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• Miguel Angel Sucso

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Comunicaciones Móviles Práctica 1 – Planificación Radio 1 I.

INTRODUCCION

El objeto de esta práctica es aprender el manejo de una herramienta de planificación radio, y aplicar conceptos básicos sobre cobertura y planificación en un sistema de comunicaciones móviles. Se utilizará para ello el programa Xirio-OnLine. Para ello crearemos una cuenta en la plataforma: Fig 1 Plataforma Xirio Online

DESCRIPCIÓN Ubiqué las coordenadas de la zona rural en la ciudad de SALITRAL. Y la zona urbana en la capital SULLANA. Luego procedí a crear los estudios para cada método de cobertura, siguiendo los parámetros de sector y equipos para el servicio móvil GSM 900.

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2.

Cálculo de cobertura en entorno rural

Seleccioné un punto para la estación base, para ello realicé un caso de estudio llamado OKUMURA HATA SALITRAL RURAL, la estación del sector se llamará SALITRAL RURAL:

Configuramos las propiedades del sector

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VISTA DE SATÉLITE

VISTA DE MAPA

Antena: dipolo en λ=2 (half-wave dipole). En un sistema real se utilizarán antenas más directivas; sin embargo, por simplicidad se va a utilizar esta antena, que es omnidireccional en el plano horizontal. Frecuencia de referencia: 960 MHz. Polarización: vertical. Altura: 30 m. Potencia: 10 W.

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Características: Antena isótropica de ganancia 0 dB. omnidireccional para servicio GSM Polarización: vertical. Altura: 1,5 El receptor tiene una sensibilidad de -103 dBm. Además, se desea un porcentaje de cobertura perimetral del 90%, con una desviación típica de 10 dB.

Calculamos el margen por desvanecimiento log-normal: M(L) = k(L)L Donde: M(L): Margen por desvanecimiento log-normal k(L): Función Inv. De la Gaussiana Acumulativa, de donde si L = 90% → k(L) = 1.28 L: Desviación Típica de 10 dB M(L) = 1.2810 ≈ 13dB

Ahora podemos calcular la Potencia umbral: PU = S(dBm) + D + M(L) Donde: M(L): Margen por desvanecimiento log-normal D: Degradación, si consideramos un receptor móvil tenemos D = 0 dB S: Sensibilidad, S(dBm) = −103 Así: PU = −103 + 0 + 13 = -90dB

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Para definir el modelo de propagación que se va a emplear se utiliza la opción método de cálculo dentro de la pestaña parámetros de cálculo y pulsando sobre el icono cuadrado blanco con dos ticks.

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Okumura-Hata en medio rural con resolución de 400 m (que es el máximo que se puede obtener de forma gratuita).

Se tiene como resultado:

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Rec. UIT-R P. 526-11 con resolución de 400 m.

Se tiene como resultado:

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Método LOS con resolución de 400 m. Este método considera propagación en espacio libre si existe visión directa, y atenuación infinita en caso contrario.

Se tiene como resultado:

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PREGUNTA 3: ¿Cuál de las tres opciones incrementa más la cobertura en la zona bajo estudio?¿Por qué? De los resultados mostrados, tanto para el método Okumura como para el método UIT-RP, muestran una mejora en la cobertura cuando se aumenta la altura de la antena, siendo esta la que aumento más la cobertura; ya que con esto se esquiva los obstáculos que antes interferían. Si bien el aumento de potencia aumento la cobertura aun los obstáculos siguen interfiriendo Si se combina un aumento de altura y cambiando el punto óptimo de la antena se obtiene mejores resultados.

PREGUNTA 4: Compare el efecto sobre la cobertura de los cambios anteriores, utilizando el modelo de la Rec. P. 526 del UIT-R. ¿Cuál de las opciones es más efectiva en este caso? ¿Por qué? Para el método de Rec P. 526 de la UIT-R es más conveniente mover el punto situado de la antena a otro lugar donde sea el punto más alto del terreno. Así se obtendría una mejor cobertura que aumentando la potencia de transmisión o la altura de la torre donde se situa la antena.

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4. Cobertura en entorno urbano Se comparan varios métodos de propagación en entorno urbano. 1. Okumura-Hata en ciudad grande 2. Rec. UIT-R P. 526-10. Para el receptor se considera una sensibilidad de -100 dBm, con un porcentaje de cobertura perimetral del 90% y desviación típica de 9 dB

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Antena: dipolo en λ=2 (half-wave dipole). Frecuencia de referencia: 960 MHz. Polarización: vertical. Altura: 4 m (altura de la torre situada sobre el edificio). Potencia: 43 dBm.

Realicé el primer cálculo con el método de propagación

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Okumura-Hata en ciudad grande

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Segundo cálculo con el método de propagación

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Rec. UIT-R P. 526-11.

PREGUNTA 5: ¿Qué diferencias observa entre los métodos utilizados?

Se observa que con el método de cálculo Rec. UIT-R P. 526-11.se logra obtener una mayor cobertura en el área de estudio, sobretodo observar que el área de verde claro es decir el intervalo de potencia de 0 a -82 dBm es el que ocupa más espacio de los otros rangos de señal. Con el método Okumura-Hata en cambio, se observa que la cobertura es pequeña y no cubre toda el área de estudio, y el rango de señal que ocupa más espacio es el celeste. Esto ocurre porque en este último se consideran ciertos parámetros que afectan la cobertura de la señal transmitida como las ondas reflejadas,mientras que en el cálculo Rec. UIT-R P. 526-11 no se toman en cuenta es por eso que nos muestra una mayor área de señal, lo que nos quiere decir que el Okumura-Hata nos da una vista más aproximada de lo que pasaría con la cobertura.

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Método de cálculo editable Se incluye un término de pérdida adicional por difracción de los obstáculos interpuestos. A partir de medidas, se estima que dicho término se puede aproximar como 0,3 por la pérdida de difracción calculada según la Rec. P.526 del UIT-R. Así, el modelo de cálculo completo queda:

El método de cálculo Editable, permite definir una fórmula arbitraria para el cálculo de la atenuación, incluyendo el efecto de la difracción. Se define introduciendo uno a uno los diferentes sumandos, El método permite utilizar la altura real de la base sobre el nivel del suelo en su ubicación (h tx) o la altura efectiva de la base sobre el nivel medio del suelo (h eff tx) se usó esta última.

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Resultado de cobertura Método Editable

PREGUNTA 6: Comente la cobertura obtenida de acuerdo con el modelo que acaba de definir. En este modelo editado se observa que el área que cubre la señal transmitida no es tan diferente al cálculo realizado con Okumura-Hata pues ambos cubren casi igual área. Se ve que el rango de señal verde oscuro del Editable disminuye en comparación a OkumuraHata, es decir con este modelo logramos transmitir una mayor potencia (verde oscuro) pero en un área cercana y reducida. Se observa mediana potencia (verde claro) en un área mayor, pero relativamente cercana; Respecto a la potencia regular (celeste) en un área un poco más alejada.

5. Cobertura en sentido ascendente

PREGUNTA 8 Razone que cambios deberá introducir en el studio de cobertura Xirio OnLine para observer la cobertura en sentido ascendente. Se deberá trabajar con un método editable ampliado, por la razón de que se debe cambiar los parámetros perdidos como la altura de la antena, y esto se consigue en un caso particular de método de cobertura.

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1. Efecto del diagrama de radiación Defina en Xirio-OnLine la antena cuyos datos figuran en el apéndice A. Para ello, introduzca como transmisor una antena estándar omnidireccional y a continuación, en la ventana de parámetros, modifique los diagramas de radiación horizontal y vertical y la ganancia.

Diagrama de radiación vertical En azimut 0

Diagrama de radiación horizontal

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PREGUNTA 9: Si se desprecia el efecto de variación de cobertura debido a la frecuencia, ¡cómo se pueden visualizar simultáneamente en un solo estudio las coberturas descendente y ascendente? Se deberá ir al menú resultados y abrir el gestor de estudios, luego escoger ambos resultados y abrirlos uno seguido del otro y estarán superpuestos con esto se notará el contraste y analizar ambos resultados. PREGUNTA 10: Considere ahora que la estación base utiliza la antena directiva que acaba de crear. En el programa, ¿dónde debe seleccionarse la nueva antena para ver la cobertura en sentido descendente: en el transmisor o en el receptor? ¿Y en sentido ascendente? Para ver la cobertura en sentido descendente se debe seleccionar la antena en el transmisor Y para ver la cobertura en sentido ascendente se debe seleccionar la antena en el receptor o móvil. Esto se debe al proceso de canalización que tiene por objetivo en el enlace descendente separar las transmisiones entre usuarios de una misma célula, y en el enlace ascendente separar diferentes conexiones o servicios simultáneas de un mismo terminal que vendría a ser el Usuario.

PREGUNTA 11: Calcule la cobertura en sentido ascendente con la antena que acaba de crear, utilizando para los demás datos los valores del apartado 5. Compruebe y comente el efecto de variar la orientación de la antena en acimut

Colocando para el sentido ascendente la antena creada en el receptor del terminal bajo los siguientes parámetros

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Como observamos en la primera figura con una orientación de 0° el área de cobertura de la antena transmisora se dibuja en función del diagrama de radiación dibujado, así pues la antena dirige su señal hacia el norte. Luego orientamos la antena con un ángulo de 245° con lo cual vemos que la señal apunta hacia el suroeste y es a donde se encuentra la mayor concentración de la ciudad.

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PREGUNTA 12: Suponiendo R = 12 dB, modifique la inclinación de la antena hasta 10° y observe cómo cambian la zona de cobertura y la zona en la que puede haber interferencia. Comente los resultados

Aquí cambiamos la inclinación de la antena y le damos -10° es decir la inclinamos hacia abajo y observamos que cubre un área menor comparada con la anterior figura pues estamos concentrando la señal hacia abajo y restamos área de señal, pero aumentamos la concentración de la señal hacia donde la estamos dirigiendo.

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