curso bÁsico ics telecom

MANUAL BÁSICO DE APRENDIZAJE

ICS TELECOM – ATDI

Autores:

Leonardo Betancur Agudelo

Javier Emilio Sierra Carrillo

2 Manual Básico – ICS Telecom

INTRODUCCIÓN

La planeación y diseño de los sistemas de radiocomunicación son una necesidad que se presenta en la actualidad, para la cual es necesario desarrollar esquemas de simulación lo suficientemente robustos, que brinden resultados confiables, de fácil interpretación y análisis; permitiendo así evaluar los costos y la viabilidad en todos los aspectos posibles de un proyecto, antes de realizar las inversiones en equipos e infraestructura de red. El software de simulación ICS Telecom, permite realizar todo tipo de simulación y representación de los sistemas de radiocomunicaciones más desplegados en el medio, con la posibilidad de evaluar el desempeño de los mismos con la mayor precisión posible. El presente manual introduce al usuario en el mundo de ICS Telecom, sus fortalezas y forma de funcionamiento. Describe los procedimientos para la simulación en ICS Telecom, y explica por qué es diferente de otras aplicaciones. Igualmente lo orientará para familiarizarse con el entorno de trabajo, para crear y analizar las simulaciones básicas y más empleadas en el medio.


GENERALIDADES ICS TELECOM

EXPLICACIÓN GENERAL ICS Telecom – ATDI es un software de simulación de radiocomunicaciones basado en un sistema de información cartográfica. Su objetivo es estimar o predecir el comportamiento de los parámetros de desempeño de las tecnologías más sobresalientes, utilizando un conjunto de algoritmos para cada aspecto particular, logrando una alta precisión en sus resultados. Esto le permite constituirse en una herramienta de diseño lo suficientemente robusta como para la aplicación en la industria. REQUERIMIENTOS EN HARDWARE

• Computador IntelTM PentiumTM (Procesador requerido IntelTM). • Disco duro: mínimo 2 GB. • Random Access Memory (RAM): Windows 95/98: mínimo 64 MB

(Recomendado 128 MB), Windows NT, 2000, XP: mínimo 128 MB (Recomendado 256 MB).

• Multi-synch Graphics Display Screen. • Sistema Operativo: WINDOWS 95, WINDOWS 98, WINDOWS NT 4.0 ++,

WINDOWS 2000, o WINDOWS XP.


INSTALACIÓN

El proceso de instalación requiere de tres instancias básicas: la instalación del hardware de autorización, la instalación del monitor de licencias, y finalmente la instalación de la aplicación en sí. Instalación del hardware de seguridad: Inicialmente se realiza la conexión en el puerto correspondiente de la llave hardware suministrada por el proveedor. Instalación del monitor de licencias: Se procede a la instalación del software Sentinel Driver, de Rainbow Technologies; debe realizarse una instalación típica de Windows con todos los componentes. Instalación de la aplicación: Finalmente se inicia la instalación del paquete de software. Para la versión 6.6 se poseen dos CDs, el primero con el paquete de la aplicación, y el segundo posee los manuales de referencia. En el proceso de instalación se ejecuta el archivo Setup y se procede con una instalación típica (con todos los componentes); el asistente de instalación irá solicitando continuamente los CDs requeridos. Para la versión 7 solo se requiere proceder con una instalación típica de Windows.


ENTORNO DE TRABAJO

FUNCIONALIDADES Entre las funciones generales de ICS Telecom que la empresa creadora del software ATDI da a conocer, se encuentran: Definición de estaciones: El usuario indica el tipo de estación y los parámetros técnicos necesarios (ubicación, altura sobre el terreno, potencia, ganancia, pérdidas, modelos de antena, otros); todas las estaciones de la red aparecen de forma instantánea en el mapa, integrándose en una base de datos interna o externa para la realización de posteriores estudios.

Figura visualización de antenas

Parámetros de cálculo: Este sistema integra varios modelos de propagación (Fresnel, Deygout 94, Okumura-Hata, ITU-R.P.370, ITU-R.P.525/526, Longley-Rice, NBS 101, otros), no obstante el usuario también puede crear y personalizar su propio modelo de propagación. Este cálculo incorpora propagación en espacio libre, difracción (Bullington, Deygout, Cilindro ITU-R.526, ITU 452, otros), refracción y reflexión. ICS telecom nG también tiene en cuenta las interacciones físicas, como los edificios, la curvatura del globo terrestre, la atenuación climática y la atenuación lineal por usos del suelo.

Figura modelos disponibles por el software

Cálculo de cobertura: La cobertura se calcula para cada uno de los puntos del terreno, mostrándose el resultado en mapas bidimensionales o tridimensionales. El usuario dispone de acceso inmediato a cobertura compuesta, cobertura de mejor servidor, solapamiento y handover entre estaciones, pudiendo realizar todos los estudios que sean necesarios.

Figura Cálculo de cobertura

Optimización del espectro y cálculos de interferencias: El sistema asigna frecuencias de forma automática, optimiza la ocupación del espectro reutilizando


frecuencias cuando sea posible (según el rango de frecuencias o el plan de frecuencias que indique el usuario), minimizando a su vez la interferencia. Diseño: Para optimizar la configuración de la red, ICS telecom nG incluye la búsqueda automática de emplazamientos a partir del grupo de ubicaciones (suscriptores o zonas) que han de cubrirse. Radioenlaces: ICS telecom nG extrae de forma instantánea el perfil del terreno localizado entre dos estaciones (teniendo en consideración la curvatura del globo terrestre, los usos del suelo o las limitaciones locales). Se generan los link budget (presupuestos de enlaces) para enlaces por microondas analógicos o digitales, según los modelos predefinidos de propagación, difracción y reflexión. ICS telecom nG proporciona información sobre la calidad de la recepción y la fiabilidad del enlace. El módulo de asignación automática de frecuencias contribuye a reducir las interferencias que se producen dentro de la red de radioenlaces, así como entre los enlaces y otras estaciones, como receptores de satélite o estaciones fijas WLL o GSM.

Figura Radioenlaces

Administración de bases de datos: ICS telecom nG utiliza bases de datos internas que permiten la administración instantánea de todos los emplazamientos que sean necesarios. ICS telecom nG integra como estándar la posibilidad de conectarse a fuentes externas mediante una red existente de ámbito local o lejano (importación y reutilización de bases de datos existentes, así como intercambio de información técnica a gran escala). Administración del espectro: ICS telecom nG se integra con facilidad en un Sistema de Administración del Espectro para ayudar a la adjudicación de licencias, la compatibilidad electromagnética o la coordinación fronteriza. ICS telecom nG integra importantes recomendaciones de la ITU relativas a la administración del espectro y también puede conectarse directamente a goniómetros o analizadores de espectro mediante puerto RS232 e integrarse en un Departamento de Control del Espectro. Este sistema recibe en tiempo real la información procedente de los goniómetros, guarda los resultados y los muestra en la cartografía. Posteriormente compara de forma automática la probable ubicación con la base de datos de emplazamientos conocidos para determinar el propietario potencial del transmisor. Planificación tridimensional de redes de radio: Imagen tridimensional en pantalla que muestra la cobertura desde dos transmisores y un enlace entre dos emplazamientos de microondas. En modo tridimensional, los usuarios disponen de la capacidad para visualizar un proyecto desde cualquier ángulo y altura, pudiendo acercar y alejar el proyecto, quedando dicha capacidad únicamente restringida por la resolución del mapa que utilice el usuario. En esta vista se muestra una ciudad en primer plano con colinas que se alzan en la distancia.


FIGURA TRIDIMENSIONAL ENLACE MICROONDA Análisis de interferencia potencial: La demanda de espectro supone tener que compartir frecuencias. ICS telecom nG permite al planificador analizar la interferencia resultante equilibrando la disponibilidad de la red con recurso y presupuesto del espectro.

FIGURA DE COBERTURA DE VARIAS ESTACIONES

BASE Repartición de retardos simulcast: El diseño de sistemas de radiodifusión simultánea tanto en radio móvil como en servicios de paging y de radiodifusión, ha sido durante mucho tiempo un campo de especialistas. Al pasar estas redes a la señalización de alta velocidad debe tenerse en consideración la recepción de múltiples señales que han sufrido distintos retardos de propagación. Mejor servidor: En redes fijas de acceso por radio y, de hecho, en todas aquellas en las que se precisen enlaces hacia numerosas estaciones exteriores o suscriptores, conocer qué estación fija presta el mejor servicio tiene una importancia fundamental a la hora de orientar la antena del suscriptor. El informe puede incluir también el segundo, tercero, etc, etc, mejor servidor.

FIGURA MEJOR SERVIDOR Análisis completo de perfiles de enlace: El análisis completo de perfiles de enlace es una función estándar integrada en ICS telecom nG que presenta de forma completa y detallada una muestra del terreno y de la geometría de cada perfil. ICS Telecom ofrece a los ingenieros encargados de la planificación de redes de radio la certeza de que un enlace comprendido entre dos usuarios podrá estar disponible cuando sea necesario. Antenas direccionales de suscriptor: ICS telecom nG dispone de una base de datos interna de equipos. Esta herramienta permite al usuario diseñar sus propias antenas para su utilización en estaciones fijas, terminales de radioenlaces y en suscriptores. Dichas respuestas polares se pueden visualizar y utilizar en tres dimensiones, dando al encargado de la planificación de redes un potencial para el modelado prácticamente ilimitado.

FIGURA PARÁMETRO DE RADIACIÓN DE UNA ANTENA EN 3D

Base de datos de emplazamientos de alta capacidad: Cada suscriptor ya viene incluido en otra potente base de datos que refleja la transición desarrollada desde la planificación general de área hasta la instalación de bases con perspectivas futuras


conocidas, desarrollando de este modo las redes desde el concepto hasta su despliegue. Los datos pueden a su vez ser importados desde una base de datos existente en Departamentos de Planificación de Redes. Base de datos multimedia por emplazamiento: Cada emplazamiento puede comprender cientos de equipos contiguos de estación fija/terminal. Cada estación fija/terminal tiene la capacidad de vincularse con Microsoft Word, Microsoft Access, archivos de audio, archivos AVI, así como a varios formatos de archivo de imagen. Esta potente utilidad ofrece al encargado de planificación de redes la capacidad para registrar en su totalidad el historial, el estado actual y el futuro de cualquier emplazamiento de la red. Tabla de Funcionalidades A continuación se muestran las funcionalidades del software suministradas por el desarrollador de ICS Telecom:

Parámetros de estación Ubicación Altura sobre el terreno Potencia Ganancia Pérdidas Canales de frecuencias (Transmisor y receptor) Información de estado del receptor (Transmisor, radar…) Diagrama vertical (cada 1°) Diagrama horizontal (cada 5°) Carpeta multimedia (textos, imágenes, sonidos…)…

Parámetros específicos de radioenlaces

Parámetros de estaciones Base de datos de amplificadores Base de datos de alimentadores Base de datos de cables Orientación automática de 1 ó 2 antenas por terminal…

Propagación

Fresnel Okumura-Hata Wojnar Viena 93 ITU-R 370 ITU-R 525/526 MOD_370_7 Modelo definido por el usuario…

Difracción


Bullington Deygout Máscara redonda ITU-R 526 Cilindro ITU-R 526 Visibilidad…

Otros parámetros

Tropoesférico Atenuación de subruta Clima Modelo lineal Reflexiones lambertianas Reflexiones del terreno ITU-R 452 (punto a punto)…

Usos del suelo

Tipos Rural Suburbano Urbano 8 metros Urbano 15 metros Urbano 30 metros Urbano 50 metros Forestal Acuático Bosque Carretera/Tejado Más 10 tipos definidos por el usuario…

Atenuación de usos del suelo

CCIR UER Db/km Atenuación definida por el usuario…

Análisis de redes Cobertura Compárese, Modelos de propagación Análisis

Cobertura compuesta Mejor servidor Solapamiento Cobertura simultánea Margen Disponibilidad Tiempo de llegada de la señal…

Interferencia


Global o multicanal 5 niveles de relación Portadora a interferencia (C/I) ITU-R 417-7/6554 FCC UET 69 Interferencia estable Interferencia troposférica…

Asignación

Módulo de asignación rápida Desde banda de frecuencias Desde lista de frecuencias Simulcast…

Tráfico

Erlang B Erlang C

FUNCIONES DE TRANSMISIÓN PUNTO-MULTIPUNTO Interacción entre transmisores aleatorios y una red

Análisis estadístico Interferencia en el transmisor Interferencia en el receptor…

Conexión automática de suscriptores A mejor servidor A todas las estaciones Retención máxima…

Análisis de suscriptores Mejor servidor Adscripción Análisis de tráfico Interferencia Asignación Reubicación Atenuación Diagramas de demanda…

Otras funciones Búsqueda de emplazamiento Línea de vista Limitaciones Informes Análisis de población Conexión a GPS Comparación medidas/simulación…


Administración cartográfica Cobertura con total transparencia Vistas 2D Pantallas 3D Filtros…

Imprimir

Como archivo (BMP o Targa) A impresora estándar de Windows™.

Bases de datos Cartográficas

Imagen raster Modelo de elevación digital Archivos vectoriales de capas de usos del suelo (Compárese, Catálogo cartográfico de ATDI)

Emplazamiento, enlace por microondas, suscriptor

Interna (proyecto actual) Externa (Access, Oracle…) importación y exportación ODBC Ordenamiento Filtro Cálculos directos…

FUNCIONAMIENTO DE LA SIMULACIÓN ICS Telecom es un software de simulación que emplea un sistema de información geográfica orientado a la radio propagación. Es una herramienta facilitadora que permite a los diseñadores crear una topología o distribuir una infraestructura de red inalámbrica directamente sobre un esquema geográfico, en el cual se basa para realizar los cálculos estimativos del desempeño.

La aplicación ICS Telecom presenta un funcionamiento por capas (layers); cada capa suministra información (alturas, urbano, rural, ambiente, vectores, otros) para desarrollar las diferentes simulaciones. En general el funcionamiento de una simulación típica ocurre de la siguiente manera:

1. Zona de Trabajo: Cargar los mapas de la zona de estudio 2. Diseño: Sobre los mapas se realiza la construcción del diseño topológico de la

red, o del enlace, en el cual se deben especificar los parámetros de configuración de la tecnología de comunicación inalámbrica que se ha de simular.

3. Tipo de Simulación: Como tercer paso se debe escoger la simulación (qué tipo de análisis se desea hacer), y configurar las características de este análisis.

4. Ejecutar Simulación: Una vez completada la caracterización del sistema, se procede a ejecutar la simulación, la aplicación durante este otro proceso no puede realizar nada más, sólo se puede abortar el proceso.


5. Resultados: Los resultados que genera el software son de tres tipos: el más común es un resultado gráfico, el que se visualiza en una capa superior sobre el mapa de la región; el segundo tipo de resultado es numérico, que puede ser presentado en tablas o en display numérico por medio del cursor en el mapa; y un tercer tipo de resultado que es en forma de diagramas y gráficas con estimativos del comportamiento. A partir de estos resultados se toman las decisiones sobre los diseños.

TIPOS DE ARCHIVOS Y FORMAS DE TRABAJO ICS Telecom es una aplicación que opera en capas, las cuales tienen una clasificación e información diferente. Generalmente hay un archivo asociado a cada capa, y se puede describir de la siguiente manera para una mayor comprensión del concepto:

• Archivo con la información DEM, (Modelo Digital de Elevación)

o Extensión: *.GEO o Descripción: Descripción altimétrica del terreno geográfico.

• Archivo con la imagen del mapa o Extensión: *.IMG o Descripción: Archivo de imagen exactamente correspondiente

al terreno descrito en el archivo DEM. • Archivo con la paleta de colores del mapa

o Extensión: *.PAL o Descripción: Es el archivo esencial para mostrar la imagen;

está asociado con el archivo *.IMG (correspondencia). • Archivo Cutter

o Extensión: *.SOL o Descripción: Archivo con la información del tipo de zonas

dentro del mapa, las zonas se clasifican en zona urbana, boscosa, agua, etc. (Para mayor información consultar el manual de referencia).

• Archivo de Cobertura o Extensión: *.FLD o Descripción: Archivo que contiene los resultados de la

simulación de la cobertura de una o varias antenas.


• Archivo de Objetos o Extensión: *.EWF o Descripción: Archivo que posee la información de la

ubicación de las antenas, radares, y todo objeto activo y pasivo en una simulación en ICS Telecom.

• Archivo Vectorial o Extensión: *.VEC o Descripción: Archivo con la información de todos los objetos

vectoriales generados por la simulación o por el usuario.

ÁREA DE TRABAJO (Display) La pantalla de ICS Telecom contiene cuatro áreas: 1. Display Area Es el espacio de trabajo en el cual se visualizan los archivos de cartografía (imágenes referencia, DEMs, Clusters) en dos o tres dimensiones y se muestran los resultados de las simulaciones. El movimiento del cursor a través de la zona de display puede ser activado de dos formas:

1. Mouse: left button: confirmation right button: access to a floating menu mouse move + Shift key: panoramic moving in the file 2. Keyboard: Arrows keys: cursor movements <Enter>: confirmation <Esc>: cancellation

2. Zona de coordenadas La posición del cursor indica en tiempo real las coordenadas geográficas del mapa:

- Longitud, latitud: de acuerdo a la proyección cartográfica. Las coordenadas métricas son indicadas en el plano X,Y. Las coordenadas indicadas en los campos Long y Lat son expresadas en grados, minutos, segundos de la siguiente manera 47.1214 & 3.2116, los dígitos antes del punto decimal son los grados, los dígitos que siguen después del punto son los minutos y los dos últimos los segundos. - Altitud (Alt): en metros. - Código Clutter (Clut): los valores de atenuación pueden ser definidos por el usuario para cada clutter. Los siguientes son los códigos clutter:


Código CCIR UER 0 Rural Rural 1 Suburbano Suburbano 2 Urbano Urbano 3 Urbano 15 m Urbano 4 Urbano 30 m Urbano 5 Forestal Forestal 6 Hidro Hidro 7 Urbano 50 m Urbano 8 Rural

enselvado Forestal

9 Calles/caminos / - Resultados de simulación: Estos pueden ser:

- En dBµV/m y en dBm. - Un número de sitio - Un número de sitios - Un valor en Watts - Un valor en metros/10 - Un valor en µsec

- Coordenadas X y Y en pixels (P): relativo al extremo superior izquierdo del archivo. Estos valores son mostrados como XXX.YYY - Distancia en km entre un punto de origen (definido al presionar F2) y el cursor. - Azimuth en grados entre un punto definido con F2 y el cursor.

3. La paleta En la parte inferior de la pantalla muestra los colores y los valores asociados. Varía de acuerdo a los archivos activados en pantalla. Se puede utilizar una paleta definida por el usuario en Tools/User palette. 4. Barra de estado Muestra información de las instrucciones que se están llevando a cabo. Barra de Herramientas Se encuentra ubicada en el lado izquierdo de la pantalla. Permite diferentes acciones:


• Ubicación de los objetos en el terreno (fijar estaciones, trayectoria de móviles, enlaces de microondas): Point mode, Path mode, Mw mode, Link mode tools. • Simulación en modo dinámico: Move mode tool. • Configuración de simulaciones: Grid step, FS limit, Distance limit, Sector limit, Elevation mode tools. • Herramientas de simulación rápida: Interference (JAM), Interception (LST), Time of arrival (TOA), and Receiving (WAY) tools. • Administración de lo mostrado en pantalla: Zoom, Reset, Redraw, Layer, Colour, latest coverages tools. • Acceso a las estaciones, jammers, enlace de microondas y listas de puntos de camino: Objects lists tool. • Short-cuts de funciones de cobertura (Network calculation,Network analysis, and Network interference): Cover, Ctrl tools (or Coverage and Control in 1280x1024 display resolution). • Herramientas de selección: Area selection, Polygon selection and Polyline tools. • Acceso a base de datos internas y externas: Internal databases and external databases tools. • Access a Bearing list y Localizations list: Monitoring tool.

Barra de Menús Localizados en la parte superior de la pantalla. Todas las funciones de ICS Telecom están organizadas en menús temáticos.


FUNCIONAMIENTO BÁSICO DE LAS HERRAMIENTAS DE TRABAJO

La barra de herramientas se ubica en la parte izquierda del área de trabajo. Para facilidad de operación, la barra de herramientas determina el modo de operación en el software de simulación, y es indispensable en el diseño y construcción de los distintos modelos que se desean estudiar. A continuación se hace una breve descripción de los elementos constitutivos de la barra de herramientas:

Layer: Permite seleccionar la capa de visualización en el área de trabajo, desde los mapas, hasta los resultados de las simulaciones.

Accuracy/Speed Factor: Esta herramienta determina el número de píxeles que son analizados durante una simulación. Permite aumentar o disminuir la velocidad de operación en la simulación.

Threshold: Permite definir el valor mínimo de potencia electromagnética que debe ser tenido en cuenta para una simulación.

Distance Limit: Determina en el mapa digital el valor de distancia máximo para ejecutar la

simulación.

Angle Limits: Le permite al usuario definir el ángulo límite de análisis para los transmisores direccionales.

Tx/Rx Mode: Es la herramienta para agregar radio estaciones de distintos tipos de tecnología.

Microwave Mode: Esta herramienta se usa para realizar los enlaces de microondas.

Path Mode: Permite al usuario determinar el camino que sigue un usuario móvil en un terreno.

Link Mode: Establece enlaces entre varios elementos instalados en el terreno.

Rectangle Draw/Selection: Dibuja zonas rectangulares en el terreno, para seleccionar elementos o analizar zonas específicas.

Polygon Draw/Selection: Permite seleccionar zonas poligonales para selección o análisis independiente.


Polyline: Permite dibujar líneas para modificar la información contenida en la capa clutter.

Color Selector: Permite al usuario escoger el color para desplegar en los elementos seleccionados, y en las áreas de interferencia.

Reset Display: Libera la memoria de los cálculos recientes.

Refresh: Refresca la pantalla, eliminando los elementos previamente borrados.

Zoom: Permite realizar acercamientos o alejamientos del mapa.

Move mode: Permite habilitar el modo dinámico para la simulación del movimiento de móviles a lo largo de una trayectoria.

Select Heigth mode: Establece el punto de referencia para medir la altura de las antenas, si con referencia a la altura del mapa, o la del nivel del mar. TR list: Accede a la lista de bases transmisoras y receptoras que hay en el mapa. MW list: Accede a la lista de los enlaces microondas que hay en el proyecto. Path List: Lista las características de las trayectorias definidas en el proyecto. Link List: Muestra los distintos links que hay en el mapa. TR database list: Accede a la base de datos que posee la ubicación y características de las estaciones de radio. MW database list: Accede a la base de datos que tiene los enlaces microondas.

Subscribers database list: Abre la interfase con la base de datos de los usuarios. Satellite database list: Muestra la base de datos que contiene el listado de las conexiones satelitales. Monitoring: Accede a las bases de datos que se usan para monitorear los elementos del proyecto.

OBDC: Permite acceder a bases de datos externas al software, ya sean en red o en el mismo equipo.


JAM: Esta herramienta mide el nivel de interferencia en un punto del mapa respecto de los múltiples enlaces que se pueden presentar.

LST: Permite medir de manera rápida y automática la eficiencia de intercepción de un receptor virtual, de acuerdo a su ubicación en relación a una red existente.

TOA: Mide el tiempo de arribo de un usuario de acuerdo con su ubicación, y las distancias e interferencias que tiene respecto de una red.

WAY: Permite medir el camino, y la potencia de recepción de un usuario en una red existente.

Last Coverage: Accede a los datos de las simulaciones más recientes que se encuentran en memoria.

Com Status: Muestra el estado de comunicación de la aplicación con equipos externos.

FUNCIONAMIENTO BÁSICO DE LOS MENÚS ICS telecom presenta el siguiente menú principal (el cual de ahora en adelante se denominará Menú): Files, Map, Coverage, Microwave, Multipoint, Subscribers, W-cdma, Satellite, Statistics, D.F, Mobile, Measure, Database, Objects, Options, Tool, Help.

A continuación se explicará brevemente el funcionamiento de los menús más empleados, para mayor información remítase al tutorial del software. Files En este menú es donde se encuentran las opciones de cargar y crear proyectos, guardar, importar y exportar, se realizan operaciones raster, se imprime y se finaliza la sesión de trabajo. Map Este menú agrupa las funciones de visualización:

2D Display: dos diferentes tipos de archivos pueden ser visualizadas en dos dimensiones: cartografía (*.img, *.geo, *.idr, *.sol) y resultados (coberturas


*.fdl, interferencias *.itf, tiempos de llegada, zonas de trafico, cobertura de radar, entre otros). 3D Display: con este menú se accede a la visualización en tres dimensiones, dependiendo del tipo de archivo. También permite visualización en tiempo real con acercamiento completo al punto deseado. Es posible adicionar Tx/Rx en esta visualización. Map area: permite ajustar la pantalla a las preferencias de trabajo (maximiza, muestra regla de coordenadas). Palette: permite configurar la paleta de 256 colores que pueden ser empleados en las simulaciones. Filter: permite que el usuario vea rápidamente en dos dimensiones una zona geográfica preestablecida dependiendo de las necesidades. Vector map: este item contiene todas las opciones de los archivos vectoriales *.vec, crear, cargar, eliminar, importar vectores, además permite adicionar suscriptores a un archivo de este tipo.

Direct En este menú se encuentran las funciones para realizar Path Calculation, Passive Calculation, Search sities, Sight Coverage, Field Strength Coverage, Receiver Coverage, Minimum Tx Height Calculation, H-Pattern Calculation. Para mayor información dirigirse al documento del tutorial “Menú Direct.pdf”. Coverage En este menú se encuentran las funciones para realizar Network Calculation, Network Análisis, Network Interferente, Network Assignment, Traffic Analysis, Gap Filler Planning, Best Stations. Microwave, Multipoint, Subscribers, W-cdma, Satellite Cada uno de estos menú contiene funciones para tecnología o servicios específicos: microondas, enlaces multipunto, manejo de suscriptores, W-cdma y satélite; dependiendo de las necesidades al realizar un diseño se hablará sobre ellos. Statistics Contiene funciones estadísticas para que sean empleadas en los análisis de las diferentes simulaciones, entre ellas se encuentran: random transmitters to microwave links (i/n mode), random transmitters to microwave links (c/i mode), random transmitters to base stations (i/n), base stations to random receivers (i/n mode), base stations to random receivers (c/i mode), random transmitters to gso (i/til), random transmitters to all subscribers (i/n), traffic, create subscribers, report. D.F (Direction Finding)


Esta función permite Calibration function, Quality marks function, the localization by triangulation. Mobile Aquí se encuentran las funciones para modificar los parámetros de trayectoria con el objetivo de simular el movimiento de un móvil, permitiendo: analysis of the path trajectory, receiving efficiency of the mobile, the setting of the path trajectory, the setting of the path trajectory in terms of variable altitude of the mobile at each way point, the setting of the path trajectory in terms of variable power of the mobile at each way point, the time of arrival of signal at each way point of the path trajectory. Para acceder a alguna de estas funciones debe estar definido Path trajectory en el terreno. Measure En este menú se encuentran las opciones ofrecidas por HTZ-warfare: Comparison Measures / Predictions, Import of Measures files, Odometer file conversión. Database Aquí se encuentra todo lo relacionado con la administración de las bases de datos que se pueden emplear en ICS Telecom. Objects Este menú ofrece todas las funciones para el manejo de los objetos ICS Telecom; cada función es útil para un simple o un grupo de objetos: activar, desactivar, eliminar y seleccionar diferentes objetos. Options Ofrece diferentes opciones para permitir al usuario verificar la comunicación entre elementos de acuerdo a los cálculos necesarios. Tool Agrupa diferentes opciones como son: user palette, Dem adaptative palette, Bandwidth ratio, Power converter, Field strength converter, Earth radius converter, Coordinates converter, Convert coordinates list, Area file setup, Temporary fólder, Autosave, Default path, External program, Add tx/rx from list, Circular calculation limit, Enhanced rpe/a3d xpol, Vertical pattern, Call sign, Variable height range, Ghost transmitters, Cells, Object properties, Connections, entre otras.


TECLAS DE ACCESO RÁPIDO A continuación se muestran las teclas de acceso rápido, en caso de necesitar más información al respecto remitirse al PDF de la documentación “Key help page.pdf”.

F1 Opens the Key help page - hit <Esc> key to close the page.

F2 Coloca marca origen para distancia y azimuth

F3 Restore image palette

F4 Gray palette / DTM palette 3D

F5 DTM palette 2D

F6 Last comman

F7 Path graph

F8 Redraw map and restore origin

F9 Insert box text at the current mouse position

TAB site table: Rigth mouse button: info box Left mouse button: active/de-active

a Add different scale map

b e Origin and Destination point for distance calc

c Change cursor location

f Display frequency/polar around station(s)

g / v Display clutter over map / DTM over map

h / k

Search highest / exact point around cursor

i / j Vector info / Map info

l GPS recenter

m Modify elevation (.GEO)

n Visibility map

o Elevation filter (max/min)

p Site by coordinates

q Exit

r t Retrieve the last rx and tx position

u / w / s / x Move cursor by: coordinates/town name/vector text/vector line

y Clutter/population distribution

HOME, END / PgUp, PgDn Increase/Decrease image intensity

ENTER, ESC Idem left/right mouse button

CTRL+A, CTRL+D Activate/de-activate all Tx/Rx

SPACE DF bearing

SHIFT+MOUSEMOVE, SHIFT+LEFTCLICKM SHIFT+RIGHTCLICK

Pan/Selection/Fit

+, - /z Zoom/Center station


CREANDO EL PRIMER PROYECTO

La creación de un proyecto debe comenzar con la adquisición de los mapas de trabajo, para ubicar en estos la red mediante las herramientas y procedimientos, que depende exclusivamente del tipo de tecnología de radiocomunicación que se desea estudiar.

GENERALIDADES PARA CREAR UN PROYECTO MAPAS

Antes de que la aplicación pueda realizar una simulación de un sistema de radiocomunicaciones, el usuario debe introducir manualmente los mapas fuentes en el proyecto. Estos mapas son el requerimiento mínimo para realizar un proyecto en ICS Telecom.

Archivos necesarios: Para realizar un proyecto básico, se tienen varias opciones, idealmente, se deben trabajar con tres capas, (tres mapas de la misma zona pero con distinta información). Pero el requerimiento mínimo que exige ICS Telecom, es poseer el mapa con la información DEM (Modelo Digital de Elevación). A continuación se resumen los tipos de archivos necesarios y una descripción del contenido de cada uno de los archivos: Requerimiento Mínimo:

• Archivo con la información DEM (Modelo Digital de Elevación) o Extensión: *.GEO o Descripción: Descripción altimétrica del terreno geográfico o Para conocer el formato del archivo con propósitos de

programación remitirse al archivo de ayuda del manual de referencia de ICS Telecom versión 61.

Requerimiento Básico:

• Archivo con la información DEM (Modelo Digital de Elevación) o Extensión: *.GEO o Descripción: Descripción altimétrica del terreno geográfico

• Archivo con la imagen del mapa o Extensión: *.IMG

1 Archivo menú files.pdf, página 27, manual de referencia versión 6


o Descripción: Archivo de imagen exactamente correspondiente al terreno descrito en el archivo DEM.

• Archivo con la paleta de colores del mapa o Extensión: *.PAL o Descripción: Es el archivo esencial para mostrar la imagen.

ELEMENTOS DE RED Una vez en el entorno de trabajo activo, se procede a incorporar en el mapa del proyecto, los distintos elementos de red, que pueden componer un sistema de comunicación o transmisión de radio. Los elementos que se ubiquen en la plataforma se almacenan en el archivo de extensión *.EWF, por lo tanto, para una sola zona geográfica se puede tener una variedad de archivos con este tipo de información para desplegar distintas redes. Para crear los elementos de red, se debe primero escoger la tecnología que se ha de estudiar, las opciones varían desde estaciones de radio para broadcast, enlaces simples y múltiples de microondas, enlaces punto a punto, redes de radio, telefonía celular, enlaces satelitales, entre otros. Cada elemento de red posee distintas características, y el modificar estos parámetros depende de la tecnología que se esté usando. SIMULACIÓN

Acceder a una simulación requiere tener desplegada una red previa en el área de trabajo (con la posibilidad de tener distintos tipos de redes), obteniendo distintas simulaciones y distintas formas de activarlas, por lo cual no existe un proceso general para hacer una simulación, lo básico radica en qué fenómeno se desea apreciar, los cuales pueden ser áreas de coberturas, grados de servicios, análisis de interferencia, líneas de vista, análisis de tráfico, manejo del espectro, etc. Los resultados de la simulación pueden ser gráficos, reportes, o en formas de tablas. Los resultados gráficos se pueden almacenar en archivos de extensión *.FLD, los resultados en tablas se exportan a Excel, y los reportes solo se pueden imprimir.


CREANDO PROYECTOS DE PROPAGACIÓN 1. EJEMPLO

Para crear el primer proyecto en ICS Telecom NG, siga el siguiente procedimiento:

1.1 Abrir la aplicación ICS Telecom NG. Inicio → Todos los programas → ATDI → ICS Telecom NG → ICS Telecom NG

1.2 Ir al menú Files/Project Manager…

En este cuadro de dialogo se abre una interfase que permite establecer los distintos tipos de archivos que se requieren para el proyecto, se deben cargar los siguientes archivos en un proyecto nuevo, en cada uno de los campos correspondientes (hacer click sobre él y presionar Browser para seleccionarlo):

• Digital Terrain model (.GEO) = *.geo. • Map image (.IMG) = *.img. • Color Palette (.PAL) = *.pal.

Una vez ubicados los archivos donde corresponde, se graba el archivo con save Project y se guarda en la misma carpeta de trabajo, asignarle un nombre. Una vez guardado el proyecto se presiona en Load.


1.3 El nuevo proyecto con las especificaciones anteriores debe lucir de la siguiente

manera:

Se debe visualizar la imagen aérea de la zona de estudio, a mano izquierda están las herramientas de trabajo, en la parte superior los menús, y en la zona central el área de trabajo, para mayor detalle consultar el manual de referencia2. Nuestro primer ejemplo consiste en realizar un análisis de propagación de una antena; para ello se requieren los siguientes pasos:

• Activar el modo Tx/Rx mode en la barra de herramientas. • Ubicar la antena en un lugar del terreno. • Especificar las características y tecnologías de la antena. • Escoger el tipo de la simulación, para este caso de cubrimiento. • Visualizar, analizar y grabar el resultado.

A continuación mostramos cada paso detallado: Modo Tx/Rx:

Para activar el modo Tx/Rx, solo basta con dar click en el botón

de la barra de herramientas (lado izquierdo de la

2 ICS-telecom v6 - Reference Manual.pdf


pantalla). Cuando el botón queda “presionado”, indica que el modo Tx/Rx está activo. Ubicar la Antena: Para ubicar la antena, se debe hacer click izquierdo en el lugar deseado del mapa; inicialmente escoger un sitio arbitrario. Cuando se hace el click con el Mouse, aparece un menú de las siguientes características:

En este menú se debe acceder al comando add Tx/Rx, cuando se ejecuta se abre una ventana de configuración de los parámetros de la antena. Parámetros de la Antena: Una vez invocado el comando add Tx/Rx surge el cuadro llamado Tx/Rx parameters. En éste se proceded a configurar el tipo de la antena, el tipo de señal, la potencia nominal, la frecuencia de operación, y otros parámetros. Inicialmente vamos a modificar los valores básicos en el cuadro de diálogo de la siguiente manera:

Type: Tx/Rx A Signal: FM stereo Nominal Power(W): 50 Frecuency (Mhz): 101.7 Tx Bandwidth (Khz): 250 Rx Bandwidth (Khz): 250


Los demás parámetros los dejamos intactos y se hace click en Aceptar. Simular el área de cobertura:

Cuando se termina de configurar los parámetros de la antena, se debe desplegar un objeto como el que se muestra en la figura anterior, este objeto es la antena, al ser la primera antena se numera con el “1”; para analizar la cobertura de esta antena en el área geográfica, se escoge un análisis denominado Tx/Rx FS coverage. Para ejecutarlo se accede al menú principal Coverage/Network Calculation/Tx Rx FS coverage. Cuando se ejecuta este comando, aparece un cuadro de diálogo preguntando por la altura de la antena, de acuerdo a nuestros requerimientos se coloca el valor adecuado (colocar por ejemplo 10 m), y se da click en start, inmediatamente, se inicia la ejecución de la simulación, solo basta por esperar el resultado.


El resultado:

Para este análisis de cubrimiento se produce un resultado de tipo gráfico que queda almacenada en una de las capas de trabajo, para guardar el resultado, se debe grabar en un archivo *.FLD, en las opciones del menú File/Save/Save coverage file (*.FLD). Para interpretar el resultado se debe hacer referencia a dos ítems, el primero es la escala de colores en la parte inferior que muestra la correspondencia de potencias – color que se han desplegado en el mapa, la segunda manera es ver el valor de potencia de dBm que se ubica en la barra de información que se encuentra debajo de los menús, a medida que se mueve el ratón a los largo del mapa, se despliega la información de potencia que se recibe de la transmisión de la antena.

2. EJERCICIOS DE PROPAGACIÓN 2.1 Realizar la simulación de cobertura de una antena con las siguientes características: Type: Tx/Rx A Signal: TV H Nominal Power (W): 10 Frecuency (Mhz): 450 Tx Bandwidth (Khz): 6550 Rx Bandwidth (Khz): 6550 La ubicación de la antena queda a libertad del usuario, además analizar y sacar conclusiones de la gráfica y zona de cubrimiento que arroja la simulación.


2.2 Realizar la simulación de cobertura de dos antenas con las siguientes características: Antena 1 Type: Tx/Rx A Signal: FM mono Nominal Power (W): 10 Frecuency (Mhz): 99 Tx Bandwidth (Khz): 650 Rx Bandwidth (Khz): 650 Antena 2 Type: Tx/Rx A Signal: FM stereo Nominal Power (W): 15 Frecuency (Mhz): 99.5 Tx Bandwidth (Khz): 650 Rx Bandwidth (Khz): 650 Ubique las antenas lo suficientemente cercanas de manera que el radio de cobertura de ambas estaciones se traslape, saque conclusiones con base en el resultado de la simulación.


UTILIZACIÓN DE TECLAS DE ACCESO RÁPIDO 1. EJEMPLO El objetivo de este ejemplo es mostrar el modo de empleo de las teclas de acceso rápido más utilizadas, las cuales son de gran ayuda a la hora de realizar diseños y simulaciones. Para mayor información remitirse a la sección Teclas de Acceso Rápido de este manual.

F2 Coloca marca origen para distancia y azimuth

F8 Redraw map and restore origin

F9 Insert box text at the current mouse position

TAB site table: Rigth mouse button: info box Left mouse button: active/de-active

f Display frequency/polar around station(s)

p Site by coordinates

u / w / s / x Move cursor by: coordinates/town name/vector text/vector line

CTRL+A, CTRL+D

activate/de-activate all Tx/Rx

SHIFT+MOUSEMOVE, SHIFT+LEFTCLICKM SHIFT+RIGHTCLICK

Pan/Selection/Fit

+, - /z Zoom/Center station

1.1 Cargar el primer proyecto creado o crear uno nuevo. 1.2 Cálculo de distancia y ángulo. Para esto presione la tecla F2 en un sitio del mapa y mueva el mouse hasta el sitio que desea medir la distancia y ángulo. Observe en la barra de datos superior derecha los datos solicitados (dist, angles). F8 para refrescar pantalla.

1.3 Colocar etiquetas de texto en el proyecto. Presione la tecla F9 en el lugar donde desea ubicar la etiquete, escriba y aceptar (ok). Para eliminar la etiqueta click en delete de-activated objects. 1.4 Observar lista de objetos situados en mapa (estaciones). Escoja Microwave Mode y realice en enlace microondas sin modificar parámetros. Presione la tecla TAB, lo cual hace que se abra la ventana mostrada a continuación. Al hacer click izquierdo se activa/desactiva la estación. Con click derecho se abren los parámetros del objeto.


1.5 Mostrar la frecuencia alrededor de las estaciones. Inicialmente modifique la frecuencia a una de las estaciones creadas en el item anterior, y presione f sobre el mapa, inmediatamente aparecen las etiquetas de frecuencia. 1.6 Ubicar el cursor en un punto geográfico exacto. Presione la tecla p o u en cualquier lugar del mapa y asigne la latitud y la longitud, Update. 1.7 Activar y desactivar estaciones. Presione las teclas “Control + A” y “Control + D” para activar o desactivar respectivamente. 1.8. Zoom. Pruebe las opciones “+”, “-”, “Shift + click izquierdo”, “Shift + click derecho”.


CREANDO PROYECTOS DE ENLACES MICROONDAS 1. EJEMPLO

Para crear el primer proyecto en ICS Telecom NG, siga el siguiente procedimiento: 1.1 Abrir la aplicación ICS Telecom NG. Inicio → Todos los programas → ATDI → ICS Telecom NG → ICS Telecom NG

1.2 Ir al menú Files/Project Manager…

Asignar los archivos del proyecto de la siguiente manera:

• Digital Terrain model (.GEO) = *.geo. • Map image (.IMG) = *.img. • Color Palette (.PAL) = *.pal.

Una vez ubicados los archivos donde corresponde, se graba el archivo con save Project y se guarda en la misma carpeta de trabajo ejercicios, grabar el proyecto como ejemplo02. Una vez guardado el proyecto se presiona en Load.

Nuestro primer ejemplo de enlaces microondas consiste en hallar la solución de alturas adecuadas de las antenas para tener un radio enlace punto a punto adecuado. Para esto se deben realizar los siguientes pasos.

• Activar el modo microwave mode en la barra de herramientas. • Ubicar la primera antena en el terreno origen. • Ubicar la segunda antena en el lugar destino


• Especificar las características y tecnologías del enlace. • Activar el análisis de enlaces punto a punto. • Calcular las alturas. • Generar el reporte.

A continuación mostramos cada paso detallado: Modo Microondas (microwave mode): Para activar el modo link hacemos click en el botón microwave mode para dejar activo el diseño de enlaces microondas.

Ubicar las antenas: Para ubicar las antenas simplemente hay que hacer click en la posición deseada de ambas antenas, inicialmente en la “antena origen”, y posteriormente en el lugar deseado para la “antena destino”, una vez realizada esta operación, se despliega un cuadro de dialogo, que permite configurar los parámetros del enlace. Parámetros del enlace:

Los parámetros del enlace se llenan en el cuadro de diálogo “microwave link parameters”; en éste se pueden configurar los siguientes valores principales: Generales: Nombre, frecuencias, potencia y planes de frecuencias. Patrones: La forma de los patrones H y V de las antenas y su orientación. Sitios: la ubicación exacta de las antenas, alturas.


Equipos: pérdidas en las conexiones y guías de ondas. Objetivos: parámetros del BER y tipo de enlace. Para nuestro enlace vamos a configurar los siguientes parámetros: En los parámetros generales: Ident: Enlace 1 Enlace Unidireccional (no bi direccional) Modulación: 8 QAM Estación A: Nombre: Origen Frecuencia 350 Mhz Potencia 15 dBm Estación B: Nombre: Destino Las alturas de las estaciones vamos a ponerlos en 2 metros, es con motivo del ejercicio puesto que son los valores que debemos hallar posteriormente. En los parámetros de patrones (patterns): Vamos a escoger antenas prefabricadas de la marca Orban Microwave, para realizar este proceso se selecciona en select antena a, en el menú de fabricantes se escoge el fabricante, y en la lista de productos escogemos Conix 80386. El mismo proceso se realiza con la antena b. Para orientar las antenas correctamente, se hace click en el botón orientation para enfrentar de manera óptima las antenas.

Por ahora los demás parámetros los vamos a obviar, si no son modificados, la aplicación asume los valores estándares, y sin pérdidas en las conexiones de los equipos y calidad del enlace.

Se hace click en aceptar, y se debe obtener un resultado de la siguiente manera:


Observe que al cerrar la caja de dialogo, aparecen dos triángulos azules unidos por una línea de dos colores, esto indica que el enlace es unidireccional de “1” a “2”.

Cálculo de las alturas:

Ahora vamos a realizar el análisis del enlace microondas y determinar el correcto valor de las alturas, para permitir que el enlace tenga línea de vista, y la primera zona de fresnell esté liberada.

En la barra de herramientas hacemos click en el Acceso MW, este comando accede a la lista de todos los enlaces microondas existentes en nuestro proyecto, y en el cual podemos desde seleccionar el enlace, hasta cambiar todos los parámetros, aislar funcionamientos, etc. Una vez que se ejecuta el comando surge una ventana de la siguiente forma:

Dado que solo existe un enlace de microondas, hacemos doble click en él y accedemos al submenu profile 001 -> 002. Este es el menú que abre el diseñador de enlaces punto a punto:


Este analizador de enlaces, muestra el perfil del terreno entre las antenas, y muestra un enlace permanente entre las antenas en línea recta, junto con el lóbulo de la zona de fresnell. Para tener un buen enlace, es necesario que no exista ningún obstáculo entre las antenas, para calcular la mejor solución, se deben emplear la barra de herramientas de la derecha.

La herramienta permite calcular la línea de vista del diseño, cuando hacemos click en ella aparecen los parámetros de configuración así:

Los parámetros que hay que darle es el valor mínimo y máximo que puede tomar cada antena en cada uno de los extremos, para que el software itere, y encuentre una solución al problema, el valor del elipsoide se deja en 1 (factor de curvatura). La solución aparece da la siguiente manera:


Si queremos guardar e imprimir el reporte, debemos usar la herramienta o

para guardar los reportes en disco la herramienta o . Pruebe las distintas maneras de reportes y la distinta clase de información que puede desplegar.

2. EJERCICIO

Realizar un enlace de microondas que una las siguientes coordenadas Sitio A: longitud -77.14444, latitud 38.56108. Sitio B: longitud -77.12329, latitud 38.55184. Y con los siguientes parámetros generales: Enlace Unidireccional (no bi direccional) Modulación: 32 QAM Frecuencia 350 Mhz, Potencia 15 dBm Calcular las alturas y hallar del reporte los valores de la confiabilidad del enlace.

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