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Conceptos básicos específicos de Radiocomunicación

Influencia conjunta del terreno y la atmósfera

El terreno circundante, o cuando menos el terreno existente entre emisor y receptor, condiciona la señal recibida, es decir, la atenuación existente en el trayecto. A pesar de que todos estos aspectos serán tratados con detalle en el capítulo dedicado a los radioenlaces fijos, es conveniente adelantar una serie de aspectos básicos del concepto, pues nos serán de ayuda en el resto del desarrollo.

Influencia de los obstáculos del terreno

La existencia de elementos que interfieren en la trayectoria de propagación de la señal radioeléctrica en el camino entre el transmisor y el receptor implica que no toda la señal emitida alcanzará su destino. En concreto, se producirá el fenómeno de la difracción en estos obstáculos, y por consiguiente se producirá una pérdida de señal asociada a lo que denominaremos pérdida por difracción en obstáculos. El obstáculo se idealizará para su tratamiento matemático, y se considerarán dos modelos:

Modelo de arista gruesa o redondeada.

Modelo de arista aguda o filo de cuchillo.

Dos obstáculos aislados del terreno

Se considerará la existencia de un obstáculo incluso en el caso en que el haz en línea recta entre transmisor y receptor no toque al obstáculo. Para ello, consideraremos como referencia los elipsoides de Fresnel de acuerdo con la teoría electromagnética, donde si existe un despejamiento en la parte inferior del haz menor del 60 por 100 del primer radio de Fresnel, consideraremos que existe obstrucción. Se efectuará el cálculo de la pérdida por difracción según lo indicado en la recomendación UIT-R P.526, que distingue los casos de obstáculo agudo y obstáculo redondeado.

Método Epstein-Peterson

Método Wilkerson

Método EMP

Obstáculo redondeado

Obstáculo en arista aguda

Múltiples obstáculos

En concreto, este modelo utiliza lo que se denomina polígono funicular, donde lo que se considera para evaluar el trayecto completo son los subvanos conformados por el emisor, el receptor y cada uno de los obstáculos del terreno. Estos subvanos están formados por una línea «tensa» entre los picos que se configuran en cada subvano como los equivalentes a los transmisores y receptores en cada uno. Este método de cálculo no suele resultar muy práctico en tanto que los vanos de este tipo suelen ser directamente subestimados en el caso de radioenlaces fijos, tratando de buscar otras alternativas de comunicación.

Modelo de propagación en tierra plana

El modelo que nos ocupa es absolutamente teórico y uno de los que justifican las primeras aproximaciones utilizadas en la propagación de señales electromagnéticas. Este modelo es aplicable para distancias inferiores a 20 km, donde se puede despreciar la curvatura terrestre. En el desarrollo del modelo se considera en el camino entre el transmisor y el receptor un rayo incidente directo (RD) y uno reflejado (RR), de acuerdo con la teoría óptica e intuitiva más básica.

CONCEPTO DE INTERFERENCIA

Interferencia electromagnética

Así pues, un ejemplo claro de los efectos negativos de la interferencia electromagnética es una situación potencialmente peligrosa generada por el denominado funcionamiento dúplex. Si las frecuencias de los equipos son similares, la señal que se introduce en el receptor es muy superior a la del equipo colateral, que sería su originador de señal deseada y que de hecho no podrá ser recibido adecuadamente.

En los análisis realizados hasta ahora hemos supuesto enlaces y en general sistemas, aislados unos de otros. Es decir, no hemos considerado la existencia de múltiples de estas instancias alrededor de los elementos concretos bajo estudio. Por si esto fuera poco, los repetidores están ubicados en puntos privilegiados para la transmisión, pero también para la recepción, con lo que captan muchas de las señales que otros elementos del entorno envían en el marco del funcionamiento en sus sistemas. En este mismo entorno, se denomina compatibilidad electromagnética al conjunto de actuaciones destinadas a controlar la presencia de interferencias electromagnéticas.

Concepto de ruido

De hecho, es habitual en algunos sistemas considerar una expresión combinada de ruido e interferencia. Por tanto, se puede considerar que el ruido, desde el punto de vista de las comunicaciones, es toda perturbación que sufre la señal deseada en su forma de onda en el tiempo, así como cualquier otra señal no deseada que acompañe a la señal de interés, y que por estar en su misma banda frecuencial y con niveles perceptibles perturba su correcta recepción. De esta manera, se aprecia cómo el ruido incluye un conjunto amplio de perturbaciones, que dado el alcance del texto que nos ocupa únicamente trataremos de forma limitada. Estudiaremos en este apartado todo aquel ruido diferente del fenómeno de la distorsión , la intermodulación y la diafonía , que en muchos casos podrían ser considerados internos a los propios sistemas.

Clasificacion del Ruido

Ruido térmico, que no es otra cosa que la perturbación natural que aparece en los materiales conductores por agitación térmica de sus electrones. Todo cuerpo con temperatura mayor que 0º K genera ruido, y éste es directamente proporcional a la temperatura a la que esté sometido.

Caracterización matemática del ruido térmico

Al ruido térmico se le suele denominar también ruido blanco, en tanto que en la gama de frecuencias considerada de interés en los sistemas que estudiaremos presenta una densidad espectral uniforme o constante.

Ruido de cuantificación, producido en sistemas digitales, allá donde exista conversión del mundo analógico al digital, por el cual se produce un error controlado en la conversión de las magnitudes analógicas de valor dado a las magnitudes digitales, discretas por su propia naturaleza limitada en cuanto a su representación de valores reales en base a bits en un número finito.

Ruido impulsivo, de carácter aleatorio en su aparición, con impulsos de corta duración y amplitud variable. Su contribución es fundamentalmente importante en los sistemas digitales.

Ejemplos típicos son el encendido y apagado de motores, los interruptores, etc. Algunas referencias denominan a este ruido, ruido artificial.

Concepto de balance de potencia

A pesar de ser el balance de potencia de un enlace radio un concepto muy simple, se hace necesaria una introducción al mismo, por lo habitual de su presentación y lo necesario de su conocimiento. El balance de potencia recoge los factores de ganancia y pérdida en un enlace radio cualquiera, fijo o móvil, confrontándolos con las necesidades de señal recibida en el extremo distante, para poder así evaluar la cantidad de señal electromagnética recibida y, por tanto, la calidad de la comunicación en sí misma. Es decir, de una manera sencilla (si operamos en decibelios, utilizaremos sumas y restas) y nada relacionada en su operativa con los conceptos más complejos del electromagnetismo, relacionaremos los elementos transmisores con los receptores,

Caracterización de un enlace y balance de potencia

Antenas receptoras

Caracterización de una antena

Parámetros de la interfaz radio

Los diferentes sistemas de radiocomunicación, en su definición como tales, hacen uso de una serie de conceptos básicos que el lector deberá conocer con un detalle suficiente. A juicio del autor, estos conceptos básicos se clasifican en dos categorías, a saber: los conceptos básicos específicos de los sistemas de radiocomunicación y los conceptos básicos de origen multidisciplinar aplicados a la radiocomunicación. En este sentido, los conceptos básicos necesarios para la correcta comprensión de los sistemas de radiocomunicación en general y los de los sistemas móviles de comunicaciones en particular son:

Conceptos básicos, multidisciplinares en los sistemas de radiocomunicación:

Concepto de tráfico.

Concepto de modulación.

Concepto de acceso múltiple.

Conceptos básicos, específicos de los sistemas de radiocomunicación:

Concepto de propagación.

Concepto de interferencia.

Concepto de ruido.

Concepto de balance de potencia.

Sistemas celulares de acceso fijo (estaciones base y antenas de usuarios en localizaciones fijas)

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