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Tema 2: Factores que Afectan la Transmisión

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Tema 2: Factores que Afectan la Transmisión. Profesora Maria Elena Villapol [email protected] Factores que afectan la transmisi ó n LOS. Atenuaci ó n y distorsi ó n de atenuaci ó n P é rdida en el espacio libre ( Free space loss ) Ruido Absorci ó n atmosf é rica

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Presentation Transcript
factores que afectan la transmisi n los
Factores que afectan la transmisión LOS
  • Atenuación y distorsión de atenuación
  • Pérdida en el espacio libre (Free space loss)
  • Ruido
  • Absorción atmosférica
  • Multi trayecto (Multipath)
  • Refracción
  • Ruido termal
atenuaci n
Atenuación
  • La fuerza de la señal decrece con la distancia.
  • Los factores de atenuación para los medios no guiados son:
    • La señal recibida debe tener la suficiente fuerza para ser interpretada correctamente por el receptor.
    • La señal debe mantener un nivel más alto que el ruido para ser recibido sin error.
    • Si la atenuación es más alta a altas frecuencias causa distorsión.
p rdida en el espacio libre free space loss
Pérdida en el espacio Libre (Free space loss)
  • Es un tipo de atenuación.
  • Con la distancia la señal se dispersa.
  • Es expresada en la siguiente fórmula para antenas ideales:
      • Pr = potencia de la señal de la antena receptora.
      • Pt = potencia de la señal de la antena transmisora
      •  = longitud de la onda portadora
      • d = distancia de propagación entre las antenas
      • c = velocidad de la luz (» 3 * 108 m/s)

d y  tienen las mismas unidades (e.g., metros)

p rdida en el espacio libre
Pérdida en el Espacio Libre
  • Pérdida en decibelios:
  • Pérdida en decibelios en función de la frecuencia, d esta en Km y f en MHz:
p rdida en el espacio libre2
Pérdida en el Espacio Libre
  • Para otras antenas se tiene la siguiente ecuación:
    • Gt = ganancia de la antena que transmite.
    • Gr = ganancia de la antena que recibe.
    • At = área efectiva de la antena que transmite.
    • Ar = área efectiva de la antena que recibe.
p rdida en el espacio libre3
Pérdida en el Espacio Libre
  • La fórmula anterior en decibelios es:
ruido
Ruido
  • Ruido termal
  • Ruido de intermodulación
  • Crosstalk
  • Ruido de Impulso
ruido termal
Ruido Termal
  • Debido a la agitación de los electrones.
  • Está presente en todos los dispositivos y medios de transmisión.
  • No puede ser eliminado.
  • Particularmente significante en redes satelitales.
ruido termal1
Ruido Termal
  • El ruido termal presente en un ancho de banda B Hz es:
    • k = constante de Boltzmann = 1.3803 X 10-23 J/K
    • T = temperatura, en kelvins (temperatura absoluta)
  • En decibelios-wats
otros ruidos
Otros Ruidos
  • Ruido Ínter modulación: ocurre cuando diferentes frecuencias comparten el mismo medio.
    • La interferencia es causada por la señal resultante que tiene un frecuencia igual a la suma o diferencia de la frecuencia original.
  • Crosstalk – no deseable acoplamiento de el camino de las señales.
  • Ruido impulsivo – pulso irregulares
    • Tienen corta duración y relativa alta amplitud.
    • Causado por disturbios electromagnéticos o equipos con fallas.
absorci n
Absorción
  • La absorción ocurre cuando un objeto disminuye la intensidad de la radiación incidente.
  • El vapor de agua y oxigeno contribuyen a la atenuación de las señales.
  • A frecuencias menores a los 15 GHz la atenuación es menor.
  • La lluvia y niebla causa atenuación.
  • El agua absorbe rápidamente las ondas electromagnéticas, así como muchas otras substancias.
  • La energía absorbida generalmente se transforma en calor.
refracci n los
Refracción/LOS
  • Refracción – inclinación de la microondas por la atmósfera
    • La velocidad de las ondas electromagnéticas es una función de la densidad del medio.
    • Cuando el medio cambia, la aceleración cambia
multitrayecto
Multitrayecto
  • Los obstáculos reflejan las señales causando que múltiples copias con diferentes retardos sean recibidas.
  • Dependiendo de las diferencias en las longitudes de las ondas directas y reflejadas, la señal compuesta puede ser más larga o más pequeña que la señal directa.
  • En la telefonía móvil hay muchos obstáculos.
  • En otros casos como satélites y microondas las antenas pueden ser localizadas donde no existan muchos obstáculos cercanos.
desvanecimiento fading
Desvanecimiento (Fading)
  • Es usado para describir las fluctuaciones rápidas en las amplitudes, fases o retardos de una señal de radio en un período corto de tiempo o distancia de viaje.
  • El desvanecimiento es causado por la interferencia entre dos o más versiones de la señal transmitida que llega al receptor en tiempos ligeramente deferentes.
  • La señal recibida denominada onda multitrayecto puede entonces variar significativamente en sus características.
factores que influencian el desvanecimiento
Factores que Influencian el Desvanecimiento
  • Muchos factores pueden causar el desvanecimiento:
    • Propagación de multitrayecto.
    • Velocidad del usuario móvil.
    • Velocidad de los objetos alrededor del radio del canal.
desvanecimiento propagaci n de multitrayecto
Desvanecimiento: Propagación de Multitrayecto
  • Reflexión: ocurre cuando la señal encuentra una superficie que es larga comparado con la longitud de onda de la señal.
  • Difracción: ocurre en los lados de un cuerpo impenetrable que es largo comparado con la longitud de onda de la onda de radio.
  • Scattering: ocurre cuando la señal tropieza un cuerpo cuyo tamaño está en el orden o es menor que la longitud de onda de la señal.
desvanecimiento difracci n
Desvanecimiento: Difracción
  • La difracción es uno de los factores que explican la cobertura en sitios visualmente bloqueados.
  • Los objetos agudos causan mucha más difracción que los de bordes suaves.
  • El frente de onda es frenado por el obstáculo, mientras que el resto prosigue con la misma velocidad.
desvanecimiento efectos de la propagaci n multitrayecto
Desvanecimiento: Efectos de la Propagación Multitrayecto
  • Múltiples copias de una señal pueden llegar a diferentes fases.
  • Las ondas de radio provenientes de diferentes direcciones llegan con diferentes retardos.
  • Así, la señal recibida por el usuario móvil puede consistir de un número de ondas con aleatorias características de onda que pueden combinarse vectorialmente en la antena del receptor causando distorsión o pérdida.
propagaci n de radio
Propagación de Radio
  • Onda directa
  • Onda terrestre
  • Onda reflejada
  • Reflexiones en la ionosfera
  • Refracción en un obstáculo
  • Efecto de la curvatura terrestre
mecanismos para compensar los errores
Mecanismos para Compensar los Errores
  • Corrección de Errores hacia adelante:
    • Basado en técnicas de detección y corrección de errores en el receptor.
    • Se estudiaran posteriormente.
  • Ecualización
    • Usado en contra de interferencia ínter símbolos.
    • Algunos métodos comprende juntar la energía de símbolos dispersos en su intervalo original.
mecanismos para compensar los errores1
Mecanismos para Compensar los Errores
  • Diversidad

- Consiste en proporcionar múltiples canales lógicos entre el transmisor y el receptor y enviar la señal sobre cada canal.

    • Diversidad Espacial:
      • Por ejemplo, colocar múltiples antenas para recibir mensajes.
      • Reconstruir la señal que con mayor probabilidad se transmitió.
mecanismos para compensar los errores2
Mecanismos para Compensar los Errores
  • Diversidad en Frecuencia:
    • Dispersar la señal sobre un ancho de banda grande o
    • Transportarla señal usando múltiples portadoras de frecuencia.
    • Ver espectro disperso posteriormente.
  • Diversidad Temporal:
    • Dispersar la data en el tiempo para que el ruido afecte pocos bits.
mecanismos para compensar los errores3
Mecanismos para Compensar los Errores
  • Diversidad temporal (ejemplo)
mecanismos para compensar los errores4
Mecanismos para Compensar los Errores
  • Macro diversidad:
    • Uso de varios enlaces entre el móvil y estaciones fijas.
    • Soft handover.
alcance de un sistema de radiocomunicaci n2
Alcance de un Sistema de Radiocomunicación
  • Gs: ganancia de salida.
  • Pca: pérdida del cable del extremo transmisor.
  • Pna: pérdida de los conectores del extremo transmisor.
  • Gaa: ganancia de la antena del extremo transmisor.
  • Pp: pérdida en el espacio libre.
  • Gab: ganancia de la antena del extremo receptor.
  • Pab: pérdida de los conectores del extremo receptor.
  • Pcb: pérdida del cable del extremo receptor.
  • Siendo la señal que llega al receptor:

S = Ga – Pna + Gaa – Pp + Gab – Pnb –Pcb.

alcance de un sistema de radiocomunicaci n otro ejemplo
Alcance de un Sistema de Radiocomunicación: Otro Ejemplo
  • Potencia de transmisión +25dBm
  • Pérdida en los cables -1dB
  • Pérdida en el Diplexer de TX -2 dB
  • Pérdida en el Cable de TX -2.5 dB
  • Ganancia de la antena TX +21 dBi
  • Pérdida en el espacio libre (FSL) -124.5 dB
  • Ganancia de la antena RX +21 dBi
  • Pérdida en el Cable RX de -2.5dB
  • Pérdida en el Diplexer de RX -2 dB
  • Pérdida en Cable -1 dB

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  • Nivel de Señal Recibida = -68.5dBm
alcance de un sistema de radiocomunicaci n sensibilidad del receptor
Alcance de un Sistema de Radiocomunicación: Sensibilidad del Receptor
  • Dependiendo de las características del equipo receptor, el nivel de señal puede o no ser suficiente.
  • Esto es conocido como sensibilidad del receptor.
alcance de un sistema de radiocomunicaci n sensibilidad del receptor3
Alcance de un Sistema de Radiocomunicación: Sensibilidad del Receptor
  • Equipo DLINK
  • Receiver Sensitivity*54Mbps OFDM, 10% PER,-68dBm)
  • 48Mbps OFDM, 10% PER,-68dBm)
  • 36Mbps OFDM, 10% PER,-75dBm)
  • 24Mbps OFDM, 10% PER,-79dBm)
  • 18Mbps OFDM, 10% PER,-82dBm)
  • 12Mbps OFDM, 10% PER,-84dBm)
  • 11Mbps CCK, 8% PER,-82dBm)
  • 9Mbps OFDM, 10% PER,-87dBm)
  • 6Mbps OFDM, 10% PER,-88dBm)
  • 5.5Mbps CCK, 8% PER,-85dBm)
  • 2Mbps QPSK, 8% PER,-86dBm)
  • 1Mbps BPSK, 8% PER,-89dBm)
elecci n de una antena en resumen
Elección de una Antena: En Resumen
  • Frecuencia
  • Tipo de Antena
    • Directividad
    • Ganancia
  • Polarización
  • Ganancia
  • Conectores
  • Cables
ejemplo de un enlace inal mbrico
Ejemplo de un Enlace Inalámbrico

The Swedish Space Corporation (SSC) announced 12 December 2002 that they have transmitted information via a broadband wireless link over a distance of 310km. They believe that this is the longest distance achieved using wireless connectivity.

The link was made between a stratospheric balloon that was launched from Esrange near the town of Kiruna in northern Sweden and a base station located near Esrange. Onboard the balloon was a 2.4 meters antenna and radio supplied by Alvarion, with a 6 watts power amplifier, a camera and a server. Automatic tracking of the antenna using GPS technology was employed.

The information between the balloon and the base station was transmitted over the 2.4GHz spectrum with a stable signal strength of -68 dBm. The round trip ping response at 300 km was 300-500 ms

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