No description available.

Ultra-wideband (UWB) communication has been the subject of extensive research in recent years due to its unique capabilities and potential applications, particularly in short-range multiple access wireless communications. However, many important aspects of UWB-based communication systems have not yet been thoroughly investigated. The propagation of UWB signals in indoor environments is the single most important issue with significant impacts on the future direction, scope, and generally the extent of the success of UWB technology. The objective of this dissertation is to obtain a more thorough and comprehensive understanding of the potentials of UWB technology by characterizing the UWB communication channels. Channel characterization refers to extracting the channel parameters from measured data. The extracted parameters are used to quantify the effect of the channel on communication UWB systems using this channel as signal transmission medium. Data are measured in different ways using a variety of time-domain and frequency-domain techniques. The experimental setups used in channel characterization effort also include pulse generators and antennas as integral parts of the channel, since the pulse shape and antenna characteristics have significant impact on channel parameters. At a fundamental level, the propagation of UWB signals, as any electromagnetic wave, is governed, among other things, by the properties of materials in the propagation medium. One of the objectives of this research is to examine propagation through walls made of typical building materials and thereby acquire ultra-wideband characterization of these materials. The loss and the dielectric constant of each material are measured over a frequency range of 1 to 15 GHz. Ten commonly used building materials are chosen for this investigation. These include, dry wall, wallboard, structure wood, glass sheet, bricks, concrete blocks, reinforced concrete (as pillar), cloth office partition, wooden door, and styrofoam slab. The work on ultra-wideband characterization of building materials resulted in an additional interesting contribution. A new formulation for evaluating the complex dielectric constant of low-loss materials, which involves solving real equations and thus requiring only one-dimensional root searching techniques, was found. The results derived from the exact complex equation and from the new formulation are in excellent agreement. Following the characterization of building materials, an indoor UWB measurement campaign is undertaken. Typical indoor scenarios, including line-of-sight (LOS), non-line-of-sight (NLOS), room-to-room, within-the-room, and hallways, are considered. Results for indoor propagation measurements are presented for local power delay profiles (local-PDP) and small-scale averaged power delay profiles (SSA-PDP). Site-specific trends and general observations are discussed. The results for pathloss exponent and time dispersion parameters are presented. The analyses results indicate the immunity of UWB signals to multipath fading. The results also clearly show that UWB signals, unlike narrowband signals, do not suffer from small scale fading, unless the receiver is too close to walls. Multipath components are further studies by employing a deconvolution technique. The application of deconvolution results in resolving multipath components with waveforms different from those of the sounding pulse. Resolving more components can improve the design of the rake receiver. The final part of this research elaborates on the nature of multiple access interference and illustrates the application of multi-user detection to improve the performance of impulse radio systems. Measured dispersion parameters and their effects on the multiple access parameters are discussed. / Ph. D.

Recently there has been a significant amount of interest in the area of wideband and ultra-wideband (UWB) signaling for use in indoor wireless systems. This interest is in part motivated by the notion that the use of large bandwidth signals makes systems less sensitive to the degrading effects of multipath propagation. By reducing the sensitivity to multipath, more robust and higher capacity systems can be realized. However, as signal bandwidth is increased, the complexity of a Rake receiver (or other receiver structure) required to capture the available power also increases. In addition, accurate channel estimation is required to realize this performance, which becomes increasingly difficult as energy is dispersed among more multipath components. In this thesis we quantify the channel response for six signal bandwidths ranging from continuous wave (CW) to 1 GHz transmission bandwidths. We present large scale and small scale fading statistics for both LOS and NLOS indoor channels based on an indoor measurement campaign conducted in Durham Hall at Virginia Tech. Using newly developed antenna positioning equipment we also quantify the spatial correlation of these signals. It is shown that the incremental performance gains due to reduced fading of large bandwidths level off as signals approach UWB bandwidths. Furthermore, we analyze the performance of Rake receivers for the different signal bandwidths and compare their performance for binary phase modulation (BPSK). It is shown that the receiver structure and performance is critical in realizing the reduced fading benefit of large signal bandwidths. We show practical channel estimation degrades performance more for larger bandwidths. We also demonstrate for a fixed finger Rake receiver there is an optimal signal bandwidth beyond which increased signal bandwidth produces degrading results. / Master of Science

[pt] Com o advento da tecnologia digital nas comunicações móveis, passa a ser de grande importância a caracterização em faixa larga do ambiente. O canal rádio móvel é descrito como um sistema linear variante no tempo e através de técnicas apropriadas determina-se a sua função de transferência. As duas técnicas de sondagem mais conhecidas são estudadas e implementadas para medir a resposta impulsiva em algumas regioões da cidade do Rio de Janeiro. Esta cidade apresenta uma grande diversidade de características urbanas, sendo, portanto, um excelente ambiente experimental para se realizar este tipo de medidas. Uma série de experimentos são realizados em três diferentes regiões da cidade do Rio de Janeiro. Os resultados destes experimentos inéditos são apresentados e comparados. Desta comparação, importantes informações sobre a caracterização em faixa larga desta região são obtidas e o desempenho das técnicas de sondagem usadas são observados. Finalmente, algumas sugestões para a continuação desta linha de trabalho são apresentadas. / [en] The wide band channel characterization has received, in last years, a great deal of attention since the deployment of mobile cellular radio systems using digital tecnology. The mobile radio channel is described as a time variant linear system and its tranfer function can be estimated using appropriated sounding tecniques. Two well-known sounding tecniques are studied an implemented to determine the impulsive response of some regions of rio de Janeiro city. This city a huge diversity of urban characteristics, so it an excellent environment to carry out this Kind of investigation. An extensive campaing of experiments was carried out in three different regions in the city of Rio de Janeiro. These experimental results are presented and compared. From this comparison, a series of important wide band characterization information are obtained and the performances of each one of the used tecniques are observed. Finaly, some suggestions for the continuation of this line of work are presented.

No description available.

[pt] Devido ao avanço e à proliferação de sistemas de comunicações wireless, como por exemplo, sistemas de Terceira Geração (3G), Wi-fi e WiMax e, também, o uso de tecnologias como o OFDM (Ortogonal Frequency Division Multiplex), as frequências de operação estão cada vez maiores, face à escassez de espectro. Nesse âmbito, é importante conhecer o comportamento do sinal rádio móvel recebido na presença do canal rádio. Considerando os fatos citados, este trabalho apresenta resultados experimentais de campanhas de medições que permitiram caracterizar o comportamento do canal de rádio-propagação em ambientes com característica suburbana e rural, a análise empírica do comportamento faixa estreita do sinal rádio móvel assim como a análise em faixa larga. As campanhas de medições foram feitas na cidade de Tanguá, BR101-Km 275, cidade do Rio de Janeiro, com um setup de Transmissão na frequência de operação de 5.765 GHz, na faixa de frequência de característica de uso livre, montado no segundo andar (Terraço) do prédio da câmara municipal da prefeitura de Tanguá, considerado um dos pontos altos da cidade. O receptor móvel foi montado dentro do laboratório móvel de telecomunicações (van de medições) com uma antena receptora sobre o teto da van. Serão apresentados, também, os métodos de medição que deverão ser adotados tanto para faixa estreita quanto para faixa larga, a fim de se conseguir dados para realizar uma análise mais completa do canal. Assim, a pesquisa estará baseada em caracterizar a cobertura dos enlaces em 5,8 GHz, obtendo a maior quantidade de informação a respeito das características do canal, incluindo as estatísticas de pequena escala e larga escala, os modelos que melhor se ajustam ao canal, e os parâmetros de dispersão. / [en] Due to the improvements and proliferation of wireless communication systems, such as Third Generation (3G), Wi-Fi, WiMax and the use of technologies like OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) the operation frequencies are increasing due the lack of available spectrum. In this context, it is important to understand the behavior of the radio signal received over the radio channel. Considering the facts mentioned above, this work presents experimental results of measurement campaigns, allowing the characterization of radio channel propagation behavior in environments with suburban and rural characteristics, the empirical analysis of narrow band mobile radio signal behavior and also the wideband analysis. The measurement campaigns were performed in the city of Tanguá, BR101, Km 275, in the state of Rio de Janeiro, with a transmission setup operating in the frequency of 5.765 GHz, in the ISM frequency range, assembled on the second floor (roof) of the town hall building of Tanguá, considered one of the tallest points in the city. The mobile receiver was setup inside the telecommunications mobile lab (a van used in the measurements) with a receiving antenna placed on the roof of the van. The measurement methods that must be adopted for both narrowband and broadband to obtain enough data to conduct a more comprehensive analysis of the channel are also presented. Thus, the research is based on characterizing the coverage of the 5.8 GHz links, obtaining as much information as possible about the characteristics of the channel, including small-scale and large-scale statistics, models that best fit the channel, and dispersion parameters.

Orientador: Michel Daoud Yacoub / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-11T01:33:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_DanielBenevidesda_D.pdf: 3159088 bytes, checksum: 3d5d46070c5516bbaa070eba5e52e8e3 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Recentemente, três novos modelos probabilísticos de canal, modelos a-u, ?-u e ?-u, foram propostos com o intuito de prover uma análise mais realística do sinal propagante. Por apresentarem um grau de liberdade a mais que os demais já existentes na literatura, um melhor ajuste a medidas de campo verificou-se com a utilização dos mesmos. Esta tese provê uma caracterização estatística para estes modelos de desvanecimento generalizados. Tal caracterização engloba tanto estatísticas de primeira como de segunda ordem. Aproximações simples e precisas para a soma de variáveis e processos aleatórios são propostas. Inúmeras métricas de desempenho em ambientes com e sem diversidade na recepção são investigadas de forma exata e aproximada. Dentre estas, podemos citar: probabilidade de outage, taxa de erro de bit, capacidade de canal, taxa de cruzamento de nível, duração média de desvanecimento, dentre outras. Além disso, mostra-se também qual das distribuições generalizadas melhor aproxima a soma de variáveis e processos Nakagami-m, uma vez que todas incluem Nakagami-m como caso especial. Finalmente, expressões exatas e aproximadas para a taxa de cruzamento de nível de canaisWeibull correlacionados e não idênticos em receptores multirramos são apresentadas / Abstract: Recently, three new channel models, a-u, ?-u and ?-u, were proposed with the aim to provide a more realistic analysis of the propagate signal. Due to they have one degree of freedom more than those already existing in the literature, a better adjust to field measurement data was attested with their use. This thesis deals with the statistical characterization of these generalized fading models. Such a characterization includes both first and second order statistics. Simple and precise approximations to the sum of random variables and processes are proposed. Several performance metrics in scenarios with and without diversity are investigated in an exact and approximate manner. Among them, we may cite: outage probability, bit error probability, channel capacity, level crossing rate, average fade duration, such others. Furthermore, it is shown what is the generalized distribution that better approximate the sum of Nakagami-m variates and processes, once that all of them include Nakagami-m as special case. Finally, exact and approximate expressions for the crossing rates of non-identical correlated Weibull channels in multibranch receivers are presented. / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Αντικείµενο της παρούσας διατριβής είναι η αξιοποίηση των γραµµών χαµηλής τάσης εντός κτιρίων για τη δηµιουργία ενός τοπικού δικτύου επικοινωνιών για µετάδοση δεδοµένων σε υψηλές ταχύτητες µε σκοπό την παροχή υπηρεσιών ευρείας ζώνης στον τελικό χρήστη. Η χρήση του δικτύου παροχής ηλεκτρικής ενέργειας ως επικοινωνιακό µέσο σε υψηλές συχνότητες εξαρτάται από την αντιµετώπιση των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών της συµπεριφοράς του, που περιλαµβάνουν επιλεκτική εξασθένηση πλάτους συναρτήσει της συχνότητας, παραµόρφωση φάσης που εξαρτάται από τα µήκη των γραµµών, ισχυρό κρουστικό θόρυβο και παρεµβολές στενής ζώνης. Οι συνθήκες µετάδοσης επηρεάζονται επίσης δυσµενώς από την εξάρτηση των παραπάνω χαρακτηριστικών από το χρόνο, η οποία οφείλεται στη µεταβολή της φόρτισης του δικτύου. Η σύγχρονη αντιµετώπιση του επικοινωνιακού µέσου στηρίζεται σε εµπειρικά µοντέλα συµπεριφοράς, που πηγάζουν από µετρητικά δεδοµένα σε πειραµατικά δίκτυα και επιχειρεί να καλύψει αξιόπιστα µε κατάλληλες τεχνικές µετάδοσης τη ‘χειρότερη’ περίπτωση σε ότι αφορά τις συνθήκες του καναλιού, χωρίς να βοηθά στην κατανόηση των παραγόντων που επηρεάζουν τη συµπεριφορά του µέσου, ώστε να είναι εφικτή και η ουσιαστική αντιµετώπισή τους. Η παρούσα εργασία ακολουθεί µια διαφορετική προσέγγιση για την αξιοποίηση του µέσου, που στοχεύει στην ουσιαστική αντιµετώπιση της χρονικά µεταβαλλόµενης συµπεριφοράς του µέσου, προτείνοντας διαδικασίες και τεχνικές που προσαρµόζουν τη µετάδοση στο υφιστάµενο επικοινωνιακό περιβάλλον. Η ανάπτυξη των διαδικασιών αυτών στηρίχθηκε σε ένα πρότυπο περιβάλλον επικοινωνιών που καλείται pDSL (powerline Digital Subscriber Lines) και προτάθηκε για να αποτελέσει το πλαίσιο, σύµφωνα µε το οποίο αναπτύχθηκαν διαδικασίες ανίχνευσης και προσαρµογής της µετάδοσης στις συνθήκες του καναλιού. Στο pDSL περιβάλλον ορίζονται επικοινωνιακά κανάλια που ισοδυναµούν µε ‘σηµείο-προς-σηµείο’ ζεύξεις µεταξύ της pDSL πύλης (κεντρική µονάδα του δικτύου και µονάδα διασύνδεσης του τοπικού δικτύου µε άλλα δίκτυα) και των pDSL επικοινωνιακών συσκευών, όπως ονοµάζονται οι ηλεκτρονικές συσκευές που απαιτούν υπηρεσίες µετάδοσης δεδοµένων υψηλών ταχυτήτων. Η ανάπτυξη των τεχνικών µετάδοσης που αντιµετωπίζουν τις συνθήκες που επικρατούν στο επικοινωνιακό µέσο στηρίζεται στο χαρακτηρισµό της συµπεριφοράς του. Πρώτο βήµα της διαδικασίας αυτής αποτελεί η σύνδεση της απόκρισης του καναλιού µετάδοσης µε τα χαρακτηριστικά του δικτύου γραµµών. Για το σκοπό αυτό, αναπτύχθηκε και παρουσιάζεται ένας αλγόριθµος ανάλυσης της πολυοδικής µετάδοσης του σήµατος στο δίκτυο των γραµµών χαµηλής τάσης, ο οποίος προσδιορίζει µε αναλυτικό τρόπο τα προϊόντα της µετάδοσης που πραγµατοποιείται µέσω πολλαπλών διαδροµών στο δίκτυοκαι συνθέτει την κρουστική και φασµατική απόκρισή του. Ο αλγόριθµος βασίζεται στην περιγραφή της τοπολογίας, των χαρακτηριστικών µετάδοσης των καλωδίων και των εµπεδήσεων των φορτίων τερµατισµού της. Η εργασία περιλαµβάνει επίσης την ανάπτυξη δύο πειραµατικών µεθοδολογιών µε τις οποίες πραγµατοποιείται η εκτίµηση των χαρακτηριστικών µετάδοσης των καλωδίων χαµηλής τάσης στις υψηλές συχνότητες και της εµπέδησης των ηλεκτρικών φορτίων που συνδέονται στα δίκτυα αυτά. Τα µεγέθη αυτά προκαλούν την εξάρτηση της συµπεριφοράς του µέσου µετάδοσης από τη συχνότητα και το χρόνο και ο προσδιορισµός τους είναι αναγκαίος για την εφαρµογή της ανάλυσης και της πρόβλεψης της συµπεριφοράς του καναλιού µε τη βοήθεια του αλγορίθµου ανάλυσης. Η αξιοπιστία των µεθόδων πιστοποιήθηκε µε τη σύγκριση της πειραµατικής και της θεωρητικής συνάρτησης µεταφοράς των καναλιών που σχηµατίζονται σε πειραµατικές τοπολογίες γραµµών χαµηλής τάσης, οι οποίες κατασκευάστηκαν για το σκοπό αυτό. Στην παρούσα εργασία, η ανάλυση της συµπεριφοράς του µέσου πλαισιώνεται µε τη σχεδίαση και την υλοποίηση ενός εξοµοιωτή πραγµατικού χρόνου του επικοινωνιακού καναλιού, ο οποίος εξοµοιώνει τη χρονικά µεταβαλλόµενη συµπεριφορά του µέσου µε βάση την τοπολογία και τη φόρτιση του. Ο εξοµοιωτής αυτός µπορεί να αποτελέσει πολύτιµο εργαλείο ελέγχου νέων τεχνικών µετάδοσης, κάτω από διαφορετικές συνθήκες επικοινωνίες. Τέλος, µε βάση το χαρακτηρισµό της συµπεριφοράς του επικοινωνιακού µέσου που προηγήθηκε επιχειρείται η ανάπτυξη διαδικασιών που αποσκοπούν στην ανίχνευση των συνθηκών που επικρατούν στο επικοινωνιακό κανάλι και στην προσαρµογή της τεχνικής µετάδοσης σε αυτές, στα πλαίσια της pDSL αρχιτεκτονικής επικοινωνιών. Για την ανίχνευση των συνθηκών µετάδοσης στις επικοινωνιακές ζεύξεις αναπτύχθηκαν δύο επιµέρους διαδικασίες: η ‘αρχική συνθηκοθέτηση’ του καναλιού, που πραγµατοποιείται κατά την αρχικοποίηση των επικοινωνιακών ζεύξεων και η ‘ενδιάµεση συνθηκοθέτηση’ που εκτελείται περιοδικά και επανεκτιµά τις συνθήκες του καναλιού κατά τη διάρκεια της µετάδοσης. Η δεύτερη διαδικασία, η οποία υπόκειται σε εξαιρετικά αυστηρούς χρονικούς περιορισµούς, πλαισιώθηκε από µια µέθοδο πρόβλεψης της συµπεριφοράς του µέσου που επιταχύνει και συµπληρώνει τη διαδικασία ‘ενδιάµεσης συνθηκοθέτησης’ και βασίζεται στη διαθέσιµη πληροφορία εκτίµησης του καναλιού και στον αλγόριθµο ανάλυσης της µετάδοσης στο κανάλι. Η προτεινόµενη διαδικασία προσαρµογής της µετάδοσης στις τρέχουσες συνθήκες που επικρατούν στο κανάλι στοχεύει στην κατάλληλη ανακατανοµή του διαθέσιµου εύρους ζώνης στις επικοινωνιακές ζεύξεις, Η διαδικασία αξιοποιεί την πληροφορία της εκτίµησης των συνθηκών στο µέσο και επιχειρεί να χαρακτηρίσει τα διαθέσιµα υπο-κανάλια ως προς την καταλληλότητα τους για µετάδοση δεδοµένων, ώστε να τα κατανείµει µε βέλτιστο τρόπο στις ζεύξεις, ανάλογα µε τις απαιτήσεις τους σε ρυθµό µετάδοσης.

This dissertation applies theories and concepts of wireless communications and signal processing to the security domain to assess the security of a Wireless secret Key Generation (WKG) system against capable eavesdroppers, who employ all the feasible tools to compromise the system’s security. The security of WKG is evaluated via real wireless measurements, where adversary knows and applies appropriate signal processing tools in ordere to predict the generated key with the communicating pair. It is shown that in a broadband stationary wireless communication channel, (e.g. commercial off-the-shelf 802.11 WLAN devices), a capable eavesdropper can recover a large portion of the secret key bits. However, in an Ultra-wideband (UWB) communication, at the same stationary environment, secret key rates of 128 bits per channel probe are achievable. / Graduate

Το πρόβλημα της μοντελοποίησης του ασύρματου διαύλου συνίσταται σε ένα ολοένα και αυξανόμενο πλήθος παραμέτρων και ιδιαίτερων χαρακτηριστικών που πρέπει να λαμβάνονται υπόψη και να ενσωματώνονται στα πλαίσια του RF σχεδιασμού (Radio-Frequency planning) ενός ασύρματου δικτύου εύρωστης παροχής υπηρεσιών. Ο χαρακτηρισμός του ασύρματου καναλιού προϋποθέτει κάτι περισσότερο από μία ντετερμινιστική εξίσωση που υπολογίζει τις απώλειες οδεύσεως ελεύθερου χώρου συναρτήσει της απόστασης πομπού-δέκτη και της συχνότητας. Ένα αξιόπιστο μοντέλο απωλειών σε μία τέτοια περίπτωση απαιτεί τον συνυπολογισμό των απωλειών λόγω των διάφορων μηχανισμών διάδοσης και εξασθένησης της Η/Μ ακτινοβολίας, συμπεριλαμβανομένων των απωλειών λόγω εμποδίων, αλλά και των φαινομένων σκίασης λόγω ανθρώπινης παρεμβολής. Η σημασία της συμβολής της διατριβής έγκειται στην συγκριτική αντιπαραβολή των βασικότερων μοντέλων απωλειών οδεύσεως και στην αριθμητική διόρθωση και επαναξιολόγηση του μοντέλου της ITU για ένα σύνολο τοπολογιών σύνθετης ράδιο-διάδοσης. Οι προτεινόμενες μας αλλαγές στο μοντέλο ITU αύξησαν σημαντικά την αξιοπιστία του όχι μόνο σε σχέση με την αρχική του απόδοση αλλά και συγκριτικά με τα υπόλοιπα μοντέλα. Επιπρόσθετα, υπολογίσαμε αναλυτικά για κάθε τοπολογία την εξασθένηση ανά απόσταση και προβήκαμε στην μοντελοποίηση της γεωγραφικής διασποράς της εξασθένησης ανά απόσταση με τρόπο που μπορεί να αποτελέσει το θεμέλιο ενός προγνωστικού εργαλείου για την παράμετρο αυτή. Επίσης, εξετάσαμε τις διαλείψεις μεγάλης κλίμακας και καταλήξαμε σε μία καινοτόμο μέθοδο για τον υπολογισμό του βάθους σκίασης απευθείας από τα εμπόδια της εκάστοτε τοπολογίας. Η μέθοδος αυτή προτάθηκε και ελέγχθηκε για την ακρίβειά της στα 2.4 GHz, αλλά μπορεί να εφαρμοστεί για κάθε συχνότητα ενδιαφέροντος εφόσον ακολουθηθούν οι διαδικασίες καταμέτρησης των απωλειών σκίασης των εμποδίων κάθε τύπου και πλήθους. Με τη μέθοδο αυτή μπορεί να υπολογιστεί και η εξασθένηση ανά απόσταση μέσω του βάθους σκίασης, συνεπώς είναι εφικτός ο χαρακτηρισμός της εξασθένησης εντός της τοπολογίας χωρίς την αναγκαιότητα πραγματοποίησης εκτεταμένων μετρήσεων. Επιπρόσθετα, εξετάσαμε πώς διαφορετικοί μηχανισμοί ράδιο-διάδοσης οδηγούν σε διαφορετική γεωγραφική διασπορά των τοπικών τιμών της λαμβανόμενης ισχύος. Τέλος, παρουσιάστηκε η λύση της Ασφάλειας Φυσικού Επιπέδου (Wireless Information-Theoretic Security, WITS) με διερεύνηση της επίδρασης των ρεαλιστικών απωλειών οδεύσεων ενός ασύρματου διαύλου με εμπόδια και διαλείψεις στα όρια των τιμών των παραμέτρων, ενώ επίσης εξετάστηκε για πρώτη φορά σε κλειστή μορφή η Αποκοπή Χωρητικότητας Ασφαλείας (Outage Secrecy Capacity). Μελετήσαμε την επίδραση της κινητικότητας των χρηστών στην αξιοπιστία της μεθόδου σε επίπεδο προσομοιώσεων αλλά και με πειραματικές μετρήσεις, αξιολογώντας ποσοτικά και ποιοτικά την επίδρασή τους στα όρια τιμών των παραμέτρων υπό την παρουσία ενός ωτακουστή, και εν συνεχεία σε καθεστώς πολλαπλών ωτακουστών, θεωρώντας μέθοδο συνεργασίας ωτακουστών SC και MRC. / Wireless Channel Modeling consists of an even more increasing number of factors and parameters that need to be accounted for, in the context of RF planning. Wireless Channel Characterization requires more than a deterministic formula for calculating free space path loss in relation to frequency and distance. A reliable path loss model needs to incorporate in its formula the various propagation mechanisms that influence signal attenuation, including losses due to obstacles and human body shadowing. The importance of our contribution lies in the comparative evaluation and validation of the most fundamental RF path loss models and in the numerical adjustment and re-evaluation of the ITU path loss model for a number of different complex propagation topologies. Our suggested correction to the ITU model has significantly increased its prediction precision compared not only to the initial ITU model but also to all other path loss models in question. In addition, we have calculated the attenuation over distance and modeled the distribution of the local mean values versus distance throughout each topology, in a way that can serve as the foundation of a prediction method for this parameter. The large-scale fading of the received signal has also been characterized and a new empirical method for the calculation of the shadow depth has been introduced. This method has been validated for the 2.4 GHz frequency, but it can be applied to any frequency of interest as long as the respective obstacle-caused losses are measured. Extending this method can be applied in order to calculate the attenuation over distance as a function of shadow depth, therefore allowing us to predict this parameter without extensive measurements. The impact of different propagation mechanisms on the variation of distribution of local mean values of received signal power throughout the topology has also been studied. Finally, the concept of Wireless Information-Theoretic Security (WITS) was discussed, by investigating the impact of channel-dependent variation of path loss on the boundaries of secure communications as defined by WITS parameters, whereas a closed-form expression for Outage Secrecy Capacity was introduced. The impact of user mobility on the range of these parameters was investigated in terms of simulations and experimental measurements, in the presence of a single eavesdropper and also for a multiple eavesdroppers scenario, assuming SC and MRC schemes.