Laboratorio 4 de radiocomunicaciones

Laboratorio IV

DISEÑO DE UN GUI EN MATLAB PARA CALCULAR LAS PERDIDAS SEGÚN LOS MODELOS DE PROPAGACIÓN EMPÍRICOS

K. AFANADOR, kateafanador1996@gmail.com

- ABSTRACT:

The mechanisms of propagation are complex and diverse; fundamentally because in changing mobile environments, they enter into action        almost        simultaneously. This propagation involves phenomena such as diffraction, dispersion, reflection, refraction and transmission; phenomena that are in a certain way responsible for the propagation losses.

The study of these propagation losses has been carried out by different researchers and engineers, in order to be able to estimate these phenomena in rural and urban environments, where to this day the models proposed in class for this calculation are those of Okumura-Hata

, Ikegami, Walfisch- Bertoni, COST-231, and Walfisch-Ikegami.

For this laboratory a GUI in Matlab will be made to calculate the losses with the methods mentioned above.

KEYWORDS: propagation, matlab, empirical models y GUI.

- Introducción

Los mecanismos de propagación son complejos y diversos; fundamentalmente porque en los entornos móviles cambiantes, entran en acción casi simultáneamente.

Esta propagación involucra fenómenos como la difracción, dispersión, la reflexión, la refracción y la transmisión; fenómenos que son

de cierta manera los responsables de las pérdidas de propagación.

El estudio de estas pérdidas de propagación ha sido realizado por diferentes investigadores e ingenieros, con el fin de poder estimar estos fenómenos en ambientes rurales y urbanos, donde hasta el día de hoy los modelos planteados en clase para este cálculo son los de Okumura-Hata, Ikegami, Walfisch- Bertoni, COST-231, y Walfisch- Ikegami.

Para este laboratorio se realizará un GUI en Matlab para calcular las perdidas con los métodos mencionados anteriormente.

-Objetivos

Apropiar las características técnicas de los modelos de propagación empíricos  de  primera y segunda generación, como herramienta para el diseño de comunicaciones punto –multi-punto.

- Desarrollo

• MODELOS EMPIRICOS PARA LAS PERDIDAS EN EXTERIORES.

Existen varios modelos para el cálculo de las pérdidas de propagación de las ondas radioeléctricas que hoy en día han sido utilizadas para determinar las pérdidas que pueden existir en muchos ambientes urbanos y rurales, de estos modelos se va a hablar de cinco, especificados a continuación, teniendo en cuenta su facilidad a la hora del cálculo.

• MODELO DE OKUMURA-HATA

Su desarrollo se basa en las mediciones efectuadas por Okumura en Japón, y a raíz de las cuales se obtuvieron un conjunto de gráficas de E recibido en un entorno de terreno urbano casi sin rugosidad, para un PRA de 1kW y unas frecuencias de 150, 450 y 900 MHz, con una altura del receptor hr de 1,5m.

La fórmula fundamental que proporciona la pérdida en medio urbano y que sirve de referencia para el resto es:

Lb = 69,55 + 26,16logf – 13,82loght – a(hm)

+ (44,9 – 6,55loght)logd

Este modelo tiene algunas restricciones:

• En cuanto a la frecuencia se muestran a continuación

f (MHz),        150 ≤ f ≤ 1500MHz

ht, altura antena Tx (m); 30 ≤ ht ≤ 200m hm, altura antena Rx (m); 1 ≤ hr ≤ 10m d, (km); 1 ≤ d ≤ 20km

a(hm),corrección        por        altura        del        receptor, depende de la altura del móvil.

• Según el tipo de espacio geográfico:

Ciudad media-pequeña

a(hm) = (1,1logf – 0,7)hm – (1,56logf – 0,8)

Ciudad grande

a(hm) = 8,29(log1,54hm)2 – 1,1; f ≤ 200MHz a(hm) = 3,2(log11,75hm)2 – 4,97; f ≥ 200MHz Para entornos diferentes del urbano:

Zona suburbana, con edificios bajos y calles anchas

Lbs = Lb – 2(log(f /28))2 – 5,4

Zona rural, con áreas abiertas y sin obstáculos

Lbr = Lb – 4,78(logf )2 + 18,33logf – 40,94

• MODELO DE IKEGAMI

Ikegami propone un método basado en la teoría de rayos y la óptica geométrica, para la predicción de la trayectoria de las señales electromagnéticas. Aquí los resultados se

ajustan a los determinados experimentalmente y a las predicciones empíricas convencionales. Considera        una        estructura        ideal        de        las ciudades como la altura de los edificios de manera uniforme, la orientación de las calles, las frecuencias de propagación y las alturas del

transmisor y receptor.

En este modelo se estudian dos rayos principales, los cuales consisten en el rayo difractado y el rayo reflejado.

[pic 1]

Figura 1. Escenario de propagación.

Este modelo considera solamente los edificios próximos a la antena receptora si y solo si la altura del transmisor es superior a la de los edificios.

A continuación, se muestra el modelo matemático para el cálculo de las perdidas propuesto por Ikegami.

 (7)[pic 2]

• MODELO WALFISCH-BERTONI

Este modelo es un claro exponente de la tendencia de cada método para solucionar las cuestiones abiertas por los anteriores a este.

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