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Propagación (Modelización de la propagación en entornos complejos…
Propagación
Modelización de la propagación en entornos complejos
Introducción
En entornos de propagación complejos en los que existe una
superposición de varios efectos,el cálculo de las pérdidas de propagación debe abordarse de forma diferente.
por ejemplo
comunicaciones móviles en entornos urbanos.
En la mayoría de las ocasiones no existe
visibilidad directa entre los dos extremos del enlace: la estación base y el terminal móvil.
La intensidad
de campo eléctrico y por tanto la densidad de potencia incidente en la antena receptora es el resultado de la contribución de ondas reflejadas y difractadas en los edificios y obstáculos del entorno.
En función de la fase de cada una de las contribuciones la suma de todas ellas puede ser constructiva o destructiva.
destructiva
se producirá un fuerte desvanecimiento en la señal recibida.
constructiva,
sólo desplazar el móvil una distancia del orden de media longitud de onda (17 cm a
900 MHz),
se pueden observar fuertes variaciones en la potencia de señal recibida.
Estas variaciones pueden ser del orden de 30 a 40 dB con pequeños desplazamientos.
Modelos empíricos para el valor medio de las pérdidas de
propagación. Modelo Okumura-Hata
se basan en el ajuste de leyes de decaimiento de la potencia recibida en función de la distancia, altura de antenas, frecuencia y tipología del entorno a datos medidos.
ciertos parámetros
como la frecuencia o la altura de las antenas son conocidos de forma unívoca.
otros como la tipología del entorno son más difíciles de objetivar.
Generalmente
los modelos
empíricos distinguen entre zonas urbanas muy densas, zonas urbanas de baja densidad y zonas rurales.
A lo largo del tiempo se han desarrollado distintos modelos empíricos.
como
Okumura-Hata
que se desarrolló a partir de medidas realizadas en Tokio.
Caracterización estadística de las pérdidas de propagación
Los modelos empíricos sólo proporcionan el valor medio
para un entorno genérico en función de la distancia entre la estación base y el terminal.
Sin embargo
es evidente que aún manteniendo la distancia a la estación base constante se observarán fluctuaciones en los niveles de señal en distintas ubicaciones del terminal móvil.
Éstas se deben a las diferentes
alturas de los edificios, orientación y características de las calles, etc.
Por tanto
al describir una
circunferencia en torno a una estación base se medirán variaciones en las pérdidas de propagación.
Variaciones relativamente lentas en función de la distancia recorrida y que físicamente cabe asociarlas
a la variación en el entorno.
Desvanecimientos rápidos multicamino y diversidad
En una situación real
el campo
incidente en la antena receptora es el resultado
de la
superposición de múltiples contribuciones:
campos difractados en las aristas o bordes de los edificios,
componentes reflejadadas en el suelo,
campos reflejados en
edificios,
componentes
provenientes de múltiples reflexiones.
efecto de desvanecimiento
por multicamino
móvil que al desplazarse sufre fuertes variaciones en el nivel de la señal recibida
sistema en diversidad en espacio
está formado por varias ramas que consisten cada una de ellas en un receptor conectado a una antena separada una distancia de las demás
a la salida de cada receptor
se realiza una estimación de la relación señal a ruido
y a continuación
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un desvanecimiento
en una rama no puede ser compensado si en las otras ramas el nivel medio de potencia recibida es bajo.
Típicamente
Las fluctuaciones entre potencia media recibida en cada rama debe ser inferior a 5 dB.
un factor
que limita la independencia estadística de
las ramas es el acoplo mutuo entre antenas.
aunque
exista independencia entre el campo incidente en las dos antenas
la potencia transferida al receptor perderá la independencia estadística a menos que
el aislamiento entre antenas sea superior a 15 dB.