos pontos mais desfavoráveis (em termos de interferência) de suas área de serviço e a consideração de um diagrama de referência para os diagramas de radiação das antenas. Estas hipóteses implicam num cálculo de interferências conservador, no qual os níveis de interferência obtidos são maiores do que os níveis reais. No presente trabalho, como alternativa à consideração de que as estações terrenas envolvidas estão localizadas nos pontos mais desfavoráveis das áreas de serviço, as posições geográficas das estações terrenas são modeladas probabilisticamente, sendo caracterizadas por vetores aleatórios. Neste caso, a razão portadora interferência resultante é também uma variável aleatória cujo comportamento estatístico é avaliado no trabalho. Resultados numéricos são obtidos para situações envolvendo sistemas multifeixes de comunicações por satélite operando na Banda Ka. Estes resultados são comparados àqueles obtidos sob a hipótese de que as estações terrenas envolvidas estão localizadas nos pontos mais desfavoráveis das áreas de serviço. Finalmente, o efeito conjunto da modelagem probabilística tanto das posições geográficas das estações terrenas quanto dos ganhos nos lóbulos laterais de suas antenas, foi avaliado. / [en] When multiple communication systems share a particular frequency band, each system operates subject to interference generated by the others. In this environment, an accurate assessment of the effects of interference is very important. Given the complexity of the problem, interference calculations is usually done considering a number of worst case conditions and simplifying assumptions. They include, for example, the hypothesis that the degradation due to rain is only present in the victim link and do not affect any of the interfering links, the hypothesis that earth stations involved are located at the most unfavorable sites (in terms of interference) within their service areas, and the use of a reference diagram for radiation antenna patterns. These hypotheses imply a conservative calculation of interference in which obtained interference levels are higher than their actual levels. In this work, as an alternative to the assumption that the earth stations are located at the most unfavorable sites of their service areas, a probabilistic model is used. In the proposed model the geographic locations of the ground stations are characterized by random vectors. As a consequence, the resulting carrier interference ratio is also a random variable and its statistical behavior is also evaluated in this work. Numerical results are obtained for particular situations involving multiple multi-beam satellite communication networks operating in the Ka band. The results are compared to those obtained under the assumption that the Earth stations are located at the most unfavorable sites of their service areas. Finally, the joint effect of modeling both, the ground station locations and their antena sidelobe gains, as random quantities was evaluated.

[pt] O compartilhamento de frequências entre sistemas de comunicações por satélite e sistemas terrestres tem sido objeto de estudos desde o aparecimento dos primeiros sistemas comerciais de comunicações por satélite. Um caso particular que tem despertado o interesse dos operadores de sistemas terrestres diz respeito à interferência produzida pelos enlaces descendentes de sistemas de satélite que utilizam orbitas elípticas altamente inclinadas (Highly Elliptical Orbit - HEO) nos receptores do Serviço Fixo Terrestre (Fixed Service - FS). Os trabalhos encontrados na literatura, envolvendo este tipo de interferência, apresentam análises que consideram a hipótese simplificadora de que todos os receptores vítima do Serviço Fixo Terrestre têm suas antenas receptoras com elevação zero graus. No presente trabalho é feita uma análise probabilística da interferência agregada produzida por satélites de múltiplos sistemas HEO sobre receptores do Serviço Fixo Terrestre na faixa de 18 GHz, na qual o ângulo de elevação da antena receptora dos sistemas FS considerados é modelado por uma variável aleatória com função densidade de probabilidade conhecida. A modelagem matemática desenvolvida é aplicada a dois cenários envolvendo múltiplos sistemas HEO interferentes. Mais especificamente, um dos cenários considera três sistemas HEO com satélites operando apenas no hemisfério norte e o outro, três sistemas HEO com satélites operando tanto no hemisfério norte quanto no sul. Os resultados obtidos são comparados àqueles que utilizam a hipótese de que as antenas receptoras de todos os sistemas FS considerados têm angulo de elevação zero. / [en] Frequency sharing between satellite systems and terrestrial fixed service (FS) systems has been object of studies since the onset of commercial satellite communication systems. A particular case of interest refers to the interference produced by the downlink of highly elliptical orbit satellite systems (HEO) into fixed service receivers. In the literature, studies involving this type of interference have presented analyzes that consider the simplifying assumption that all victim fixed service receivers have their receiving antennas with zero degree elevation angle. In this work a probabilistic analysis is used to evaluate the aggregate interference produced by the satellites of multiple highly elliptical orbit satellite systems into fixed service receivers operating in the 18 GHz frequency band. The FS receiving antenna elevation angle is modeled as a random variable with known probability density function. The proposed mathematical model is applied to two scenarios involving multiple interfering HEO systems. More specifically, the first scenario considers three interfering HEO systems having satellites that operate only in the northern hemisphere. In the second scenario, three HEO systems with satellites that operate in both the northern and southern hemisphere are considered. The obtained results are compared to those resulting from analyses that use the hypothesis that the receiving antennas of all the FS victim systems have a zero degree elevation angle.