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PROPAGACIÓN

Modelización de la Propagación en Entornos Complejos

Desvanecimientos rápidos multicamino y diversidad

Fuertes variaciones en el nivel de señal recibido, a este efecto se le denomina desvanecimiento por multicamino

Existen varias formar para combatir este desvanecimiento, empleando la diversidad:

Diversidad en transmisión

Diversidad temporal

Diversidad en frecuencia

Diversidad en polarización

Diversidad en espacio en recepción

Situación real de comunicaciones móviles

El campo incidente en la antena receptora es el resultado de la superposición de múltiples contribuciones:

Componentes provenientes de múltiples reflexiones

Componentes reflejadadas en el suelo

Bordes de los edificios

Campos difractados en las aristas

Campos reflejados en edificios

Caracterización estadística de las pérdidas de propagación

Manteniendo la distancia a la estación base constante se observarán fluctuaciones en los niveles de señal en distintas ubicaciones del terminal móvil, esto se debe a:

Orientación y características de las calles

Diferentes alturas de los edificios

Los modelos empíricos sólo proporcionan el valor medio o esperado de las pérdidas de propagación

Para un entorno genérico en función de la distancia entre la estación base y el terminal

Modelos empíricos para el valor medio de las pérdidas de propagación

Modelo Okumuna-Hata

Predice una disminución del valor medio de la potencia recibida en función de la distancia

Se pueden calcular para distancias R>1km como:

Zona rural

L = A + B log R - D (dB)

Zona urbana de baja densidad

L = A + B log R - C (dB)

Zona urbana densa

L = A + B log R - E (dB)

Las pérdidas de propagación L definidas como:

PL/PT=-L+GT+GR (dB)

Se desarrolló a partir de medidas realizadas en Tokio

Los modelos empíricos distinguen entre:

Zonas rurales

Zonas urbanas de baja densidad

Zonas urbanas muy densas

Se basan en el ajuste de leyes de decaimiento de la potencia recibida en función de:

Tipología del entorno a datos medidos

Frecuencia

Altura de antenas

La distancia

La propagación debe abordarse a partir de modelos empíricos que permiten determinar el valor medio o esperado de las pérdidas de propagación.

En entornes que existes varios efectos en las pérdidas de propagación, el cálculo de pérdidas debe abordarse de diferente manera

Cuan el efecto en las pérdidas de propagación es solo uno, permite estimar adecuadamente

Útiles para evaluar las pérdidas de propagación asociadas a los distintos efectos

Difracción por obstáculos, etc.

Reflexión en tierra

Efectos de la Ionósfera

Comunicaciones ionosféricas

A frecuencias elevadas (MF y superiores)

A medida que la densidad de ionización aumenta, el índice de refracción disminuye

La densidad de ionización aumenta con la altura

Alcanza un máximo entre los 300 a 500 Km

La ionósfera es un medio, cuyo índice de refracción cambia con la altura

La onda penetra la ionósfera

A frecuencias bajas y muy bajas (Bandas LF y VLF)

En estas bandas de frecuencia, favorece la propagación de las ondas, entre los 5000 a 20000 Km

Se puede considerar que la superficie de la tierra y la parte baja de la ionófera forma un guía de onda

Este cambio produce una reflexión de la onda incidente en la parte baja de la ionófera

Cambio brusco en términos de λ del índice de refracción atmosférico

La onda no penetra la ionósfera

El efecto de la ionósfera es distinto para las diferentes bandas de frecuencias

La ionósfera permite comunicaciones a grandes distancias

Influencia del campo magnético terrestre

La constante de propagación es distinta para una onda

Polarizada circularmente a derechas o izquierdas

Un plasma posee características anisótropas

La constante dieléctrica no es un escalar sino un tensor

Propagación en un medio ionizado

Plasmas

Contiene electrones libres

Permitividad eléctrica y permeabilidad magnética del vacío

Región en el espacio

Las ondas electromagnéticas en la ionósfera

Se pueden modelar a partir de la propagación en plasmas

Introducción

Capas de la Ionósfera

F

Dos sub-capas F1 y F2

Capa Superior

Por arriba de los 130 Km de altitud

E

Capa eléctrica Intermedia

90 a 130 Km de altura

D

Capa Inferior

50 a 90 Km de altura

Durante la noche las comunicaciones superaban los 3000 Km

Comunicaciones superiores a 1000 Km fallaban en el día

En 1902 mediante experimentos Marconi comprueba que las comunicaciones a grandes distancias sufren fuertes variaciones según se realicen en el día o la noche

Experimentalmente Hertz comprueba la existencia de ondas electromagnéticas

Diciembre de 1901, Marconi realiza la primera comunicación radiotelegráfica

Cubriendo una distancia de 3000 Km