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Principios de Propagación Mg (C) Christian Vega Caicedo Electiva II - Diseño de Redes Inalámbricas

prinsipios de propagacion

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  • Principios de PropagacinMg (C) Christian Vega CaicedoElectiva II - Diseo de Redes Inalmbricas

  • Principios de Propagacin

    E campo elctrico*

  • En la interfaz radio (canal radioelctrico) , se producen efectos no deseables (perturbaciones) que afectan la calidad de funcionamiento del sistema de comunicaciones.Perturbaciones ms importantes:Ruido (externo e interno)Desvanecimiento (obstculos y multitrayectoria).interferencia (cocanal y canal adyacente).

    Principios de Propagacin

    Se debe contrarrestar las perturbaciones.Ruido afecta la recepcin.Desvanecimientos son producidos por la presencia de obstaculos y la existencia de mltiples trayectos de propagacin. Interferencia*

  • Calidad: SINAD

    SINAD = (S + N + D) / (N+D)Calidad: BER.Calidad: C/N y C/I. Valor umbral C/I=Relacin de proteccin (Rp).

    Principios de Propagacin

    (C/I)c, (C/I)a*

  • Unidades LogartmicasDecibel (dB)

    Decibel referido a un mw (dBm)

    Decibel para unidades de voltaje

  • Conversin a valores lineales

  • NiveldBuVdBWdBVdBAdBuA

  • Caracterizacin de la antena transmisora.Antena IsotrpicaGanancia Isotrpica

    Potencia isotrpica efectiva radiada.

    Principios de Propagacin

    Gain as a parameter measures the directionality of a given antenna. An antenna with a low gain emits radiation with about the same power in all directions, whereas a high-gain antenna will preferentially radiate in particular directions. Specifically, the Gain, Directive gain or Power gain of an antenna is defined as the ratio of the intensity (power per unit surface) radiated by the antenna in a given direction at an arbitrary distance divided by the intensity radiated at the same distance by a hypothetical isotropic antenna.

    0dBd=2,15dBi.*

  • Principios de PropagacinCampo elctrico producido por la antena

  • Antena dipolo

    Potencia radiada aparente

    Principios de Propagacin

    El dipolo de /2 tiene una ganancia istropa de 2,15 dB (1.64 veces).*

  • Principios de PropagacinCampo elctrico producido

  • Caracterizacin de la antena receptora.

    Densidad de flujo de potencia onda incidente.

    Aeff Area efectiva de antena.e: valor eficaz o efectivo del campo incidente.gr: ganancia istropa de la antena receptora. Principios de Propagacin

    *

  • Caracterizacin de la antena receptora (4).

    Principios de Propagacin

    *

  • Principios de Propagacin

    pire

    d

    Pr inversamente proporcional a la frecuencia al cuadrado y distancia la cuadrado.*

  • Perdidas en espacio libre y prdida bsica de propagacin.

    Principios de Propagacin

    Eo es el campo que producira el transmisor en condiciones de espacio libre.E es el campo para el medio en cuestin.*

  • Principios de Propagacin

    *

  • Presupuesto del enlaceDonde: M(dB) = Margen de Operacin del sistemaPTx (dBm) = Potencia de trasmisinPctx (dB)= Prdidas en el cable trasmisorGTx (dBi)= Ganancia de la antena trasmisoraFSL (dB) = Prdidas en espacio libreGRx (dBi)= Ganancia en la antena receptoraPcrx (dB) = Prdidas en el cable del receptor.S (dB) = Sensibilidad o umbral de recepcin.

  • Modelo Energtico

    Principios de Propagacin

    Balance de perdidas y ganancias de potencias.Equipo transmisor (TX)Circuito de acople de antena: Combinadores, duplexores, alimentadores, etc. Circuito de antena que representa sus perdidasAntena idealElementos 3 y 4 constituyen la antena real.Antena istropa de transmisin (IT)Antena istropa de recepcin (IR)Antena idealCircuito de antena que representa sus perdidasCircuito de acople al receptor: alimentador, duplexor, multiacoplador de antena, etc. Equipo receptor (RX)Elementos (7) y (8) constituyen la antena real de recepcin.

    Pet: potencia entregada por el transmisor (dBm) al circuito de acople.Pt: potencia entregada a la antena.PIRE: potencia istropa radiada equivalente.Pr: Potencia disponible en bornes de la antena de radiacin.Pdr: Potencia disponible a la entrada del receptor.

    Se considera en todo el modelo que existe adaptacin de impedancias entre los diferentes bloques o interfaces. *

  • Modelo Energtico

    Principios de Propagacin

    Lcom: perdida combinadorLdup: perdida duplexor.Lcon: perdida en conectores.af: perdida unitaria (dB/m) en el cable de alimentacin de la antena.lf: longitud del cable (m).

    N: desempeo o rendimiento de la antena (%)G Ganancia de potenciaG Ganancia directivaEn general se desprecian las perdidas en los circuitos de antena G=G*

  • Balance de un enlace radioelctrico (RLB)

    Principios de Propagacin

    Lb: perdida bsica de propagacin. *

  • Estudio y evaluacin de la interferencia

    Principios de Propagacin

    ED: enlace deseadoEI: enlace interferenteC/I. Calidad del enlace.Interfaz A.*

  • Estudio y evaluacin de la interferencia

    Zona de cobertura protegida de un transmisor Principios de Propagacin

    Transmisor interferente j-esimo en la direccin del receptor interferido.Las ganancias debern evaluarse para cada uno de los trayectos. Depende del patrn de radiacin.La relacin debe calcularse para las fuentes de interferencia co-canal y de canales adyacentes.La relacin C/I debe superar un valor umbral denominado relacin de proteccin Rp.*

  • Variabilidad de la PropagacinCaractersticas de la zona de cobertura.Movilidad de los terminales.Potencia transmitida fija Potencia recibida es una variable aleatoria. Variaciones del nivel de seal con la posicin y el tiempo.

    Principios de Propagacin

    K depende del tipo de terreno, frecuencia y altura de las antenas.n es funcin del medio de propagacin y de la altura de la antena de referencia.K se puede determinar midiendo la perdida bsica a una distancia unitaria de referencia.*

  • Perdida bsica de propagacin f(distancia). Modelo de pendiente nica.

    Principios de Propagacin

    *

  • Variabilidad de la Propagacin

    Principios de Propagacin

    EntornoFactor de exponente nEspacio libre2Urbano2.7-3.5Urbano con grandes edificios3-5Interior de edificios1.6-1.8Interior de edifcios con sombras2-3Entorno suburbano2-3Zonas industriales2.2

    *

  • Principios de Propagacin

    *

  • Modelos de Propagacin y mtodos de prediccin.Importante para efectos de planificacin y diseo de sistemas de radiocomunicaciones.

    Principios de Propagacin

    *

  • Variabilidad del medio de propagacinEl canal de radio es cambiante y no siempre predecible.Observaciones (de 1 a 15 aos) permiten modelar y estimar sus variaciones a efectos de predecir la propagacin de ondas de radio. el clima (presin, vapor de agua, Intensidad de las lluvias y la presencia o ausencia de nubes), la regin (Tropical, ecuatorial) y las estaciones (determina el ndice refractivo, y la atenuacin).

    Principios de Propagacin (21)

    *

  • Principios de Propagacin (25)

    Tpicos receptores:SNR= 18 dBNr=-120dBmAntenas Dipolo /2= 1.5 dB

    Suponiendo f=1GHzd=1Km

    *

  • Pt(dB)> -13 dBm = 0.05mW.Vida real???Las perdidas deben incluir, perdidas por penetracin en edificios y obstculos. L=Lo+ Perdidas en Edificios Ciudad ((20-30)dB) Prdidas en interiores ((20-30)dB).Factor de 100 a 10000.05mW -> 5mW -> 50mWInterior (20dB) -> 0.5W -> 5W

    Principios de Propagacin (26)

    *

  • ESPACIO LIBREMEDIO HOSTIL

    *

  • Principios de Propagacin (27)

    There are three types of RF (radio frequency) propagation:Ground WaveIonosphericLine of Sight (LOS)*

  • ZONA DE FRESNELEs una zona de despeje adicional, adems de la lnea de vista entre las dos antenas. Este factor deriva de la teora de ondas electromagnticas, respecto a la expansin de las mismas al viajar en el espacio libre. Esta expansin resulta en reflexiones y cambios de fase al pasar por los obstculos, que pueden alterar la potencia de la seal. La primera zona de Fresnel contribuye a la propagacin de la onda, por lo que es deseable que al menos el 60% de esta est libre de obstculos

  • ZONA DE FRESNELRadio de la zona de Fresnel en un punto: Donde: Rn = radio la n-esima zona de Fresneld1 = distancia del trasmisor al objeto (Km)d2 = distancia del receptor al objeto (Km)d = distancia total del enlace (Km)f = frecuencia de operacin (Mhz)

  • Principios de Propagacin (50)

    *

  • Evolucin de los modelos de prediccin de la perdida bsica de propagacin. ClsicosCurvas del CCIR (60s), reas rurales y grandes zonas de cobertura sin reutilizacin de frecuencias. Abacos de Bullington. Los Modelos EmpricosOkumura, Lee, Egli, Longley-Rice, Hata, Cost 231(Walfisch, Ikegami).Los Modelos Determinsticos, Los Modelos Semideterminsticos.Durkin.Entornos Microcelulares(GTD, Teora Geomtrica de la Difraccin)Modelos bidimensionales y tridimensionales.

    Okumura. Tiene en cuenta ondulaciones del terreno, la presencia de obstaculos aislados, y correcciones para medios urbanos.Allsebrook, parsons. Walfisch-bertoni. Facilidades con DTM (Digital Terrain Maps)*

  • Mtodos Empricos de Prediccin de PropagacinIntroduccin.Los mtodos empricos proporcionan una estimacin rpida de la perdida bsica de propagacin o de la intensidad de campo.Utilizacin sencilla y rpida, pero su exactitud no es muy buena. El error cuadrtico medio del error entre el valor estimado por uno de estos mtodos y el valor medido puede ser del orden de 10 a 14 dB.

    Los mtodos anteriores requieren el conocimiento orogrfico entre el TX y el RX y se utiliza para sistemas punto a punto.12 radiales.*

  • Modelo ITU-R.Est basado en el Modelo de Bullington, predice la intensidad de campo E en funcin de la rugosidad de terreno, la frecuencia de operacin, la altura de antenas, pero es muy restringido en rango de frecuencias.

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin

    ITU-R 529*

  • Mtodo de LeeSe basa en el modelo de tierra plana y mediciones experimentales (EE UU). Grficas nivel de potencia (dBm). Entornos suburbanos y urbanos (tres ciudades tpicas). Frecuencia (850 MHz).

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(4)

    *

  • Mtodo de Lee Parmetros de referencia.

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin

    Altura de la antena de transmisin ht=100pies (30,5m)Altura de la antena de recepcinhr=10pies (3m)Potencia de transmisinPt=10W(40dBm)Ganancia de antena de transmisin Gtd=4(6dBd)Ganancia de antena de recepcin Grd=1(0dBd)Frecuenciaf=900 MHz

    *

  • Mtodo de Lee (3)Factores de correccin (otras condiciones).

    Factor global de correccin.

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(6)

    *

  • Mtodo de Lee (4)Zona suburbana

    Zona urbana (Filadelfia)

    Zona urbana (Newark)

    Zona urbana (Tokyo)

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(7)

    *

  • Mtodo de Lee (5)El exponente n del termino de frecuencia, vara segn el entorno y la frecuencia, as:n=2 para f450MHz y zona urbana.

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(8)

    *

  • Mtodo de Okumura-HataMedidas de campo en Tokio (Japn).Okumura obtuvo unas curvas estndar de propagacin.Valores de intensidad de campo Medios urbanos.Diferentes alturas efectivas de antena en BS.Banda: 150, 450 y 900 MHz. PRA=1KW.Altura de antena de recepcin:1.5m.

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(9)

    *

  • Mtodo de Okumura-Hata(2)CorreccionesEfectos de ondulacin (h).Pendiente y heterogeneidad del terreno (trayectos mixtos tierra mar).Presencia de obstculos significativos.Altura de antena receptora.Potencia radiada aparente.Orientacin de calles y densidad de edificacin.

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(10)

    *

  • Mtodo de Okumura-Hata(3)Hata realiz las expresiones numricas.Perdida bsica de propagacin, Lb, para medios urbanos, suburbanos y rurales. La formula de Hata, Lb en entorno urbano y referencia para los otros entornos de propagacin:

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(11)

    69,55+26,26log(900)-13,82log(30)-0+(44,9-6,55log(30))*log 2*

  • Mtodo de Okumura-Hata(4)Donde:f: frecuencia (MHz), 150MHz
  • Mtodo de Okumura-Hata(5)Nivel medio del terreno:

    Altura efectiva de la antena:

    En medios urbanos (ciudades) con poco desnivel ht=h0.

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(13)Donde:xi abscisas del perfil (distancias).ci las cotas respectivas.xk=d1xh=d2Donde:h0 altura sobre el suelo.c0 cota del terreno en el pie del mstil de la antena.

    *

  • Mtodo de Okumura-Hata(6)a(hm), correccin que depende de la altura de la antena del mvil.a(hm) =0 para hm=1,5mPara otras alturas depende del tipo de ciudad.Ciudad media-pequea

    El error cometido con esta aproximacin, aumenta con la frecuencia y es igual a 1dB aproximadamente para 1500MHz. El error mayor se produce para alturas de 4m a 5m

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(14)

    *

  • Mtodo de Okumura-Hata(7)Ciudad grande

    El error es mximo para frecuencias bajas y alturas superiores a 5m donde puede llegar a valer 1dB.

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(15)

    *

  • Mtodo de Okumura-Hata(8)Si receptor en zona suburbana, caracterizada por edificaciones de baja altura y calles relativamente anchas, la atenuacin es:

    Si el receptor se encuentra en una zona rural, abierta, sin obstrucciones en su entorno inmediato, se tiene:

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(16)

    *

  • Mtodo de Okumura-Hata(9)La formula de Hata no tiene en cuenta la influencia de la ondulacin del terreno, ni los efectos derivados del grado de urbanizacin. La formula original de Hata solo es valida para f
  • Mtodo de Okumura-Hata(10)

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(18)

    *

  • Mtodo de Okumura-Hata(11)

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(19)

    *

  • Mtodo de Okumura-Hata(12)COST 231-Hata

    Cm=0dB. Ciudad de tipo medio y reas suburbanas con densidad de rbol moderada.Cm=3dB. Grandes centros metropolitanos.1500MHz

  • Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(21)

    *

  • Mtodo de Ikegami.Modelo para el calculo de la potencia media en zona urbana.Modelo basado en teora de rayos y ptica geomtrica.Estructura ideal de la ciudad, alturas uniformes de los edificios, tiene en cuenta orientacin de las calles y altura de la estacin mvil.Rayos principales y secundarios. (multitrayecto).Altura de la antena transmisora es alta (solo influyen edificios cercanos) .

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(20)

    *

  • Mtodo de Ikegami (2).Componentes dominantes las que solo han tenido una difraccin y una sola reflexin

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(21)

    *

  • Mtodo de Ikegami.(3)Suposiciones:El tejado del edificio que produce difraccin tiene visibilidad directa con la antena transmisora.Se desprecia la posible reflexin en el suelo.

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(22)

    *

  • Metodo Ikegami (4)

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(23)

    *

  • Metodo Ikegami (5)Donde:E1 y E2. campos debidos a la onda difractada y reflejada, respectivamente.H. Altura del edificio en el que se produce difraccin.hr. Altura de la antena receptora.W. Ancho de la calle donde esta situado el receptor.w. Distancia desde el receptor al edificio donde se produce la difraccin. . Angulo formado por el rayo incidente y la direccin de la calle.d. Distancia.lr. Parmetro que depende del coeficiente de reflexin en la fachada de los edificios. Valores tpicos 2 (VHF) y 3,2 (UHF).

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(24)

    *

  • Metodo Ikegami (6)Si e0 representa la intensidad de campo en condiciones de espacio libre , el valor medio de intensidad de campo es:

    En general, el valor de intensidad media vara muy poco segn el ancho de la calle. Entonces:

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(25)

    *

  • Metodo Ikegami (6)En forma logartmica.

    Aplicando:

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(25)Donde:H, hr. y W estn en metros. f en MHz.E en dBu.

    *

  • Metodo Ikegami (7)

    El modelo Ikegami, proporciona en general buenos resultados de prediccin cuando la altura de la antena de transmisin es grande. Solo influyen los edificios cercanos al mvil.

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(26)

    *

  • Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(27)

    *

  • Mtodo de Walfish-BertoniTiene en cuenta la influencia del conjunto de edificios (No Ikegami).Supone reas con distribucin uniforme de edificios altos, con bordes angulares y en filas casi paralelas .Altura de antena transmisora no muy elevada, por encima de edificios prximos.los edificios separados una distancia mucho menor a su altura .

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(28)

    *

  • Mtodo de Walfish-Bertoni (2)El mvil no tiene lnea de vista con el transmisor.Anlisis de la reflexin, dispersin y difraccin de la onda.Frecuencias 300 MHz a 3 GHz.Separacin entre BS - MS de 200 m a 5 Km.Las prdidas de propagacin incluyen: prdidas de espacio libre, prdidas por propagacin sobre edificios y prdidas por difraccin final (sobre la ltima azotea).

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(29)

    *

  • Mtodo de Walfish-Bertoni (3)

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(30)

    El modelo tiene en cuenta que las ondas principales que desde la antena de transmisin T llegan al punto P en el tejado del edificio prximo al mvil experimentarn una perdida por difraccin debido a la proximidad entre el rayo TP y los edificios existentes entre T y P. El conjunto de estos edificios se modela como pantallas difractoras separadas entre s una distancia constante igual a b (separacin media entre edificios) . Desde P los rayos principales que alcanzan el reflector son el PR, difractado en P, y el PQR difractado en P y reflejado en Q.*

  • Mtodo de Walfish-Bertoni (4)Parmetros que caracterizan el entorno urbano:Altura de la antena de transmisin sobre los edificios prximos, H.Altura media de los edificios, hR.Altura de la antena mvil, hm.Separacin entre edificios b.Distancia, d.Las perdidas bsicas de propagacin

    El ltimo termino tiene en cuenta la curvatura de la tierra.

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(31)

    *

  • Mtodo de Walfish-Bertoni (5)La influencia de los edificios esta incluida en el termino A(dB):

    La prdida total se obtendr sumando a las prdidas propuestas por el modelo y las perdidas de espacio libre.

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(32)

    *

  • Mtodo COST-231Combinacin modelos Walfish e Ikegami.Aplicable a entornos:Celdas grandes y pequeas. Antenas BS por encima de los tejados de edificios.Geometra similar al Walfish-Bertoni.Incluye ancho de la calle (W) y el ngulo de la calle con la direccin de propagacin () (Modelo Ikegami).Microceldas. Antenas BS por debajo de los tejados de edificios. Gua de onda

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(33)

    Celdas grandes. Difraccin y dispersin en los tejados.Microceldas. Difraccin y dispersin en los edificios*

  • Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(34)Mtodo COST-231(2)

    *

  • Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(34)Mtodo COST-231(3)

    *

  • Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(35)Mtodo COST-231(4)

    *

  • Mtodo COST-231 (2)

    Donde:L0=perdida de espacio libre.Lrts=Perdidas por difraccin y dispersin del tejado a la calle Lrts.

    Lori= perdidas debidas a la orientacin de la calle.

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(33)

    *

  • Mtodo COST-231 (3)

    Si Lrts

  • Mtodo COST-231 (4)Ka y Kd pueden ser obtenidas a partir de:

    Ka representa el incremento de prdidas de propagacin en el caso de que las antenas de la estacin base estn por debajo de los tejados de los edificios adyacentes

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(35)

    *

  • Mtodo COST-231 (5)Kf Ciudades de tamao medio y centros suburbanos con densidad moderada de vegetacin.

    Grandes centros metropolitanos.

    Kd y Kf ajustan la dependencia de la difraccin en funcin de la distancia y la frecuencia.

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(36)

    *

  • Mtodo COST-231 (6)Si los datos de edificios y calles son desconocidos.Altura de los edificios hR=3*nmero de pisos.Separacin entre edificios b=20-50m.Anchura de la calle W=b/2.Orientacin de la calle con respecto al rayo directo de propagacin =90. El modelo ha sido validado para frecuencias en 900MHz y 1800 MHz y distancias desde 10m a 3Km.La exactitud en la prediccin es aceptable cuando hB>hR.

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(37)

    Ejercicio. F=900MHz hB=30m hR=20m hm=1,5m d=1,5Km phi=37 W=20m b=40m*

  • Mtodo COST-231 (6)Si hB
  • Mtodo de Sakagami-Kuboi (SK)Desarrollado en Japn.Aplicacin para entornos urbanos.Requiere informacin muy detallada del entorno mvil.Frecuencias entre 900MHz y 1800MHz.

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(38)

    *

  • Mtodo de Sakagami-Kuboi (2)

    Donde:W: ancho de la calle donde encuentra el mvil (5 a 50m). : ngulo entre la direccin mvil-base y el eje de la calle (0-90)Hs: altura de los edificios prximos al mvil (5-80m).: altura media de los edificios alrededor del punto de recepcin (5-50m).Hb: altura de la antena de estacin base respecto del punto de recepcin (20-100m).Hb0: altura de la antena de estacin base sobre el suelo (m).H: altura media de los edificios alrededor de la estacin base (H

  • Modelo Longley-RiceModela obstculos lejanos como filo de cuchillo y los cercanos como cilindros.Tiene en cuenta: Rugosidad del terreno h.Frecuencia de operacin de 20 MHz a 40 GHz.altura de antenas de 0.5 a 3000 m, Distancia de separacin entre ellas de 1 a 2000 Km. Es muy til para sistemas de radiocomunicaciones mviles y de difusin. Lo nico que lo hace poco accesible por cualquier usuario es que requiere de fuentes confiables de informacin de mapas digitalizados con aceptable resolucin.

    Mtodos Empricos de Prediccin de Propagacin(40)

    The LongleyRice (LR) radio propagation model is a method for predicting median path loss for a telecommunication link in the frequency range of 20 MHz to 20 GHz.LR is also known as irregular terrain model (ITM). It was created for the needs of frequency planning in TV broadcasting in USA in 1960s and was extensively used for preparing the tables of channel allocations for VHF/UHF public broadcasting in USA. LR has two parts: a model for predictions over an area and a model for point-to-point link predictions.

    The ITS model of radio propagation for frequencies between 20 MHz and 20 GHz (the Longley-Rice model) (named for Anita Longley & Phil Rice, 1968) is a general purpose model that can be applied to a large variety of engineering problems. The model, which is based on electromagnetic theory and on statistical analyses of both terrain features and radio measurements, predicts the median attenuation of a radio signal as a function of distance and the variability of the signal in time and in space.

    *

  • Modelo DurkinConsidera tres condiciones de trayecto posibles: con Lnea de vista, con Lnea de vista parcial (zona Fresnel obstruida), y sin lnea de vista. Necesita datos geogrficos del terreno. Si las obstrucciones son varias las reduce a una por el mtodo de Bullington.

    Mtodos Semi-Empricos de Prediccin de Propagacin

    *

  • Mtodos de Prediccin de Propagacin

    *

  • Mtodos de Prediccin de Propagacin (2)

    *

  • Mtodos de Prediccin de Propagacin (3)

    *

  • Mtodos de Prediccin de Propagacin (4)

    *

  • Mtodos de Prediccin de Propagacin (4)

    *

  • Mtodos de Prediccin de Propagacin (5)

    *

  • Mtodos de Prediccin de Propagacin (6)

    *

  • Mtodos de Prediccin de Propagacin (7)Prediccin en macroceldas a 450MHz.

    *

  • Mtodos de Prediccin de Propagacin (7)Prediccin en Munich

    *

  • Modelos MicrocelularesCobertura reducidaRequieren condicin de lnea de vista entre Tx y Rx. Los fenmenos importantes a tener en cuenta son:la reflexin en el suelo, sobre los edificios u otros obstculos.Sobre los obstculos cercanos al mvil es muy probable la difraccindependiendo de la frecuencia puede presentarse dispersin.En este entorno se utilizan modelos tridimensionalesIncluyen parmetros adicionales, modelos digitales.Los modelos tridimensionales:Tcnica de trazado de rayos (Ray Tracing)Su precisin se basa en el nmero de componentes o rayos que se consideren.Asumen que la altura de la antena transmisora est por encima de los edificios.

    Mtodos de Prediccin de Propagacin (8)

    *

  • Mtodos de Prediccin de Propagacin (9)

    *

  • Mtodos de Prediccin de Propagacin (10)

    *

  • Mtodos de Prediccin de Propagacin (11)Modelos Picocelulares.Su cobertura es ms restringida.Por condiciones de propagacin y frecuencia de operacin normalmente requieren condicin de lnea de vista.se dividen en dos tipos: con lnea de vista y obstruido. Se consideran para propagacin en interiores de edificios, oficinas, industria o centros comerciales. Su modelado hace consideraciones de absorcin en funcin del tipo de material de construcciones.

    *

  • Mtodos de Prediccin de Propagacin (12)Modelos Picocelulares(2)La tcnica ms conocida Ray Tracing, que analiza individualmente cada rayo lanzado desde el Tx. Prdidas por divisin en el mismo piso, (Hard partitions y Soft partitions) para todo tipo de material presente se tiene tabuladas las prdidas que producen sobre la seal. Prdidas entre pisos, segn el tipo de material separador entre pisos y sus dimensiones (tablas de atenuacin disponibles (13 a 34 dB tpicos)), con respecto a otros edificios se tiene en cuenta la posicin de las ventanas, sus dimensiones y el nmero de ellas, y Prdidas ocasionadas por el movimiento de objetos o de las personas.

    *

  • Mtodos de Prediccin de Propagacin (13)Modelos Picocelulares(3)Modelos empricos.Modelos deterministico.El Modelo probabilstico/estadstico.

    *

  • Mtodos de Prediccin de Propagacin (14)Modelos Picocelulares(4)

    *

  • Mtodos de Prediccin de Propagacin (15)Modelos Picocelulares(5)

    *

  • Referenciashttp://en.wikipedia.org/wiki/Radio_propagationhttp://en.wikipedia.org/wiki/Fresnel_zonehttp://en.wikipedia.org/wiki/Radio_propagation_model

    *

  • Preguntas ?**

    E campo elctrico*Se debe contrarrestar las perturbaciones.Ruido afecta la recepcin.Desvanecimientos son producidos por la presencia de obstaculos y la existencia de mltiples trayectos de propagacin. Interferencia*(C/I)c, (C/I)a*Gain as a parameter measures the directionality of a given antenna. An antenna with a low gain emits radiation with about the same power in all directions, whereas a high-gain antenna will preferentially radiate in particular directions. Specifically, the Gain, Directive gain or Power gain of an antenna is defined as the ratio of the intensity (power per unit surface) radiated by the antenna in a given direction at an arbitrary distance divided by the intensity radiated at the same distance by a hypothetical isotropic antenna.

    0dBd=2,15dBi.*El dipolo de /2 tiene una ganancia istropa de 2,15 dB (1.64 veces).*

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    *Pr inversamente proporcional a la frecuencia al cuadrado y distancia la cuadrado.*Eo es el campo que producira el transmisor en condiciones de espacio libre.E es el campo para el medio en cuestin.*

    *Balance de perdidas y ganancias de potencias.Equipo transmisor (TX)Circuito de acople de antena: Combinadores, duplexores, alimentadores, etc. Circuito de antena que representa sus perdidasAntena idealElementos 3 y 4 constituyen la antena real.Antena istropa de transmisin (IT)Antena istropa de recepcin (IR)Antena idealCircuito de antena que representa sus perdidasCircuito de acople al receptor: alimentador, duplexor, multiacoplador de antena, etc. Equipo receptor (RX)Elementos (7) y (8) constituyen la antena real de recepcin.

    Pet: potencia entregada por el transmisor (dBm) al circuito de acople.Pt: potencia entregada a la antena.PIRE: potencia istropa radiada equivalente.Pr: Potencia disponible en bornes de la antena de radiacin.Pdr: Potencia disponible a la entrada del receptor.

    Se considera en todo el modelo que existe adaptacin de impedancias entre los diferentes bloques o interfaces. *Lcom: perdida combinadorLdup: perdida duplexor.Lcon: perdida en conectores.af: perdida unitaria (dB/m) en el cable de alimentacin de la antena.lf: longitud del cable (m).

    N: desempeo o rendimiento de la antena (%)G Ganancia de potenciaG Ganancia directivaEn general se desprecian las perdidas en los circuitos de antena G=G*Lb: perdida bsica de propagacin. *ED: enlace deseadoEI: enlace interferenteC/I. Calidad del enlace.Interfaz A.*Transmisor interferente j-esimo en la direccin del receptor interferido.Las ganancias debern evaluarse para cada uno de los trayectos. Depende del patrn de radiacin.La relacin debe calcularse para las fuentes de interferencia co-canal y de canales adyacentes.La relacin C/I debe superar un valor umbral denominado relacin de proteccin Rp.*K depende del tipo de terreno, frecuencia y altura de las antenas.n es funcin del medio de propagacin y de la altura de la antena de referencia.K se puede determinar midiendo la perdida bsica a una distancia unitaria de referencia.*

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    *There are three types of RF (radio frequency) propagation:Ground WaveIonosphericLine of Sight (LOS)*

    *Okumura. Tiene en cuenta ondulaciones del terreno, la presencia de obstaculos aislados, y correcciones para medios urbanos.Allsebrook, parsons. Walfisch-bertoni. Facilidades con DTM (Digital Terrain Maps)*Los mtodos anteriores requieren el conocimiento orogrfico entre el TX y el RX y se utiliza para sistemas punto a punto.12 radiales.*ITU-R 529*

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    *69,55+26,26log(900)-13,82log(30)-0+(44,9-6,55log(30))*log 2*

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    *El modelo tiene en cuenta que las ondas principales que desde la antena de transmisin T llegan al punto P en el tejado del edificio prximo al mvil experimentarn una perdida por difraccin debido a la proximidad entre el rayo TP y los edificios existentes entre T y P. El conjunto de estos edificios se modela como pantallas difractoras separadas entre s una distancia constante igual a b (separacin media entre edificios) . Desde P los rayos principales que alcanzan el reflector son el PR, difractado en P, y el PQR difractado en P y reflejado en Q.*

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    *Celdas grandes. Difraccin y dispersin en los tejados.Microceldas. Difraccin y dispersin en los edificios*

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    *Ejercicio. F=900MHz hB=30m hR=20m hm=1,5m d=1,5Km phi=37 W=20m b=40m*Ejercicio. F=900MHz hB=30m hR=20m hm=1,5m d=1,5Km phi=37 W=20m b=40m*

    *W=15Phi=90Hs=30=25Hb0=30Hb=20H=20D=2KmF=900 MHz*The LongleyRice (LR) radio propagation model is a method for predicting median path loss for a telecommunication link in the frequency range of 20 MHz to 20 GHz.LR is also known as irregular terrain model (ITM). It was created for the needs of frequency planning in TV broadcasting in USA in 1960s and was extensively used for preparing the tables of channel allocations for VHF/UHF public broadcasting in USA. LR has two parts: a model for predictions over an area and a model for point-to-point link predictions.

    The ITS model of radio propagation for frequencies between 20 MHz and 20 GHz (the Longley-Rice model) (named for Anita Longley & Phil Rice, 1968) is a general purpose model that can be applied to a large variety of engineering problems. The model, which is based on electromagnetic theory and on statistical analyses of both terrain features and radio measurements, predicts the median attenuation of a radio signal as a function of distance and the variability of the signal in time and in space.

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