Radio Mobile

B. MANUAL DE USO DE RADIO MOBILE:

INTRODUCCIÓN:

RadioMobile es un software de libre distribución para el cálculo de radio enlaces de larga distancia en terreno irregular. Para ello utiliza perfiles geográficos combinados con la información de los equipos (potencia, sensibilidad del receptor, características de las antenas, pérdidas, etc.) que quieren simularse.

Este software implementa con buenas prestaciones el modelo Longley-Rice, modelo de predicción troposférica para transmisión radio sobre terreno irregular en enlaces de largo-medio alcance. Además de tener múltiples utilidades de apoyo al diseño y simulación de los enlaces y las redes de telecomunicaciones. Los parámetros a introducir para realizar las simulaciones permiten reflejar de forma fiel los equipos reales que se piensa utilizar en la instalación para la que estarían destinados.

RadioMobile utiliza para la evaluación de los enlaces, el perfil geográfico de las zonas de trabajo. La obtención de estos mapas puede realizarse directamente desde una opción del software que permite descargarlos de Internet. Hay tres tipos de mapas disponibles: los SRTM, los GTOPO30 y los DTED.

Al igual que el modelo de propagación en el que se basa, permite trabajar con frecuencias entre los 20MHz y 40GHz y longitudes de trayecto de entre 1 y 2000 Km.

En la página de RadioMobile, http://www.cplus.org/rmw/ , existe un enlace directo a la página de descargas de Internet, donde se puede bajar un paquete de archivos para instalar el software y sus facilidades. Esta página además incluye un guión de instalación rápida. La instalación es sencilla y el guión es bastante claro por lo que no se considera necesario incluir una descripción adicional en este manual. La página contiene, además, una sección de Preguntas Frecuentes con respuestas para las dudas más habituales y explicaciones de uso.

La última versión disponible del software es al 7.1.5 en inglés y puede ser actualizado online.

ORGANIZACIÓN DEL MANUAL:

Este manual pretende ser una breve guía para un usuario que no haya usado nunca RadioMobile y quiera sacarle el mayor partido en poco tiempo. Ofrece algunos consejos y formas de trabajar y complementa la escasa información existente en Intenet.

Esta dividido en dos partes. La primera descripitva, comenta los principales comandos del menú, y la segunda analiza las tareas más relevantes a la hora de realizar el cálculo de los radio enlaces (cargar unidades, redes y mapas, manejo de imágenes, algunas opciones adicionales de utilidad ..). Dentro de la segunda parte se encuentra la especificación de las redes y las diferentes formas que tiene el programa de presentar los resultados. Todo el desarrollo se apoya en un caso práctico real perteneciente al desarollo de este PFC.

Antes de ello, se menciona algunos comentarios previos y definiciones importantes para la compresión del la notación de RadioMobile.

COMENTARIOS PREVIOS Y DEFINICIONES IMPORTANTES:

En RadioMobile existen varios tipos de ficheros que guardan para una misma red diferente tipos de información. Los que interesan para entender cómo se cargan los mapas de forma correcta son:

Ficheros .map: ficheros que contienen la elevación de los mapas. Es la base con la que se cargan los perfiles del terreno.

Ficheros .bmp: ficheros que contienen imágenes (imágenes de los mapas asociados a las elevaciones y otro tipo de imágenes o mapas). Son representaciones gráficas, sin información del perfil del que son imagen.

Ficheros .net: ficheros que guardan la información de la red diseñada (unidades, redes, equipos, enlaces establecidos, etc.). Es el “corazón” de la red diseñada.

Estos tres tipos de ficheros están relacionados pero pueden guardarse de forma independiente.

Hay que tener cuidado con la relación entre el mapa cargado (la imagen) y el mapa real de altitudes. Cuando la imagen es mayor que el mapa cargado, o no corresponde con la misma región, no se realizarán cálculos de radio enlaces. Si se pincha en el mapa, en la zona inferior de la imagen, donde aparecen las coordenadas y altitud, aparecerá el mensaje “Out of map bounds”. Si esto sucede deberá procederse a cargar un mapa de altitudes con las mismas dimensiones del área que se está visualizando y con la que se quiera trabajar.

Cuando se finaliza la sesión, el programa ofrece guardar estos dos tipos de ficheros (.map y .bmp) asociados al mismo .net. Esto hace que la siguiente vez que se abra ese fichero para una red determinada .net, se cargue el mismo espacio de trabajo que se utilizó en la sesión anterior. Si no se guardan de esta forma, y se han guardado por separado podrán cargarse sin problemas. Pero esta es la forma más rápida de mantener el trabajo actualizado. El resto de extensiones (.geo, .dat, etc.) son las que contienen las referencias para que esto sea posible.

En cuanto a la notación de RadioMobile:

Unit: denomina así a los emplazamientos pertenecientes a la red. Es decir, las unidades Unit 1...Unit n contienen las coordenadas y elevación de los emplazamientos, entre los que se establecen los enlaces. Para que resulte sencillo trabajar con ellas, se pueden incluir iconos, el nombre del lugar real, etc.

Network: se refiere a la información de la red. Los enlaces establecidos, los equipos de receptores y transmisores, etc.

Systems: sistemas. Se pueden definir sistemas que guardarán la información de los equipos que se quiere simular en un emplazamiento. Por ejemplo, un Sistema 1 genérico tiene una antena situada a 12m, una tarjeta de potencia 200mW con sensibilidad –93dBm, pérdidas de los conectores para sus equipos de 3dB, etc. Este sistema a la hora de diseñar la red, se puede asociar a una Unit para que en ese emplazamiento se simule que estarían funcionando equipos con estas características.

MODELO LONGLEY – RICE:

El modelo Longley-Rice predice la propagación a larga-media distancia sobre terreno irregular. Fue diseñado para frecuencias entre los 20MHz y 40GHz, para longitudes de trayecto de entre 1 y 2000 Km.

PARÁMETROS GENERALES:

Para el cálculo de la propagación, el modelo Longley-Rice tiene los siguientes parámetros comunes al de otros modelos de propagación:

Frecuencia: el rango de frecuencias nominales para el modelo varía entre 20MHz y 40GHz.

ERP (Effective Radiated Power): potencia efectiva de radiación, se introducen en las unidades que fije el usuario en la opción de configuración del sistema (mW, W, kW, dBm, dBW, dBk).

Antena: se asume antena ovni-direccional, a menos que se especifique el uso de una antena directiva.

Altura de la antena: altura a la que se sitúa la antena, medido en pies o metros, (sobre el nivel del mar), para transmitir y recibir. El programa computará las alturas efectivas necesarias para ajustarse a los cálculos del modelo.

PARÁMETROS ESPECÍFICOS PARA EL MODELO DE LONGLEY-RICE:

La naturaleza del modelo requiere algunos parámetros adicionales.

Polarización: debe especificarse si se trabaja con polarización horizontal o vertical. El modelo de Longley-Rice asume que ambas antenas tienen la misma polarización, vertical y horizontal.

Refractividad: la refractividad de la atmósfera determina la cantidad de “bending” o curvatura que sufrirán las ondas radio. En otros modelos, el parámetro de refractividad puede introducirse como la curvatura efectiva de la tierra, típicamente 4/3 (1.333). Para el modelo Longley-Rice, hay tres formas de especificar la refractividad. Se puede introducir el valor de refractividad de superficie directamente, típicamente en el rango de 250 a 400 Unidades de n (correspondiente a valores de curvatura de la tierra de 1.232 a 1.767). Una curvatura efectiva de la tierra de 4/3 (=1.333) corresponde a una refracrtividad de superficie de valor aproximadamente 301 Unidades de n. Longley y Rice recomiendan este último valor para condiciones atmosféricas promedio. La relación entre los parámetros “k” y “n”, viene dada por la siguiente expresión:

Permitividad: la permitividad relativa o constante dieléctrica del medio (), tiene unos valores típicos tabulados.

Conductividad: la conductividad, medida en Siemens por metro, tiene unos valores típicos tabulados.

PERMITIVIDAD CONDUCTIVIDAD

Tierra media 15 0.005

Tierra pobre 4 0.001

Tierra rica 25 0.020

Agua fresca 81 0.010

Agua mar 81 5.000

Clima: Hay 7 modelos de clima caracterizados en el modelo: Equatorial (Congo); Continental Subtropical (Sudan); Maritime Subtropical (West coast of Africa); Desert (Sahara); Continental Temperate; Maritime Temperate, over land (United Kingdom and continental west coasts); Maritime Temperate, over sea.

De acuerdo con el modelo, el clima continental templado es común a la mayor parte de grandes superficies en la zona templada. Se caracteriza por extremos en la temperatura y cambios diurnos y de estaciones pronunciadas en la propagación. En latitudes medias en zonas costeras, donde los vientos predominantes llevan el aire húmedo marítimo hacia el interior, prevalece un clima marítimo templado. Esta situación es típica del Reino Unido y de las costas occidentales de los Estados Unidos y Europa. El resto de los climas pueden asociarse de la misma forma a otras regiones del mundo.

Variabilidad:

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