Este documento presenta los conceptos y métodos para evaluar la calidad y disponibilidad de un radioenlace terrestre de servicio fijo. Explica cómo calcular la sensibilidad teórica y práctica, el umbral y margen bruto de desvanecimiento. Describe los componentes de la indisponibilidad, como la de equipos basada en MTBF y MTTR, y la de propagación por lluvia para frecuencias mayores a 10 GHz. Proporciona ejemplos para evaluar la indisponibilidad total considerando ambos componentes, y comparar
Describe el proceso mediante el cual se evalúa la viabilidad de un radioenlace, para ello se deben calcular las pérdidas en el trayecto y conocer las características del equipamiento y de las antenas.
Diapositivas del curso "Sistemas de Conmutación" del programa de Ingeniería en Electrónica y Telecomunicaciones de la FIET de la Universidad del Cauca, República de Colombia.
Tema: Telefonía Móvil Celular.
Describe el proceso mediante el cual se evalúa la viabilidad de un radioenlace, para ello se deben calcular las pérdidas en el trayecto y conocer las características del equipamiento y de las antenas.
Diapositivas del curso "Sistemas de Conmutación" del programa de Ingeniería en Electrónica y Telecomunicaciones de la FIET de la Universidad del Cauca, República de Colombia.
Tema: Telefonía Móvil Celular.
Diapositivas del curso "Sistemas de Conmutación" del programa de Ingeniería en Electrónica y Telecomunicaciones de la FIET de la Universidad del Cauca, República de Colombia.
Tema: Introducción a WDM y OTN
Explicar cómo se utiliza la multiplexación TDM para enviar varias señales digitales por un único canal, y describir la jerarquía de señales digitales TDM utilizadas por las compañías telefónicas.
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.
Diapositivas del curso "Sistemas de Conmutación" del programa de Ingeniería en Electrónica y Telecomunicaciones de la FIET de la Universidad del Cauca, República de Colombia.
Tema: Introducción a WDM y OTN
Explicar cómo se utiliza la multiplexación TDM para enviar varias señales digitales por un único canal, y describir la jerarquía de señales digitales TDM utilizadas por las compañías telefónicas.
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.
Radioenlaces por microondas.
Caracteristicas, ventajas e inconvenientes, etructura general de un rarioenlace, canalizacion, planificacion de radioenlaces, traado de perfiles, equipos de radioenlaces, lineas de transmision y antenas, potencia, ruido, interferencia, desvanecimiento, técnicas de diversidad,
Introducción
Enlace radioeléctrico (fórmulas de Friis para el enlace)
Modelo energético de un sistema de radiocomunicación
Ruido en los sistemas radioeléctricos
Interferencia
Distribuciones estadísticas de la propagación radioeléctrica.
Comunicaciones inalámbricas e IoT, Maestría en Ciencias de la Computación, UTPL, 2019.
- Modelo de propagación en espacio libre
- Modelo de tierra plana
- Difracción
- Dispersión
- Propagación en entorno urbano
- Análisis del presupuesto del enlace
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.
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.
libro conabilidad financiera, 5ta edicion.pdfMiriamAquino27
LIBRO DE CONTABILIDAD FINANCIERA, ESTE TE AYUDARA PARA EL AVANCE DE TU CARRERA EN LA CONTABILIDAD FINANCIERA.
SI ERES INGENIERO EN GESTION ESTE LIBRO TE AYUDARA A COMPRENDER MEJOR EL FUNCIONAMIENTO DE LA CONTABLIDAD FINANCIERA, EN AREAS ADMINISTRATIVAS ENLA CARREARA DE INGENERIA EN GESTION EMPRESARIAL, ESTE LIBRO FUE UTILIZADO PARA ALUMNOS DE SEGUNDO SEMESTRE
1. Eo 0421 - RADIOCOMUNICACIONES
Conferencia 14: Radioenlaces terrenales
del servicio fijo
Instructor: Israel M. Zamora, MBA, MSTM
Profesor Titular, Departamento de Sistemas Digitales y
Telecomunicaciones.
Universidad Nacional de Ingeniería
I Sem 2015
2. Objetivos
Aplicar los métodos de evaluación de la calidad de un
radioenlace con relación a su indisponibilidad y fidelidad
según los objetivos establecidos por UIT.
2I. Zamora Unidad III: Radioenlaces terrenales del servicio fijo
3. Contenido
• Umbral y Margen Bruto de Desvanecimiento
• Indisponibilidad de un radioenlace
• Evaluación de la indisponibilidad de radioenlace
• Evaluación para los Equipos
• Evaluación para la Propagación
• Evaluación conjunta: Equipos y Propagación
• Evaluación de la calidad de error (fidelidad)
• Método de la signatura
• Método del Margen Neto de Desvanecimiento
3I. Zamora Unidad III: Radioenlaces terrenales del servicio fijo
4. Umbral y Margen Bruto de Desvanecimiento
4I. Zamora Unidad III: Radioenlaces terrenales del servicio fijo
Umbral (Sensibilidad) y Margen Bruto de Desvanecimiento
Es el nivel mínimo necesario para cumplir con una determinada BER (Bit Error Rate).
Se requiere un nivel mínimo de eb/no
Normalmente se obtiene de gráficas, o se puede computar con simulación o fórmulas.
Relación de la eb/n0 mínima respecto a la potencia portadora:
bs
r
s
brb
RfkT
p
fkT
Tp
n
e
000
bs
b
r RfkT
n
e
pth 0
0
min,
En decibelios: HzdBmbpsRdBFdB
N
E
dBmTh bs
b
/174)(log10)()( 10
min0
Los umbrales (sensibilidades) en la práctica son mayores que el teórico porque no se dan condiciones de
recepción ideales. Se obtiene de los fabricantes, o sumamos 5 a 8 dB al teórico.
En realidad se recibe una potencia de portadora C, de forma que el Margen
Bruto de Desvanecimiento es:
)()()( 33 dBmThdBmCdBM Significa BER 10-3 , asociado a la definición de
SES empleada en los objetivos de las
Recomendaciones de la ITU-R.
rPC
5. Umbral y Margen Bruto de Desvanecimiento
5I. Zamora Unidad III: Radioenlaces terrenales del servicio fijo
Umbral (Sensibilidad) y Margen Bruto de Desvanecimiento (continuación)
Recordemos que es la diferencia entre las potencias recibidas y la sensibilidad o umbral.
Puede definirse para distintas tasa de bits en errores.
3
33 10-
r BER(dBm)Th(dBm)P(dB)M
6
66 10-
r BER(dBm)Th(dBm)P(dB)M
Tenemos de la conferencia 11, la tabla de la derecha.
De allí vemos que para una BER de 10-3 y esquema de
modulación 4PSK, el valor (Eb/N0 ) es de 6.8 (dB).
Entonces:
Ejemplo 1
Para un radioenlace digital a 34Mbps, realizado con equipos con figura de ruido de 7
dB y modulación 4PSK, el fabricante especifica una sensibilidad o umbral práctico de
-80dBm para una BER de 10-3. Determinemos la sensibilidad teórica:
1741034log1078.6 6
103 Th
)(88.843 teóricoumbraldBmTh
6. Umbral y Margen Bruto de Desvanecimiento
6I. Zamora Unidad III: Radioenlaces terrenales del servicio fijo
Nuevamente, de la conferencia 11, tenemos la tabla de la
derecha. De allí vemos que para una BER de 10-3 y
esquema de modulación, 64QAM, el valor (Eb/N0 ) es de
14.7 (dB) . Entonces:
Ejemplo 2
En un radioenlace de 140Mbps, con modulación 64QAM y ecualización, con figura de
ruido de 5dB, el fabricante especifica un umbral práctico igual a -73dBm para una
BER de 10-3 . Determine la sensibilidad o umbral teórico en este caso.
17410140log1057.14 6
103 Th
)(84.723 teóricoumbraldBmTh
7. Indisponibilidad de un radioenlace
7I. Zamora Unidad III: Radioenlaces terrenales del servicio fijo
Umbral de indisponibilidad (U):
Interrupción o funcionamiento degrado durante un tiempo > T0 sistema indisponible (Tind).
Cuantifica la probabilidad de que el sistema se encuentre en condiciones de funcionamiento en
un momento dado. La indisponibilidad total, para un tiempo de observación T (mayor de un año)
es:
Para un sistema Duplex:
(%)
T
TTT
U 1001221
T1= tiempo de interrupción (T0 ) en sentido de ida.
T2= tiempo de interrupción (T0 ) en sentido de retorno.
T12= tiempo de interrupción en ambos sentidos simultáneamente.
T= tiempo de observación.
En el caso unidireccional: T2=T12=0
inddis
ind
TTT(%)
T
T
U
100
Disponibilidad del RE
8. 8I. Zamora Unidad III: Radioenlaces terrenales del servicio fijo
Evaluación de la indisponibilidad
)(NUE
)(VU p)(LU
:)(LU Indisponibilidad total de la ruta/trayecto de longitud L
Indisponibilidad del equipo secciones de conmutación:)(NUE N
:)(VU p Indisponibilidad de propagación vanosV
Efecto de lluvia (f 7GHz)
Dependencia de la longitud de la
ruta y equipos trayecto y
circuitos de referencia (HRDP, CFR).
La indisponibilidad se desglosa en dos componentes:
Se calculan por separado en cada vano y se suman
Equipos
Distintos equipos en vanos
Equipos de reserva
Propagación
Lluvia f >10 GHz provoca indisponibilidad t ≥ To,
Desvanecimientos multitrayecto profundos son de corta duración t < To y afectan a
la fidelidad
9. 9I. Zamora Unidad III: Radioenlaces terrenales del servicio fijo
Evaluación de la indisponibilidad de Equipos
La indisponibilidad de equipos es:
N
i
siE UU
1
donde Usi es la indisponibilidad de
la sección de conmutación i-ésima: isi UU 2
Para un radiocanal con 1 Tx, 1 Rx y n repetidores
U la indisponibilidad en cada sentido:
RPRxTx nUUUU
Fiabilidad: complemento a uno de la indisponibilidad
Tiene en cuenta el tiempo entre averías: t
una variable aleatoria exponencial negativa:
de media , ( = MTBF, mean time between failures):
La probabilidad de que t supere un valor to:
Si se conectan en serie dos equipos:
/exp
1
)( ttp
/exp)()( 00
0
tdttpttp
t
1
2
1
1
1
MTBFMTBFMTBF
10. 10I. Zamora Unidad III: Radioenlaces terrenales del servicio fijo
Evaluación de la indisponibilidad de Equipos
El otro parámetro necesario es el MTTR (Mean Time To Restore)
Tiempo medio de reparación.
Depende del diseño del equipo.
La indisponibilidad en un sentido de un equipo para un canal i, Ui
sin protección es:
• Donde se tiene en cuenta el MTTR y
Con protección, se tienen que indisponer simultáneamente todos
los canales M+N, a lo largo de los m vanos y en ambos sentidos:
• Si hay un solo canal de reserva (N=1):
100100(%) xx q
MTTRMTBF
MTTR
Ui
MTBFMTTRq /
1
1
200
(%)2
N
i mq
N
NM
M
U
2
2
1200
(%)2 mq
M
M
Ui
MTBFMTTR
11. 11I. Zamora Unidad III: Radioenlaces terrenales del servicio fijo
Evaluación de la Indisponibilidad de Propagación
dBpAAM p
p
log043.0546.0
01.0 12.0
La indisponibilidad por propagación se limita a la lluvia
• Para f >10GHz la atenuación por lluvia es importante para indisponibilidad
El tiempo en el que habrá indisponibilidad es en el que la atenuación por
lluvia Ap excede el margen de enlace M
• El margen está dado para una BER (10-3) → Umbral Th3
• Este % p del tiempo es:
3ThLGLPIREM trrb donde también:
dKmdGHzfL ab )(log20)(log205.92
0
01.0
/1 dd
d
A
pU p
Para frecuencias >20 GHz la lluvia limita la distancia máxima
• Esta distancia máxima se obtiene despejando la máxima indisponibilidad permitida.
ppUU E max
M
max010 dA .
12. 12I. Zamora Unidad III: Radioenlaces terrenales del servicio fijo
Evaluación de la Indisponibilidad: Equipos+Lluvia
%100x
MTBF
MTTR
UE
Consideraciones generales
f > 10GHz, lluvia
Se suman los porcentajes de indisponibilidad de cada vano
Se comparan con objetivos, en Grado alto.
333 ThLGLGLPThCM trrbtttet
dKmdGHzfL wob )(log20)(log205.92 1010
Proceso:
)/(174)(log10)()(/ min03 HzdBmbpsRdBFdBNETh bsb
Fs es la figura de
ruido del sistema a la
entrada del receptor
1. Se evalúa la indisponibilidad del equipo:
2. Se obtiene el umbral (sensibilidad) de recepción Th3 del fabricante, o se calcula como:
3. Se calcula el margen para desvanecimiento plano:
Suele agregarse +2 a 5 dB
13. 13I. Zamora Unidad III: Radioenlaces terrenales del servicio fijo
Evaluación de la Indisponibilidad: Equipos+Lluvia
01.0AMpU p
(%)pE UUU
Conocida la Atenuación excedida el 0.01% del tiempo A0.01, se puede calcular para otro
porcentaje de tiempo p como:
Se iguala al Margen bruto y se resuelve (ec 2º en log10 p) para obtener Up(%) = p(%), el
porcentaje de tiempo de indisponibilidad:
dBpAAM p
p
log043.0546.0
01.03 12.0
5. La indisponibilidad del vano es:
4. Se calcula la atenuación por lluvia excedida el p% del tiempo:
2
01.0
3
log043.0log546.0
12.0
log pp
A
M
x x2
14. Evaluación de la indisponibilidad de radioenlace
14I. Zamora Unidad III: Radioenlaces terrenales del servicio fijo
Ejemplo
Se desea unir una estación base telefónica móvil con su controlador mediante un
radioenlace digital monovano con las siguientes características:
Base Station
Controller
al MSC
5 Km
Pt = 12 dBm
Gt = 40 dB
Ltt = 40 dB
R0.01 = 32mm/h
kV = 2.778
V = 0.9421
Th3 = -83dBm
Gr = 40 dB
Ltr = 0.5 dB
f = 38 GHz
o = 0.036 dB/Km
w = 0.0847 dB/Km
Visión directa
Despejamiento suficiente
Polarización Vertical
MTTR = 5h
MTBF = 50.000h
Determine la indisponibilidad del vano y verifique si cumple los objetivos de ITU-R.
15. Evaluación de la indisponibilidad de radioenlace
15I. Zamora Unidad III: Radioenlaces terrenales del servicio fijo
Solución:
%01.0%100
000.50
5
%100x
MTBF
MTTR
UE
1. Indisponibilidad del equipo:
2. Pérdidas básicas de propagación y Margen de desvanecimiento
3. Atenuación por lluvia: Polarización vertical a 38GHz.
4. Igualando atenuación por lluvia con Margen M3:
dBLb 7.1385087.0036.0)5(log20)38(log205.92 1010
dBM 3.35)83(5.0407.138405.0123
9421.0,2778.0 VVk
dBA 4.365273.701.0
KmdBR /7.273322778.0
9421.0
Kmed A
6.2135 32015.0
0
01.0
ddddcomo eff 0
dBp p
12.04.363.35 log043.0546.0
16. Evaluación de la indisponibilidad de radionelace
16I. Zamora Unidad III: Radioenlaces terrenales del servicio fijo
4. Igualando atenuación por lluvia con Margen M3:
2
log043.0log546.0
)12.0()4.36(
3.35
log pp
Resolviendo esta ecuación de segundo grado, tenemos:
pUp %0108.0
5. Indisponibilidad Total es:
%0208.00108.001.0 TU
6. Verificamos si este valor cumple el objetivo de indisponibilidad de ITU-R para L 280Km
%0336.0%
2500
2803.0
ITUTU
%0336.0%0208.0 ITUTT UU
Por tanto, el vano analizado, cumple con el objetivo de indisponibilidad de ITU.
Valor máximo de
indisponibilidad:
17. Evaluación de la Calidad (Fidelidad) en un radioenlace digital
17I. Zamora Unidad III: Radioenlaces terrenales del servicio fijo
Capacidad Baja (34Mbps o menos)
• Aplicamos el resultado de la conferencia 9 para pTP.
• Se considera que F1=M3, para una BER=10-3
• Recordemos que en este caso pTS es despreciable.
Capacidad Media/Alta (Mas de 34 Mbps): 2 métodos
1. Método de la signatura o firma:
• Se calcula el pTS y se suma al pTP
• La metodología es la misma desarrollada en la conferencia 9.
2. Método del margen neto de desvanecimiento:
• Permite calcular pTT directamente
10
0
3
10
M
TPTT Ppp
2
2
2)1(
s
m
bTS
T
kpCp
5.1
/22/2/
,TSTP
pppTT
18. (%)10010 10
0
eM
TT Pp
18I. Zamora Unidad III: Radioenlaces terrenales del servicio fijo
Evaluación de la Calidad (Fidelidad) en un radioenlace digital
Margen Neto de Desvanecimiento, (valor teórico)
El porcentaje de tiempo total pTT puede escribirse en función de un margen efectivo o
“neto” de desvanecimiento denotado por Me, que es un valor teórico elegido de forma que
pTT pueda expresarse mediante una ley similar a la del desvanecimiento plano.
o Consiste en calcular directamente el pTT de la misma forma que se calcula pTP.
Para pTP tenemos: (%)10010 10
0
3
M
TP Pp
Se considera una estructura igual para pTT considerando que existe un
margen Me:
Si lo que deseamos es calcular el margen neto, Me, hay que calcular
antes pTS:
(%)10(%)10 10
0
10
0
3 eM
TS
M
TSTPTT PpPppp
19. Margen Neto de Desvanecimiento
19I. Zamora Unidad III: Radioenlaces terrenales del servicio fijo
Despejando el margen neto, Me, de la expresión anterior:
10
0
103
3
10
(%)
1log10
M
TS
e
P
p
MM
Siempre se cumple que M3 > Me .
Si M3 Me M3.
Si M3 entonces:
TS
e
M p
P
M
(%)
loglim 0
10
3
20. Margen Neto de Desvanecimiento
20I. Zamora Unidad III: Radioenlaces terrenales del servicio fijo
Ejemplo
Se considera un vano de radioenlace digital que tiene las siguientes características:
Se pide:
• Evaluar la calidad (fidelidad) del
enlace
• Calcular el margen neto de
desvanecimiento
• Comprobar si se cumplen con los
objetivos de calidad establecidos
por ITU-R.
• Velocidad de transmisión: 140Mbps
• Esquema de modulación: 16QAM
• Margen bruto para BER=10-3 es 30dB.
• Desvanecimiento multitrayecto con
factor P0=0.27
• Longitud del vano: 42Km.
• Signatura dada por la figura mostrada.
21. Margen Neto de Desvanecimiento
21I. Zamora Unidad III: Radioenlaces terrenales del servicio fijo
Solución:
La solución del ejercicio pasa por
determinar el valor de la signatura (k)
a partir de la gráfica, ya que pTS
depende de este valor.
sA TMHzWK
BA KKk
20/
10 CBs
B
T
K
Para encontrar k, usamos la
siguientes fórmulas donde BC y W
lo obtenemos de la figurada dada
para la signatura del receptor.
De la gráfica tenemos:
18
MHzMhzW 36182
dBBC 18
BC
W
segnseg 3
103.63.6
2
2
32.4
s
m
TS
T
kp
22. Margen Neto de Desvanecimiento
22I. Zamora Unidad III: Radioenlaces terrenales del servicio fijo
nsegseg
MbpsR
M
R
T
bs
s 57.2802857.0
140
16loglog1 22
Determinamos Ts como:
Hallamos la signatura con los datos anteriores:
20/18
3
2
20/
2
20/
10
103.6
)02857.0(
361010
CC BsBs
s
T
W
T
WTk
587.0k
072.0)27.0(2.0exp1 75.0
Ahora es necesario encontrar que es necesaria en la expresión para pTS:
También calculamos m:
(ns)..
.
m 5580
50
42
70
31
23. Margen Neto de Desvanecimiento
23I. Zamora Unidad III: Radioenlaces terrenales del servicio fijo
Sustituyendo valores tenemos que pTS es:
%00696.0%100
57.28
558.0
587.0072.032.4
2
TSp
%027.0(%)1001027.0 10
30
TPp
Para pTP aplicamos la expresión:
Entonces, pTT por el método de la signatura nos da:
%041.0)00696.0()027.0(
33.175.075.0
TTp
%03396.000696.00270 .ppp TSTPTT
O bien:
Ahora, pTT por el método del desvanecimiento neto es:
dBMe 2910
27
00696.0
1log1030 10
30
10
%0339.0(%)1001027.0 10
29
TTp
24. Margen Neto de Desvanecimiento
24I. Zamora Unidad III: Radioenlaces terrenales del servicio fijo
kmLESR(%) 280%036.0
kmL.SESR(%) 280%0060
Error Second Rate (ESR): Tasa de segundos con errores
Severe Error Second Rate (SESR): Tasa de segundos con muchos errores
Para verificar si el enlace cumple con las condiciones de calidad (fidelidad)
observamos que para L=42Km < 280Km, y las condiciones resultan ser:
Los valores de pTT deben ser siempre menores o iguales que las condiciones de
arriba. En este caso, tenemos tres valores estimados, por lo que si tomamos la
estimación correspondiente al peor caso (0.041%) el radioenlace no cumple con
ESR. Si se considera la estimación mas optimista (0.0339%) el enlace cumple
ESR.
No obstante, el radioenlace no satisface la condición para SESR.
25. • Lectura Obligatoria
• Transmisión por Radio
• Capítulo 5
Sección 5.18
• Lectura Recomendada
• Ninguna.
25I. Zamora Unidad III: Radioenlaces terrenales del servicio fijo