unidad ii tecnologias inalambricas
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Temas de la unidad II de Tecnologías Inalambricas Instituto Tecnologico de Aguascalientes.TRANSCRIPT
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Introduccin
La emisin de seales es el proceso por el cual GTK+
ejecuta todos los maneja dores de una seal y un
objeto especficos.
El valor de retorno de una emisin de seal es el valor
de retorno del ltimo manejador ejecutado.
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Introduccin
La forma en la que se trata un evento es:
Empezar con el control donde se produjo el evento.
Se emite para l la seal genrica "event". Si ese manejador devuelve un
valor TRUE (verdadero) se detiene el procesamiento.
En otro caso, se emite una seal especfica "button_press_event". Si sta
devuelve TRUE (verdadero) se detiene el procesamiento.
En caso contrario, se pasa al padre del control y se repiten los dos pasos
anteriores.
Se contina hasta que algn manejador devuelve TRUE, o hasta que se
alcanza al control de ms alto nivel.
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Introduccin
Algunas consecuencias de lo anterior son:
El valor de retorno de tu manejador no tendr efecto si hay un
manejador predeterminado, a menos que lo conectes con connect_after().
Para evitar que se llame al manejador predeterminado, tienes que usar el mtodo connect() y utilizar
emit_stop_by_name() el valor de retorno slo afecta a si la
seal se propaga, pero no a la emisin actual.
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2.1 Propiedades fsicas que rigen la propagacin de ondas
electromagnticas
Las ondas electromagnticas son aquellas ondas que no
necesitan un medio material para propagarse. Incluyen, entre
otras, la luz visible y las ondas de radio, televisin y telefona.
Todas se propagan en el vaco a una velocidad constante, muy
alta (300 0000 km/s) pero no infinita. Gracias a ello podemos
observar la luz emitida por una estrella lejana.
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Las ondas electromagnticas se propagan mediante
una oscilacin de campos elctricos y magnticos. Los
campos electromagnticos al "excitar" los electrones de
nuestra retina, nos comunican con el exterior y permiten
que nuestro cerebro "construya" el escenario del mundo
en que estamos.
Las O.E.M. son tambin soporte de las
telecomunicaciones y el funcionamiento complejo del
mundo actual.
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Propiedades de la propagacin
de las ondas electromagnticas Reflexin
Refraccin
Difraccin
Interferencia
Absorcin
Dispersin
Polarizacin
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Reflexin
La reflexin de ondas ocurre en
metales, en agua y en tierra. El
principio bsico es que la onda se
refleja con el mismo ngulo con el
que impacta la superficie.
La reflexin invierte la polaridad de
la onda incidente, equivalente a un
desplazamiento de 180 o al cambio
de direccin del campo EE del
frente de onda.
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Refraccin
Es el cambio de direccin que experimenta una onda al pasar de un medio
material a otro. Slo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la
superficie de separacin de los dos medios y si stos tienen ndices de
refraccin distintos. La refraccin se origina en el cambio de velocidad que
experimenta la onda. El ndice de refraccin es precisamente la relacin entre
la velocidad de la onda en un medio de referencia y su velocidad en el medio
de que se trate.
Las ondas de radio estn expuestas a sufrir desviaciones en su trayectoria
cuando atraviesan de un medio a otro con densidad. La desviacin de la
trayectoria es proporcional al ndice de refraccin el cual esta dado por:
IR= Vp/Vm
IR= ndice de refraccin
Vp= velocidad de propagacin en el espacio
Vm= velocidad de propagacin en el medio
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Ocurre cuando la onda de radio
encuentra un obstculo en su
trayectoria. Las fuentes puntuales
del frente de onda, en las orillas
del obstculo desarrollan ondas
esfricas adicionales que rellenan
la zona de sombra.
Se produce cuando la onda choca
contra un obstculo o penetra por
un agujero. La mayor difraccin
se produce cuando el tamao del
agujero o del obstculo son
parecidos a la longitud de la onda
incidente
Difraccin
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Interferencia
Dos ondas con una misma frecuencia pueden amplificarse o
anularse entre s, dependiendo de la relacin fase entre ellas.
Para que esto ocurra en su forma ms pura, las ondas deben
tener exactamente la misma y energa, y una relacin de fase especfica y constante.
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Absorcin
Ciertos materiales absorben la radiacin y la transforman en
calor o energa elctrica.
Se utiliza el coeficiente de absorcin (en dB/m) para describir
el impacto del medio en la radiacin, que es la atenuacin de
la energa de la onda.
De fuerte absorcin son los metales y en el rango de
microondas el agua en todas sus formas.
De absorcin intermedia son las rocas, ladrillos
y concreto, al igual que la madera y los rboles,
dependiendo de su concentracin de agua.
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Dispersin
Es el fenmeno de separacin de las ondas de distinta frecuencia al
atravesar un material. Todos los medios materiales son ms o menos
dispersivos, y la dispersin afecta a todas las ondas.
Se habla de dispersin, en trminos generales, como el estado de un
slido o de un gas cuando contienen otro cuerpo uniformemente repartido
en su masa.
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Polarizacin
Puede producirse en las ondas electromagnticas, como la luz, por el cual el
campo elctrico oscila slo en un plano determinado, denominado plano de
polarizacin. Este plano puede definirse por dos vectores, uno de ellos
paralelo a la direccin de propagacin de la onda y otro perpendicular a esa
misma direccin el cual indica la direccin del campo elctrico.
En una onda electromagntica no polarizada, al igual que en cualquier otro
tipo de onda transversal sin polarizar, el campo elctrico oscila en todas las
direcciones normales a la direccin de propagacin de la onda
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2.2 Tipos de Entornos
Las caractersticas de propagacin estn influenciadas por
las caractersticas del terreno, que puede clasificarse,
tambin depende de la zona donde se desea proporcionar
servicio.
La variacin de las condiciones de propagacin depende
tanto de la velocidad de desplazamiento del terminal como
de la variacin de los objetos que lo rodean. En funcin de
estos parmetros existen diversas clasificaciones que
agrupan los entornos en funcin de unas u otras
caractersticas.
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Esta distincin se basa tanto en la diferente configuracin
de los objetos entre las dos antenas, como en el
comportamiento dinmico del terminal mvil.
En los entornos de comunicaciones exteriores la distancia
entre la antena emisora y la receptora puede variar entre
centenares de metros a decenas de kilmetros. Adems,
pueden estar situadas en ciudades, en el centro o el
extrarradio, en zonas suburbanas o en el campo, en zonas
llanas o montaosas.
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Entornos de exteriores urbanos y suburbanos
Es este escenario la distancia entre la antena transmisora y la receptora suele
ser de hasta algunos centenares de metros. Las reflexiones en los edificios
producen que la respuesta impulsional tenga rayos que llegan hasta con 5 s de retardo y en casos extremos, a los 10 s. El Delay Spread tiene un valor que puede estar entre 1 y 2.5 s. Si tenemos en cuenta que la divisin entre un canal de banda estrecha y un canal de banda ancha se establece para un
valor del Delay Spread alrededor de 0.1/Ts, podemos deducir que la velocidad
mxima de transmisin con un canal no dispersivo est entre 40 y 100 kbaud.
La velocidad de los terminales mviles puede alcanzar hasta los 100 km/h.
Por tanto, el tiempo de coherencia para un sistema con una frecuencia
portadora de 900 MHz es de unos 3 ms.
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Entornos exteriores rurales
llanos
Es este escenario la distancia
entre la antena transmisora y la
receptora puede llegar a decenas
de kilmetros. Las reflexiones en
los objetos producen que la
respuesta impulsional tenga rayos
que llegan hasta con 0.5 s de retardo. El Delay Spread tiene un
valor alrededor de 0.1 s y por
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Entornos exteriores
montaosos Es este escenario la distancia entre la antena
transmisora y la receptora puede llegar a decenas de
kilmetros. Las reflexiones en los objetos producen
que la respuesta impulsional tenga rayos que llegan
hasta con 20 s de retardo. El Delay Spread tiene un valor alrededor de 5 s y por tanto la velocidad mxima de transmisin, manteniendo un canal no
dispersivo, es de alrededor de 20 kbaud. Por otro lado,
la velocidad de los terminales mviles puede alcanzar
hasta los 300 km/h. As, el tiempo de coherencia es
similar a los entornos rurales.
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Entornos de interiores
En este tipo de escenarios la distancia entre antena
transmisora y receptora no supera los 300 metros,
siendo habituales distancias de 50 metros e incluso
menos. El Delay Spread flucta entre los 10 y 100
ns, por tanto, la velocidad mxima sin distorsin
est entre 1 y 10 Mbaud. La velocidad de
desplazamiento de los terminales no supera los 10
km/h. Si consideramos una frecuencia portadora de
900 MHz el tiempo de coherencia es de 30 ms.
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2.3 Caractersticas de los modelos de propagacin.
Hoy en da los sistemas de comunicaciones sin cables,
comnmente conocidos como sistemas inalmbricos se han
convertido en medios bsicos de comunicacin a distancia. Estos
sistemas son fundamentales para la multitud de servicios de
telefona e internet de los que disponemos en la actualidad,
ofreciendo tambin enormes ventajas frente a los sistemas
cableados.
Para garantizar el buen funcionamiento de estos sistemas es
necesario conocer la cobertura radioelctrica, es decir, el rea
geogrfica en la que se dispone un servicio optimo. Existen
diferentes tcnicas de anlisis que permiten una buena
configuracin y disposicin de estos sistemas en diferentes
entornos, tanto en entornos interiores (indoor) como en
exteriores(outdoor).
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Que es un modelo de propagacin?
Un modelo de propagacin es unconjunto de expresiones matemticas,diagramas y algoritmos usados pararepresentar las caractersticas de radio deun ambiente dado.
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Los modelos de propagacin predicen laperdida por trayectoria que una seal deRF pueda tener entre una estacin base yun receptor sea mvil o fijo.
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La ventaja de modelar radio canales teniendo en cuentalas caractersticas de la trayectoria entre Transmisor (Tx) yReceptor (Rx), es conocer la viabilidad de los proyectosque se deseen planear en determinados sectores, de estamanera se podr hacer una estimacin acerca de lanecesidad, costos y capacidad de los equipos requeridos(especificaciones tcnicas).
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El desempeo de los modelos de propagacin se midepor la veracidad de los resultados en comparacin conmedidas de campo reales
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La aplicabilidad de un modelo depende de lasespecificaciones que este mismo requiera talcomo son: el tipo de terreno (montaoso,ondulado o cuasi liso), las caractersticas delambiente de propagacin (rea urbana,suburbana, abierta).
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Caractersticas de la atmsfera (ndice de refraccin,intensidad de las lluvias), propiedades elctricas delsuelo (conductividad terrestre), tipo del material de lasconstrucciones urbanas etc.
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En el campo OUTDOOR existen muchos mas modelos,debido principalmente a que la comunicacin inalmbricaoutdoor se viene utilizando desde hace mucho mas tiempo,trabajando con un tamao de cobertura mayor endiferentes tipos de ambiente de propagacin.
Modelo outdoor
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El campo de propagacin indoor esrelativamente nuevo y las primerasinvestigaciones vienen desde los aos 80s.
En los entornos cerrados los niveles de sealfluctan en mayor medida que en entornosabiertos.
Modelo indoor
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Los modelos de propagacin indoor difieren de los modelos de propagacin outdoor en dos aspectos:
Las distancias cubiertas son mucho mas pequeas.
El componente variable del entorno es mucho mayor para separaciones mas pequeas entre transmisor y receptor
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Caractersticas y aplicaciones de los modelos de propagacin
Existen numerosos modelos de propagacin. Para lacorrecta implementacin del sistema se requiererevisar un modelo que interprete la mayor cantidadde variables posibles, y as poder configurarlo lo msposible a la situacin real.
Los modelos seleccionados, son los ms usados en laprediccin de alcances mximos en redes mvilespara ambientes urbanos y frecuencias mayores a los2000 MHz.
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Modelo Emprico
Modelo Okumura:
Usado para propagacin en
ambientes urbano, basado en pruebas
empricas.
Modelo Okumura-Hata:
Alter el modelo de Okumura para
ambientes urbanos. Modelo valido para
frecuencias de hasta 1500
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Modelos Empricos
Modelo COST 231:
Extensin de frecuencia del modelo Hata.
Este modelo es uno de los ms ocupados para
el clculo de enlaces mviles. Todos los
modelos de propagacin tienen una alta
tolerancia, lo que le resta cierta validez a los
resultados entregados por dichos modelos.
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La forma ms efectiva para estimar las distancias de los enlaces es mediante modelos de propagacin y luego pruebas en terreno.
En resumen, los modelos de propagacin son la primera aproximacin del resultado real. A continuacin se describirn estos modelos indicando las ecuaciones que se ocupan para el anlisis.
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Modelo en ley de potencia
Se basan en la observacin que las perdidasen media pueden expresarse en funcin de unexponente:
Modelos Empricos
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Modelo Walfish-Bertoni
Walfisc-Bertoni se interesaron al efecto de la altura de los edificios.Propusieron un modelo terico tomando en cuenta la altura de estos.
Este modelo utiliza modelos de difraccion y se logra obtener lapotencia media que llega al movil cuando se encuentra a nivel del suelo.
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En un ambiente real la geometra de los edificios es irregularocasionando que este modelo no tenga tanta certeza en laprediccin de la potencia recibida.
Sin embargo este modelo es aplicable en software de simulacin seradio propagacin.
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Modelo Ikegami
Este modelo es mas complejo y se basa en parmetroscomo densidad de edificios en ambientes urbanos, altura de losedificios, altura de las antenas, anchura de las calles,separacin entre los edificios, direccin de la calle con respectoa la trayectoria directo de la antena transmisora y antenareceptora.
Este modelo hibrido para sistemas celulares de PCS decorto alcance, y puede ser utilizado en las bandas UHF y SHF.Se utiliza para predicciones en micro clulas para telefonacelular.
Modelos Semi-
empricos
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El modelo de Ikegami es anterior al modelo de Walsh.Es tambin un modelo emprico pero con basado en lateora de geomtrica de rayos.
En el modelo de Ikegami solo toman en cuenta las doscontribuciones del primer rayo difractado 1 y el rayo 2.
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Modelo Egli
El modelo Egli es un modelo del terreno para lapropagacin de radio frecuencia. Este modelo, que se introdujopor primera vez por John Egli, en su artculo 1957, se deriva dedatos del mundo real en UHF y VHF transmisiones detelevisin en varias ciudades grandes.
Se predice la prdida total de la ruta de un enlace punto apunto. Normalmente se usa al aire libre para la lnea detransmisin de la vista, este modelo proporciona la prdida enel camino como una sola cantidad.
Modelos Semi-empricos
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Modelos Semi-empricos
Modelo Egli
El modelo Egli suele ser adecuado para los escenarios de lacomunicacin celular en el que se fija una antena y el otro esmvil.
El modelo es aplicable a situaciones en las que latransmisin tiene que ir sobre un terreno irregular. Sin embargo,el modelo no toma en cuenta los viajes a travs de algunaobstruccin vegetativa, tales como rboles o arbustos.
Frecuencia: El modelo se aplica tpicamente a VHF y UHFtransmisiones de espectro.
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Modele de Longley-Rice
En este modelo se aplica a sistemas punto a punto ya esquemas de comunicacin en el rango de frecuenciasdesde VHF hasta EHF es decir desde los 40 MHZ hastalos 100GHZ sobre diferentes tipos de terrenos.
Modelos Semi-empricos
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La perdida media de propagacin es obtenida utilizada informacin sobre la geometra del terreno entre el receptor.
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Este mtodo trabaja en dos modos:
Uno es cuando dispone de
una detallada descripcin
del perfil de terreno,
facilitando la obtencin de
los parmetros de
propagacin, a esto de le
conoce como prediccin
punto a punto.
El otro es cuando no se
dispone del perfil del
terreno, para lo cual el
mtodo dispone de tcnica
para estimar los parmetros
especficos, a este modo
sele conoce como
prediccin de rea.
Modele de Longley-Rice
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Modele de Longley-Rice
Este modelo no provee de una forma dedeterminar correcciones debido a factoresambientales en las proximidades del receptor, ascomo tampoco considera del efecto de edificios yarboles, cabe mencionar que no considera elefecto de la multitrayectoria.
Modelos Semi-empricos
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Modelo de Friis:
El modelo de Friis ya se ha explicado anteriormente.Se deduce de las ecuaciones de Maxwell y permitecalcular la potencia recibida a cierta distancia encondiciones ideales, es decir, sin obstculos de ningunanaturaleza.
Modelos Deterministas
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Modelo de Dos Rayos(Reflexin Terrestre)
Es un modelo muy til que se basa en pticageomtrica, y considera tanto la transmision directa comoun componente de propagacin reflejada en la tierra entreel transmisor y el receptor.
Modelos Deterministas
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Se puede considerar que este modelo de gran escala es uno de los mas adecuados para predecir la potencia de la seal en distancias de varios kilmetros tomando en cuenta que la antena del sistema celular debe tener una altura mnima de 50 metros.
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Usado para lnea vista en espacios abiertos, sin mucha interferencia.
Modelo de propagacin en el
espacio libre