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Modelos de Propagación

Modelos de Propagación. Para que sirven? Regulaciones vs. aspectos científicos Modos de propagación. Los modelos. ITU Recommendations on Radiowave Propagation. Modos de propagación & Pérdida de propagación (L). Espacio Libre

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Modelos de Propagación

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Presentation Transcript

  1. Modelos de Propagación Para que sirven? Regulaciones vs. aspectos científicos Modos de propagación. Los modelos

  2. ITU Recommendations on Radiowave Propagation

  3. Modos de propagación & Pérdida de propagación (L) • Espacio Libre • Onda de superficie. Difración por la curvatura de la tierra. Reflexiones en la tierra. Efectos del terreno. • Ionosferica • Troposferica: refracción, super-refracciñon y formación de ductos, forward scattering • Difracción en borde filoso “knife edge” & borde suave “rounded edge” • Atenuación Atmosférica • Variabilidad & Estadisticas

  4. Propagación en espacio libre Ecuación de Friis • EIRP (watts) a pfd (W/m2) = P/(4.p.D2) • equivalent to (dBW –11 -20.log(D)) • EIRP (watts) a E (V/m) = sqrt(30.P)/D • EIRP (kW) to E (V/m) = 173*sqrt(P)/D(km) • pfd (W/m2)=E2/Z0=E2/(120.p) r en km y f en MHz

  5. Enlace punto a punto • Frecuencia • Pérdida por espacio libre • Atenuación por lluvia • Ganancia de antena • Ancho de haz • Zonas de Fresnel • Relaciones de fase de los distintos rayos • Multicaminos • Refracción atmosférica • Curvatura de la tierra

  6. Pérdida por espacio libre • Para convertir de EIRP(W) a pfd(W/m2) es independiente de la frecuencia • EIRP(W) a Prx(W) de una antena isotropica es: Prx={Peirp/(4. p.D2)}*{l2/(4.p)}

  7. Obstáculos • Caracterísicas del Terreno y edificios, atenúan la señal. (NB en algunas circunstancias la difracción en bordes filosos puede mejorar lapropagación atrás del horizonte) • El modelo de OKUMURA-HATA calcula la atenuación tomando en cuenta el porcentage de edificios en el trayecto Tx-Rx, así como carcterísticas del terreno

  8. Elipsoide de Fresnel

  9. Está un obstáculo obstruyendo?

  10. (Radio Horizon)

  11. Influencia del entorno en la propagación • Reflexión y refracción • Dispersión • Difracción • GTD, UTD

  12. Reflexión

  13. Reflexión en superficies rugosas

  14. Clasificación de superficie rugosa

  15. Atenuación del rayo reflejado Cuando la superficie es rugosa, la señal reflejada es atenuado por un factor f, dependiente de la desviuación estándar de la alura de la superficie de reflexión.

  16. Refracción

  17. Atenuación atmosférica • Comienza a ser relevante a frecuencia superiores a los 5 GHz • Depende pincipalmente, pero no exclusivamente del vapor de agua en la atmosfera. • Varía según la ubicación, altura, ángulo de elevación del trayecto. • Puede sumar ruido y atenuar la señal de interés. • La lluvia tiene un efecto importante

  18. Atenuación de gasese atmosféricos

  19. Atenuación por lluvia

  20. Dispersion en la lluvia

  21. A’ B’ C’ B C’ Región de sombra A’ Principio de Huygens • Difracción en borde filoso - La idea es plantearse la descomposición en Wavelets del frente de onda sobre el obstáculo. - Luego, los Wavelets “iluminan” la zona de sombra generada por el obstáculo.

  22. h d1 d2 Principio de Huygens • Parámetro v de Fresnel-Kirchhoff • Pérdidas por difracción El campo difractado obedece a la ecuación:

  23. A’ B’ C’ B C’ Región de sombra A’ Difracción en borde filoso - La idea es plantearse la descomposición en Wavelets del frente de onda sobre el obstáculo. - Luego, los Wavelets “iluminan” la zona de sombra generada por el obstáculo.

  24. Geometría de la difracción

  25. Pérdidas en función de v • Oscilaciones debido a la obstrucción de los zonas superiores de Fresnel. • Luego decrecimiento monótono en primera zona de Fresnel. • v = 0: obstrucción de medio Fresnel, es decir, 6dB.

  26. Simulaciones

  27. Modelos de Propagación • Las recomendaciones de la ITU dan varios “approved” métodos y modelos • Método mas popular es: Okumura-Hata

  28. Problemas con los modelos • Todos los modelos tienen limitaciones. Por ej.Longley Rice no incluye la ionosfera, limitado a bajas frecuencias. Alguna habilidad y experiencia es necesaria para elegir el modelo correcto para las circunstancias presentes. • Exactitud es limitada. Diferentes modelos porporcionan respuestas diferentes. • Se puede necesitar una interpretación estadística • Se precisan DATOS de entrada EXACTOS. (ej.modelos de terreno) • Cualquier modelo necesita una gran aceptación universal para eliminar argumentos legales. • La aceptación puede ser mas importante que la exactitud.

  29. Adonde nos lleva esto? • A pesar de las dificultades. Los modelos tienen larga vida por delante • No podemos vivir sin ellos • La mejor guía que tenemos para saber como unas transmisiones van a afectar a otros.

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