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I.

INFORME 1. 2.

PP YY

2.1 Título Interferencias de RF en radioenlaces 2.2 Objetivos Objetivo general: Analizar las interferencias de RF en radioenlaces mediante la investigación de campo, aplicando un resumen teórico. Objetivos específicos: -

Identificar los diferentes tipos y fuentes de interferencias que suelen suceder en un sistema radioenlace. Determinar la relación de potencia deseada señal/interferencia a la entrada del receptor interferido portadora /interferencia Analizar los cálculos y el control de las interferencias producidas en un radioenlace.

2.3 Resumen En el presente documento consiste en el análisis de las interferencias de RF que suelen producirse en los sistemas de radioenlaces que son producidas en las entradas de los receptores que afectan al funcionamiento de los enlaces de comunicaciones para ello se realiza en análisis de cálculos de la relación de la portadora/interferencia para de esta manera disminuir las interferencias producidas en dichos enlaces. 2.4 Palabras clave: Propagación, Interferencias de RF, canales, radioenlaces, antenas. 2.5 Introducción Las interferencias suelen existir en elementos susceptibles que actúan como receptores a los se acoplan las perturbaciones procedentes de otros elementos, no solamente se trata de que las potencias de las interferencias recibidas pueda provocar daños físicos al receptor, sucede a veces que incluso para niveles de potencia muy pequeños el sistema deja de comportarse como debería, ya que las interferencias tienen un contenido espectral que coincide total o parcialmente con la información de interés que de esta forma queda alterada, las interferencias en radioenlaces son susceptibles a los sistemas electrónicos, componentes pasivos, cables, circuitos activos y circuitos integrados, para ello se centra el análisis del acoplamiento directo entre los campos externos y los hilos internos de los circuitos de los equipos 2.6 Metodología Interferencias de RF en radiofrecuencias

Clases de interferencias Las interferencias de RF producen a la entrada de un receptor de radioenlace, señales no deseadas que pueden afectar a la calidad de funcionamiento. Pueden clasificarse según diversos criterios que puede distinguirse entre interferencias.  

Intrasistema Intersistema

Las primeras se originan en el propio sistema de radioenlace, fundamentalmente como consecuencia de la reutilización de frecuencias, aunque también pueden deberse a acoplamientos indeseables en el interior de los equipos radioeléctricos, a efectos de no linealidades en los circuitos de acoplo comunes y a respuestas parasitas de los receptores. En segundo grupo comprende aquellas interferencias producidas entre dos o más sistemas diferentes, terrenales o espaciales, por ejemplo de un radioenlace de telefonía con otro de televisión, al trabajar ambos en la misma banda de frecuencia. Puede clasificarse también la interferencia, según la posición relativa de la señal interferente respecto de la deseada (UIT-R I.779), en: a) Interferencia en el mismo canal o Co-canal. Son interferencias debidas a una fuente modulada o no, de frecuencia próxima a la de portadora deseada. La reutilización de frecuencia, varias células dentro de determinada región de cobertura usan el mismo conjunto de frecuencias. Dos células que usen el mismo conjunto de frecuencias se llaman células por canal compartido, y a la interferencia entre ellas se le llama interferencia de canal compartido. A diferencia del ruido térmico, la interferencia por canal compartido no se puede reducir sólo con aumentar las potencias de transmisión, porque al aumentar la potencia de transmisión en una célula aumenta la probabilidad de que esa transmisión interfiera con la transmisión de otra célula. Para reducir la interferencia por canal compartido, se deben separar los canales compartidos una determinada distancia mínima. b) Interferencia en un canal adyacente. Se trata de una interferencia proveniente de un canal contiguo al deseado, en el plan de canalización. Esta interferencia se presenta cuando las transmisiones de canales adyacentes interfieren entre sí. Es el resultado de filtros imperfectos en los receptores, que permiten la entrada de frecuencias cercanas al receptor. Esta interferencia se presenta más cuando el canal adyacente transmite muy cerca del receptor en una unidad móvil, al mismo tiempo que la unidad móvil está tratando de recibir transmisiones de la estación base, en una frecuencia adyacente. A esto se le llama efecto cercanolejano y se presenta más cuando una unidad móvil está recibiendo una señal débil de la estación base. Puede aún establecerse una tercera clasificación, atendiendo a las circunstancias de propagación de las señales deseada e interferente, como se

indica en la tabla siguiente, donde se resumen las fuentes de interferencia más importantes que puede afectar a un sistema de radioenlaces terrenales.

Referencia a la Fig. [3] 1

FUENTES DE INTERFERENCIA GRUPO A Referencia a la Fig. [3] Co-canal, canales de 3 polarización cruzada

2

Radiación hacia atrás

4

7

GRUPO B Recepción delante/detrás

5

rebasamiento opuesto (3 tramos)

Canal adyacente copolarizado

6

reflexiones no deseadas

Radiación hacia atrás y rebasamiento

D

otros sistemas digitales

A

otros sistemas analógicos

S

sistemas por satélite

Rebasamiento (3 tramos)

8

Estas fuentes pueden clasificarse en dos grupos: a) Fuentes que comparten total o parcialmente un trayecto común con la señal deseada y que en gran medida, se desvanecen simultáneamente con ella. b) Fuentes que no tienen un trayecto común con la señal deseada y en general, no se desvanecen simultáneamente con ella. En el modelo de interferencia ilustrado en la figura [1] se supone un plan a dos frecuencias y que todos los repetidores x transmiten en la misma frecuencia. La fuente de interferencia No1 se debe a la transmisión de dos radiocanales con la misma frecuencia y planos opuestos de polarización.

Figura [1]. Interferencias en un radioenlace. CALCULO DE LA RELACIÓN PORTADORA/INTERFERENCIA En todo proyecto de radioenlace es necesario evaluar la relación de potencias señal deseada /señal interferencia a la entrada del receptor interferido denominada relación portadora /interferencia y designa abreviadamente por C/I (dB) se aplica para ello la ecuación de balance al trayecto de la señal interferente, teniendo en cuenta las atenuaciones adicionales debidas a:  Efecto de los filtros de RF del transmisor y receptor cuando la interferencia no es co-canal  Discriminación angular de las antenas de emisión y recepción para el trayecto interferente Para ilustrar el cálculo, se representa en la figura [2] una situación hipotética en la que el receptor interferido es b, el trayecto deseado es AB y el interferente CB sea

AC ( β)

y

AB (α )

las atenuaciones adicionales en las antenas

transmisora (en C) y receptora (en B), como consecuencia de la emisión /recepción fuera del haz principal.

Figura [2]. Ilustración de una trayectoria afectada con interferencias. La potencia de la señal interferente recibida en B es:

PIB =PTC −LTTC −LFC +GTC− A C ( β )−L b+G RB− A B ( α )−LTRB−L FB Donde se han indicado con subíndice C los parámetros correspondientes al transmisor «C» y con B los del receptor «B». Las pérdidas en filtros

LFC

y

LFB

pueden considerarse nulas en caso

de interferencia cocanal. Todos los valores de ganancias y pérdidas están en dB. El cálculo de

Lb

se hará para la distancia interferente

d2. En principio, pueden suponerse condiciones de espacio libre para el trayecto interferente para mayor sencillez. Si, una vez efectuados los cálculos, se obtuviera una relación C/I crítica o fuera de los límites de tolerancia, deberán tenerse presentes condiciones más realistas de propagación de la señal interferente, la cual encontrará, en general, obstáculos que causarán pérdidas adicionales por sombra, las cuales reducirán su intensidad. Para ello, habrá que trazar y estudiar el perfil del trayecto de la señal interferente para un radio ficticio de la Tierra correspondiente al valor k = 4/3, representativo de las condiciones normales de propagación, durante el 50 % del tiempo, aproximadamente. En la Recomendación UIT-R P.452, se indica la metodología de evaluación de Lb para trayectos de interferencia. Establecida la relación señal/interferencia C/I, en RF, su efecto sobre la calidad de la señal depende de la naturaleza del radioenlace. INTERFERENCIAS EN RADIOENLACES DIGITALES En los radioenlaces digitales las interferencias, en general, no tienen un nivel suficiente para producir errores en los circuitos de decisión. Esto es, las crestas de interferencia, a diferencia de las crestas de ruido, no cierran el diagrama de ojo. En consecuencia, la interferencia, corno tal, no suele producir errores, si bien aumenta la probabilidad de que el ruido térmico origine errores, debido a la reducción de la abertura del diagrama de ojo. Así pues, a grandes

rasgos, las interferencias producen un desplazamiento a la derecha de las curvas de calidad de la Figura [3].

Figura [3]. Interferencias producidas por desplazamientos Esto implica que para la misma potencia de señal transmitida (W fijo), aumenta la probabilidad de error, o que para una

Peb

determinada

se requiera más potencia de señal o se reduzca el margen de desvanecimiento. Puede calcularse la magnitud de la degradación de la tasa de errores en presencia de interferencia, cuando se conoce la distribución estadística de la amplitud de la señal interferente recibida. El cálculo, aunque abordable, es muy laborioso. Una estimación aproximada, aunque pesimista, se basa en considerar a la señal interferente como un ruido gaussiano que se suma en potencia con el ruido térmico. Se tendrá:

1 Peb = Erfc 2

[√ ]

c 1 = Erfc n+i 2

[√ ] 1 n i + c c

Donde c/i, es la relación portadora/interferencia a la entrada del receptor interferido y c/n la relación portadora/ruido. En la práctica, se suelen utilizar curvas obtenidas mediante mediciones o simulaciones por computador, que dan el incremento de W necesario para mantener una probabilidad de error

Peb determinada en presencia de interferencia, en función de la relación portadora/interferencia. Como ejemplo, se representa en la Figura [4] curvas de valores de BER en función de W para los siguientes casos: a) Caso ideal, sin simulación de banda. b) Caso real, sin interferencia (C/I = ∞) c) Con interferencias co-canal de diferente intensidad.

Se han trazado también curvas de la BER, suponiendo que se sumen en potencia el ruido y la interferencia (líneas de trazos). Como se ve, esta hipótesis proporciona, en general, resultados pesimistas. Solo da valores aceptables para BER comprendidas entre

10−4

y

10−5 y C/I>25dB.

En la figura [5] se ilustra otra forma alternativa de valorar la degradación producida por la interferencia co-canal. Se representa el incremento necesario de la relación C/I, antes del demodulador, para mantener una BER =

10−6

en función de la relación C/I, en dB, para dos sistemas de modulación digital. Se observa que el incremento de W es moderado para relaciones C/I tan pequeñas como 10 dB, lo cual pone de manifiesto la excelente resistencia de los radioenlaces digitales a interferencias externas.

Figura [4]. Relación potencia de la portadora/potencia de ruido, W(dB) Control de las interferencias La interferencia en el mismo canal por sobrealcance dentro de un mismo sistema o entre diferentes, puede reducirse eligiendo convenientemente el aplazamiento de las antenas y procurando que sus lóbulos laterales y posteriores de radiación sean reducidas. Por ejemplo, para mantener la interferencia en el mismo canal dentro de un nivel admisible, la discriminación mínima de los lóbulos anterior-posterior de la antena debe ser 65dB en cada sentido. También pueden reducirse las interferencias mediante intercalación de las frecuencias en la selección afectada, lo que equivale a modificar en el mismo sentido todas las portadoras en un valor igual a la mitad de la diferencia de frecuencia con el canal adyacente.

Existen normas para reducir interferencia proveniente de sistemas exteriores, como las del servicio fijo por satélite, radar, etc., basadas en limitar la densidad de flujo de potencia producida por dichos sistemas.

Figura [5]. Degradaciones producidas por las interferencias co-canal

2.7 Conclusiones 





Las interferencias de RF que suelen producirse en los sistemas de radioenlaces son producidas en las entradas de los receptores que afectan al funcionamiento de los enlaces de comunicaciones, para ello se centran en el análisis del acoplamiento directo entre los campos externos y los hilos internos de los circuitos de los equipos. En las clases de interferencia se puede distinguir por la reutilización de frecuencias originadas en las intersistema y aquellas producidas entre dos o más sistemas diferentes conocidas como intersistema Generalmente la potencia de la portadora de una señal deseada y la potencia de señales interferentes se expresa en decibelios debido a que permite mejorar la calidad de la señal de los sistemas.

2.8 Referencias bibliográficas [1] José Rabanoa, Transmisión por radio, Centro de Estudios Ramon Areces. S. A., 2008. [2] W. Tomasi, Sistemas de Comunicaciones Electronicas, México, Pearson Educacion, 2003. [3] José Albornoz, Radioenlaces Digitales, México, Académica, 2014