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Desvanecimientos rápidos multicamino y diversidad

Diversidad en espacio

diversidad en transmisión.

diversidad temporal

diversidad en frecuencia

diversidad en polarización

Sistema en diversidad

Y se realiza un proceso de selección o combinación.

A la salida de cada receptor se realiza una estimación de SNR

Está formado por varias ramas que consisten cada una de ellas en un receptor conectado a una antena separada una distancia d de las demás,

Desvanecimiento por multicamino

Ejemplo:

En entornos urbanos densos, la potencia recibida se caracterizan por una función de densidad de probabilidad Rayleigh.

La potencia recibida en un terminal móvil, va en función de la distancia.

Un móvil al desplazarse observa fuertes variaciones en el nivel de señal recibido.

Campo incidente

En la antena receptora es el resultado de la superposición:

componentes provenientes de múltiples reflexiones.

componentes reflejadas en el suelo

campos difractados en las aristas

campos reflejados en edificios

Caracterización estadística de las pérdidas de propagación

Pérdidas de propagación

Es posible asociar una probabilidad a una atenuación para unas características dadas del enlace.

Se lo puede describir como una circunferencia en torno a una estación base.

Modelos empíricos para el valor medio de las pérdidas de propagación. Modelo Okumura-Hata

Modelos empíricos

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:

tipología del entorno a datos medidos

frecuencia

altura de antenas

distancia

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.

Okumura-Hata

Cuanto más alta se encuentra la antena de la estación base, menor es el exponente que afecta a la distancia.

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

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)

Planificación de un servicio

Garantizar que una pérdida de propagación no se supere el 90, el 95 o el 99 % del tiempo en función de la fiabilidad que se le quiera conferir al servicio.

Modelización

Su objetivo es asociar a una atenuación una probabilidad de ocurrir.

El resultado es la caracterización estocástica de las pérdidas de propagación,

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

Comunicaciones ionósféricas

Ecuaciones relevantes

Distancia máxima alcanzable

Considerando el efecto de refracción de la atmósfera terrestre esta distancia está limitada en torno a los 4.000 km.

La distancia máxima alcanzable está limitada por:

la curvatura terrestre

la altura virtual de reflexión

la sensibilidad del receptor

la potencia del transmisor

Frecuencia máxima utilizable básica (MUF)

Si se emplea una frecuencia mayor la curvatura de la trayectoria no es suficiente.

Es la máxima frecuencia utilizable para que la onda regrese a la tierra.

Ionósfera

Para establecer una comunicación ionosférica es necesario conocer la frecuencia de resonancia y la altura virtual a la que se produce la reflexión.

Reemplazado por la comunicación satelital

Actualmente solo se encuentra en uso por radio aficionados

La propagación por refracción ionosférica está muy condicionada por las características ionosféricas.

la propagación ionosférica en la banda de MF presenta un comportamiento totalmente distinto durante el día y la noche.

Durante la noche, es posible la refracción en las capas superiores

Durante el día queda totalmente absorbida por la capa D

Es un medio cuyo índice de refracción varía con la altura.

A medida que la densidad de ionización aumenta, el índice de refracción disminuye, produciéndose la refracción de la onda, o curvatura de la trayectoria

El efecto de la ionosfera es distinto para las diferentes bandas de frecuencias.

Esta variación abrupta produce una reflexión de la onda incidente en la parte baja de la ionosfera.

A frecuencias bajas y muy bajas (bandas de LF y VLF) la ionosfera supone un cambio brusco en términos de λ del índice de refracción atmosférico.

Permite, las comunicaciones a grandes distancias.

Guía de onda

La forma superficie de la tierra y la parte baja de la ionosfera

A frecuencias más elevadas (MF y superiores) la onda penetra en la ionosfera.

Favorece la propagación a grandes distancias en estas bandas de frecuencias (típicamente entre los 5.000 y 20.000 km).

Dado que la onda no llega a penetrar en la ionosfera,

Influencia del campo magnético terrestre

EFECTO DE ROTACIÓN DE FARADAY

Esta diferencia es función de la dirección de propagación de la onda respecto al:

e inversamente proporcional al cuadrado de la frecuencia.

frecuencia de resonancia de la ionosfera

intensidad del campo magnético

campo magnético terrestre.

El ángulo de rotación de la polarización depende de la diferencia entre las dos constantes de propagación.

Efecto

Efecto más notable es que la constante de propagación es función de la polarización de la onda. En concreto la constante de propagación es distinta para una onda polarizada circularmente a derechas o a izquierdas.

Plasma

Un plasma sometido a un campo magnético constante posee características anisótropas, de forma que la constante dieléctrica no es un escalar sino un tensor.

Propagación en un medio ionizado

La propagación de ondas electromagnéticas

Por tanto, la capa D produce durante el día una fuerte atenuación a las frecuencias correspondientes a la banda de MF, a pesar de tratarse de frecuencias superiores a la frecuencia de resonancia.

Un plasma es una región de espacio, con la permitividad eléctrica y la permeabilidad magnética del vacío, que contiene electrones libres

En la ionosfera se puede modelar a partir de la propagación en plasmas.

Introducción

Creación de iones

La densidad de ionización máxima se produce en un punto intermedio.

Depende de la energía de las radiaciones y de la densidad de moléculas.

Para alturas bajas la densidad de moléculas es alta pero la energía de las radiaciones ha sido absorbida en gran parte

Para alturas elevadas la energía de la radiación incidente es elevada pero la densidad de moléculas es baja,

Mediciones directas de la ionosfera

1925, Appleton y Barnett, A partir de la formación de interferencias constructivas y destructivas les fue posible determinar la altura de la capa ionizada. A esta capa la llamaron capa eléctrica, o abreviadamente capa E.

Mecanismo de propagación a grandes distancias.

1902, Kennelly y Heaviside, postularon la existencia de una capa ionizada en la parte alta de la atmósfera como la responsable de la reflexión de las ondas electromagnéticas

12 de diciembre de 1901, Marconi realizó la primera comunicación radio telegráfica a una distancia de 3.000 km.

Interés por la explotación comercial de las comunicaciones radiotelegráficas a grandes distancias, actividad práctica sin justificación

Comunicaciones a grandes distancias sufren fuertes variaciones según se realizasen durante el día o la noche.

Modelización de la propagación en entornoscomplejos

Efecto de la ionosfera

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