Este documento describe la simulación de dos enlaces de radio entre la Universidad Nacional de Ingeniería y dos otros sitios usando el software RadioMobile. Los resultados de la simulación muestran que los enlaces de radio serían viables a una altura de 50 metros usando antenas Yagi. El documento también explica conceptos clave como azimut, zonas de Fresnel y pérdidas en el espacio libre necesarios para el diseño de sistemas de radioenlace.
En este documento se muestra el diseño y construcción de una antena patch (planar) que funciona a una frecuencia de 2,4 GHz. Demostrando mediante cálculos matemáticos y simulaciones con programas profesionales el correcto funcionamiento para luego ser construida y caracterizada en un analizador de antenas.
En este documento se muestra el diseño y construcción de una antena patch (planar) que funciona a una frecuencia de 2,4 GHz. Demostrando mediante cálculos matemáticos y simulaciones con programas profesionales el correcto funcionamiento para luego ser construida y caracterizada en un analizador de antenas.
Describir los tipos más comunes de antenas, clasificados según su longitud eléctrica, el ancho de banda de frecuencias en el que operan y su inteligencia.
Propagación de Ondas (2017)
- Propagación por multi-trayecto a pequeña escala
- Modelo de respuesta al impulso de un canal multi-trayecto
- Delay spread
- Ancho de banda coherente
- Efecto Doppler
- Canal variante en el tiempo
- Tiempo coherente
- Doppler Spectrum
Describir los tipos más comunes de antenas, clasificados según su longitud eléctrica, el ancho de banda de frecuencias en el que operan y su inteligencia.
Propagación de Ondas (2017)
- Propagación por multi-trayecto a pequeña escala
- Modelo de respuesta al impulso de un canal multi-trayecto
- Delay spread
- Ancho de banda coherente
- Efecto Doppler
- Canal variante en el tiempo
- Tiempo coherente
- Doppler Spectrum
Diseñar y modelar mediante el software MMANA-GAL una antena YAGI-UDA que tenga como frecuencia central de operación 270MHz, correspondiente a la banda de frecuencias VHF, para ser funcional como instrumento de recepción del sistema de televisión digital terrestre implementado en Colombia como DVB-T (Digital Video Broadcasting Terrestrial).
Similar a Elaboración del Radio Enlace UNI a CEPREUNI e INICTEL UNI en RadioMobile (20)
Una señal analógica es una señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético; que es representable por una función matemática continua en la que es variable su amplitud y periodo en función del tiempo.
Convocatoria de becas de Caja Ingenieros 2024 para cursar el Máster oficial de Ingeniería de Telecomunicacion o el Máster oficial de Ingeniería Informática de la UOC
Se denomina motor de corriente alterna a aquellos motores eléctricos que funcionan con alimentación eléctrica en corriente alterna. Un motor es una máquina motriz, esto es, un aparato que convierte una forma determinada de energía en energía mecánica de rotación o par.
Elaboración del Radio Enlace UNI a CEPREUNI e INICTEL UNI en RadioMobile
1. 1
“Elaboraci´on del Radio Enlace UNI a CEPREUNI e
INICTEL UNI en RadioMobile”
Andy Juan Sarango Veliz1, Rosario Elizabeth Lindo Pascual1 y Gerardo Andre Guerrero Saravia1
1Universidad Nacional de Ingenier´ıa, Facultad de Ingenier´ıa El´ectrica y Electr´onica - Per´u, Lima
Resumen—Es un proyecto de un enlace de microondas punto
a punto que tine 2 tramos.
Index Terms—LATEX, Azimut, Espacio Libre, P´erdidas, NetMe-
tal5 y RadioMobile.
I. OBJETIVOS
Hacer uso de software especializado en propagaci´on para
dise˜nar sistemas de radio enlace entre diferentes puntos
geogr´aficos.
Calcular mapas de ´area de cobertura para condiciones
reales dadas (geogr´aficas y t´ecnicas) de un sitio de
transmisi´on.
II. INTRODUCCI ´ON
EN el mundo de la electr´onica actualmente contamos
con herramientas muy poderosas para predecir el com-
portamiento de cualquier circuito antes de su construcci´on.
Conocemos las grandes ventajas que este m´etodo de dise˜no
y construcci´on nos da en cuanto se refiere a tiempo y costos
frente a otros m´etodos como el de prueba y error.
En el dise˜no de sistemas de radiocomunicaci´on es tambi´en
muy importante realizar c´alculos de propagaci´on teniendo en
cuenta perfiles de terreno en cada direcci´on de inter´es; y no
solo eso, sino tambi´en se hace necesario verificar diferentes
puntos de enlace bajo diferentes caracter´ısticas del equipo de
transmisi´on.
Si la tierra fuera una esfera perfecta y la conductividad del
suelo homog´enea, esto se reducir´ıa a una simple f´ormula que
eval´ue la atenuaci´on en el espacio. Sin embargo, la superficie
terrestre es extremadamente irregular, con valles, elevaciones,
profundidades, monta˜nas, bosques, desiertos, mares, etc., cada
uno con diferentes tipos de conductividad y diferente clima.
Todos estos factores influyen en la propagaci´on; y para tener
un grado aceptable de exactitud en la predicci´on de ´areas
de cobertura es necesario tomarlos en cuenta. Si todo esto
se hiciera manualmente fuera necesario realizar una cantidad
enorme de complicados c´alculos que requieren tiempo y
paciencia para revisar mapas y trazar perfiles de elevaci´on de
terreno.
En este campo se cuenta actualmente con software capaz
de evaluar las prestaciones (PERFORMENCE) de una red
de radiocomunicaciones previo a su implementaci´on en el
campo,cuyo nombre es RadioMobile.
Al Ing. V´ıctor C´ordova Bernuy, un gran maestro para nosotros.
III. ESTADO DEL ARTE
III-A. RadioMobile
III-A1. Teor´ıa: El programa Radio Mobile est´a basado
en el modelo de predicci´on de propagaci´on sobre terreno
irregular del US Institute for Telecommunications Science
(ITS), conocido como modelo de Longley-Rice, dise˜nado
para ser usado en la banda de 20 MHz a 20 GHz y distancias
de hasta 2000 km.
Figura 1. RadioMobile
El programa permite simular la conductividad del suelo,
considera superficies terrestres extremadamente irregulares,
adem´as de predicci´on de ´areas de cobertura, entre otras cosas,
dando un mapa topogr´afico de una zona y saber qu´e cobertura
tendr´a cierta antena. Puede evaluar si un radio enlace es
posible entre dos lugares dados y calcula las prestaciones de
dicho enlace. Incluso presenta im´agenes digitales del terreno
en 3D y se puede mezclar la imagen con una foto a´erea. Para
ubicar un lugar espec´ıfico de inter´es en el mapa se introducen
sus coordenadas, las cuales pueden ser tomadas con un GPS.
El programa permite, entre otras cosas, dado un mapa
topogr´afico de una zona, saber qu´e cobertura tendr´a cierta
antena. Puede evaluar si un radio enlace es posible entre
dos lugares dados y calcula las prestaciones de dicho enlace.
Incluso presenta im´agenes digitales del terreno en 3D y se
puede mezclar la imagen con una foto a´erea. Para ubicar
un lugar espec´ıfico de inter´es en el mapa se introducen sus
coordenadas, las cuales pueden ser tomadas con un GPS.
Para entregar estos resultados el programa tomar en cuenta:
Las caracter´ısticas del equipo a utilizar.
Las caracter´ısticas de la superficie terrestre y tipo de
clima.
2. 2
III-A2. Modelos digitales del terreno: Existe dos modelos
digitales del terreno para la realizaci´on de los c´alculos de
cobertura: GTOPO30 / SRTM30 y SRTM − DTED.
Ambos modelos han sido elaborados por la NASA y el USGS
y tanto su distribuci´on como su utilizaci´on son completamente
libres. El modelo GTOPO30 / SRTM30 tiene una resoluci´on
de 30 segundos de arco (aproximadamente 1 km), mientras
que el modelo SRTM − DTED tiene una precisi´on de 3
segundos de arco (aproximadamente 100 m), por lo que se
seleccionar´a un modelo u otro en funci´on de las necesidades
y de la capacidad de computaci´on disponible. En algunos casos
es necesario descargar los ficheros del modelo al disco duro
del PC, mientras que en otros ser´a el propio Radio Mobile
quien descargue la informaci´on necesaria a trav´es de nuestra
conexi´on a Internet.
III-A3. Cartograf´ıa: El mapa topogr´afico se superpone
al mapa de trabajo y al mapa de cobertura para ofrecer
informaci´on m´as completa al usuario final.
III-A4. Cartograf´ıa propietaria avanzada: Radio Mobile
permite la importaci´on de cualquier tipo de imagen georrefe-
renciada, por lo que podr´a aprovechar im´agenes tomadas de
modelos cartogr´aficos digitales o de sistemas de informaci´on
geogr´afica (GIS). Para los colaboradores de la REMER, se
recomienda la utilizaci´on de cartograf´ıa oficial de uso com´un
en la Direcci´on General de Protecci´on Civil y Emergencias.
III-B. Parametros del Enlace de Radio
III-B1. Azimut: ´Angulo que se mide desde el Norte a
favor de las manecillas del reloj, con la excepci´on de la
realizaci´on de observaciones astron´omicas donde el azimut se
refiere siempre desde el Sur.
Figura 2. Azimut de la antena
Su valor varia desde 0 grados a cuatro ´angulos rectos, en los
diferentes sistemas de graduaci´on angular. Esto tambi´en per-
mite ubicar el valor del azimut en cuatro cuadrantes definidos
desde el Norte hacia la derecha.
III-B2. P´erdidas en el espacio libre: Es indicador es
proporcional al cuadrado de la distancia. Es proporcional al
cuadrado de la frecuencia del radio.
FSL(dB) = 20 log10 d + 20 log10 f − 187,5 (1)
d = distancia (m)
f = frecuencia (Hz)
Suponemos una antena isotr´opica
III-B3. Zona de Fresnel:
Una zona de Fresnel es una de una serie de regiones
elipsoidales, de di´ametro polar extenso, conc´entricas, de
espacio entre y alrededor de una antena que transmite y
un sistema de antena que recibe.
Es el concepto utilizado para entender y calcular la
intensidad de la propagaci´on de las ondas entre un
transmisor y un receptor.
La primera regi´on es el espacio elipsoidal a trav´es del
cual pasa la se˜nal de l´ınea de vista directa.
La segunda regi´on rodea la primera regi´on, pero excluye
la primera. En esta, la onda capturada por el receptor
estar´a desfasada m´as de 900
, pero menos de 2700
.
La tercera regi´on rodea la segunda y las ondas desviadas
capturadas por el receptor tendr´an el mismo efecto que
una onda en la primera regi´on. La onda sinusoidal tendr´a
un desfase mayor a 2700
, pero menor a 4500
(idealmente
ser´ıa un desfase de 3600
).
Figura 3. Zona de Fresnel
IV. LABORATORIO A IMPLEMENTAR
IV-A. Consideraciones reales
IV-A1. NetMetal5: Esta versi´on de NetMetal est´a equi-
pada con una ranura miniPCI-express, una ranura SIM para
dispositivo 3 G / 4 G o una tarjeta inal´ambrica adicional, una
conexi´on inal´ambrica 802.11ac de cadena dual 2x2 de alta
potencia y dos conectores RP − SMA para antenas externas
Figura 4. Equipo usado dentro de la simulaci´on
El NetMetal es un dispositivo inal´ambrico 802.11ac en una
carcasa met´alica impermeable (IP66). Su dise˜no robusto est´a
hecho para soportar las condiciones m´as dif´ıciles, pero al
mismo tiempo es f´acil de usar y se puede abrir y cerrar con
3. 3
una mano. La carcasa de aluminio s´olido tambi´en funciona
como un disipador de calor confiable para su radio de alta
potencia de salida.
IV-B. Ubicaci´on geogr´afica
El principal concepto geogr´afico ´util para la localizaci´on es
el de coordenadas geogr´aficas, que permite la identificaci´on
de un punto de la superficie terrestre simplemente con dos
n´umeros (que expresan la latitud y la longitud geogr´afica). Esta
forma no es la ´unica forma de localizar: el uso de criterios
“cualitativos” permite la definici´on de distintas zonas del
mundo que comparten rasgos geogr´aficos comunes, a distintas
escalas (geocora). La georreferenciaci´on o geolocalizaci´on es
una t´ecnica esencial para el trabajo geogr´afico.
En nuestro trabajo usamos los siguientes datos:
Ubicaci´on de la Universidad Nacional de Ingenier´ıa
Ubicaci´on del CEPRE - UNI
Ubicaci´on de INICTEL UNI
IV-C. Simulaci´on
Elaboramos dos radio enlace en la plataforma RadioMobile,
tomando en consideraci´on la Universidad Nacional de Inge-
nier´ıa como nuestra estaci´on base (Estacion−Base−UNI)
y como nodos a CEPRE − UNI y a INICTEL UNI
(Nodo1−CEPREUNI) y (Nodo2−INICTELUNI).
Figura 5. Radio Enlaces
IV-D. Patr´on de Antena
La antena Yagi o antena Yagi-Uda es una antena direccional
inventada por Hidetsugu Yagi de la Universidad Imperial
de Tohoku y, en menor parte, de Shintaro Uda (de ah´ı al
nombre Yagi-Uda). Esta invenci´on dio avanzada a las antenas
convencionales, produjo que mediante una estructura simple
de dipolo, combinada con elementos par´asitos conocidos como
reflector y directores, se pudiera construir una antena de muy
alto rendimiento.
En nuestra simulaci´on tenemos el siguiente patr´on:
Figura 6. Radio Enlaces
IV-E. Valores Obtenidos
En nuestra simulaci´on tenemos resultados favorables para
la fabricaci´on de Radio Enlaces a una altura de 50 m. Los
valores son los siguientes:
Estaci´on Base UNI a Nodos 1 CEPRE - UNI
Vista desde el Enlace “UNI TO CEPRE − UNI”
Figura 7. Radio Enlace 1 - Parte I
Vista desde el Enlace “CEPRE − UNI TO UNI”
Figura 8. Radio Enlace 1 - Parte II
4. 4
Estaci´on Base UNI a Nodos 2 INICTEL - UNI
Vista desde el Enlace “UNI TO INICTEL − UNI”
Figura 9. Radio Enlace 2 - Parte I
Vista desde el Enlace “INICTEL − UNI TO UNI”
Figura 10. Radio Enlace 2 - Parte II
CONCLUSIONES
En este estudio hemos podido apreciar que a pesar de
la distancia, situaci´on geogr´afica que es posible levantar
un radioenlace de comunicaci´on a un costo relativa-
mente econ´omico, que permitir´a el servicio de Internet
e informaci´on ´util para ambas localidades de UNI a
CEPRE − UNI y a INICTEL − UNI.
A trav´es de la ayuda de aplicaciones de software gratuitas
como Google Earth y RadioMobile, se ha logrado reco-
pilar informaci´on ´util para conocer y validar los lugares
donde se deben ubicar los nodos, alturas requeridas por
las radios, obteniendo una alternativa para el trauecto del
radioenlace.
Los niveles de recepci´on simulados y calculados te´orica-
mente han sido satisfactorios, permiti´endonos decir que
existir´a un buen desempe˜no del enlace.
BIBLIOGRAF´IA
(1) https://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/10776/1/CD-
6315.pdf
(2) https://es.wikipedia.org/wiki/