Capítulo 2:
RADIOENLACES TERRENALES DEL
SERVICIO FIJO
En este capítulo se tratará de las comunicaciones por ondas
radioeléctricas entre dos terminales, tanto a nivel analógico
como digitales. Se han añadido los calificativos de terrenales
y servicio fijo con el fin de distinguir de los radioenlaces
móviles (que serán estudiados en el capítulo de sistemas
móviles) y de los radioenlaces por satélite.
RCM -2- 1
ÍNDICE (I)
• Introducción
• Planes de frecuencias
• Diagramas de bloques de equipos:
– antenas
– repetidores
– circuitos
• Parámetros básicos de radioenlaces: analógicos y digitales
– Anchura de banda
– Parámetros de propagación
• Desvanecimientos
• Diversidad
• Calidad de un radioenlace
– Circuitos de referencia (CFR, TDFR)
– Radioenlaces analógicos
– Radioenlaces digitales
RCM -2- 2
ÍNDICE (II)
• Criterio de disponibilidad
– Radioenlaces analógicos
– Radioenlaces digitales
• Interferencia de RF en radioenlaces
• Protección de radiocanales
• Enlaces transhorizonte
RCM -2- 3
INTRODUCCIÓN (I)
• Definición: sistemas de radiocomunicaciones entre puntos fijos que proporcionan
una capacidad de transmisión de información con calidad y disponibilidad dadas.
• Funcionan en condiciones de visibilidad directa por lo que requieren:
– Estaciones repetidoras
– Estaciones nodales bajan a banda base pudiendo haber extracción-inserción de señal.
– La entidad terminal que hace de estación nodal se denomina sección de conmutación
• Vano: el enlace radioeléctrico entre dos estaciones.
– Situación de compromiso entre el número de vanos (mínimo) y la longitud de los
mismos que tiene un límite debido al desvanecimiento de la señal.
• Radiocanal: el conjunto de dos portadoras, una para cada sentido de transmisión.
Constituye un sistema dúplex a 4 hilos equivalentes.
• Repetidores deben tener visión óptica en vanos adyacentes:
– Activos: amplifican la señal sin demodularla.
– Pasivos: sólo cambian la dirección de propagación.
RCM -2- 4
INTRODUCCIÓN (II)
• Se explotan en las bandas de frecuencias altas con las siguientes ventajas:
– Potencia recibida proporcional al cuadrado de la frecuencia.
– Ruido, disminuye al aumentar la frecuencia.
– A mayor frecuencia, mayor anchura de banda y mayor directividad.
• Desventajas:
– Mayor inestabilidad, mayor desvanecimiento y equipos más caros.
• Radioenlaces son sistemas en serie por lo que requieren gran disponibilidad
– Utilización de técnicas de redundancia (equipos) y diversidad (desvanecimiento)
– Establecimiento de sistemas de control para aplicación automática
• Tipos de radioenlaces según el tipo de señal múltiplex transmitida
– Analógicos:múltiplex de 12 a 2700 canales telefónicos, múltiplex de vídeo y audio
– Digitales: múltiplex digital de alguna de las jerarquías normalizadas
• Radioenlaces transhorizonte: monovano, grandes distancias y por dispersión
troposférica. Aplicación: comunicación costa-isla.
• Radioenlaces por satélite: dos vanos, repetidor-convertidor de frec. (transponder)
RCM -2- 5
PLANES DE FRECUENCIAS (I)
PROBLEMÁTICA
En un repetidor hay al menos
dos frecuencias suf. separadas
Diferencia entre los
niveles de señal
TX y RX.
Evitar acoplo entre
ambos sentidos de
transmisión.
Directividad insuficiente
de las antenas
PLANES DE ASIGNACIÓN DE FRECUENCIAS
RCM -2- 6
PLANES DE FRECUENCIAS (II)
PLAN A 4 FRECUENCIAS
Por cada radiocanal se necesitan 4 frecuencias.
Suele utilizarse en frecuencias bajas cuando la directividad es baja
f2
f1
f1
f4
f3
Term2
Repet 2
Repet 1
Term1
f3
PLAN A 2 FRECUENCIAS
Por cada radiocanal se necesitan 2 frecuencias.
Las frecuencias y de recepción son iguales en cada estación. Problemas:
Interferencia cocanal:
a) Por radiación hacia atrás de A y captación en B
b) Por radiación directa de C y captación por el lóbulo posterior de B
f1
A
f2
f2
f1
f1
C
Term2
Repet 2
Repet 1
Term1
B
f2
RCM -2- 7
PLANES DE DISPOSICIÓN DE
CANALES DEL CCIR
CARACTERÍSTICAS
OBJETIVOS
• Número de radiocanales en la banda
• Separación entre radiocanales adyacentes
• Bandas de guarda
• Frecuencias portadoras
• Polarización
• Tipo y capacidad del radioenlace
• Frecuencia central de la banda
• Anchura de banda
• Anchura de banda de los radioenlaces
• Facilitar la interconexión en RF de
radioenlaces en circuitos internacionales
• Reducir las perturbaciones
• Facilitar la intercalación adicional
• Utilización de una banda para
transmisiones mixtas
RCM -2- 8
DIAGRAMA DE BLOQUES
RCM -2- 9
ESTACIÓN TERMINAL
transmisor
TRAT.
SEÑAL
MX
BB
MOD.
FI
Convers.
arriba
HPA
BR
f1
f´1
OL
receptor
TRAT. BB DEMO.
SEÑAL
FI
MX
Convers.
abajo
LNA
OL
Bastidor
multiplex
VF
BB
Bastidor
radio
RF
RCM -2- 10
ESTACIÓN REPETIDORA
Lado de ida
f1
f’1
FILTRO
LNA
Convers.
abajo
FI
LIM
Convers.
arriba
FILTRO
HPA
f’1
f1
OL
OL
FI
Lado de retorno
RF
RF
RCM -2- 11
ESTACIÓN NODAL
Constituida por dos estaciones terminales adosadas conectadas
en banda base. La inserción-extracción de canal puede hacerse
a nivel de canal o de alguna estructura múltiplex.
Estación nodal
f1
f’1
FILTRO
LNA
Convers.
abajo
FI
dem
MUX
BB
OL
mod
Conv.
arriba
FILTRO
HPA
f1
f’1
OL
Extracción inserción
múltiplex de señal
RCM -2- 12
DISPOSITIVOS DE ACOPLAMIENTO
• Se utilizan como interfaz entre transmisores y receptores a antena.
– Filtros
– Circuladores
– Duplexores y polarizadores.
• Las configuraciones varían en función del número de radiocanales y polarizaciones
• Alimentadores
– Línea coaxial: válida hasta 3 GHz, flexibilidad y facilidad de instalación.
– Guía ondas en el modo fundamental: para frecuencias superiores a 3 GHz ya que la
atenuación del coaxial es grande.
RCM -2- 13
ANTENAS
• Antenas utilizadas : reflector parabólico, antenas Cassegrain, bocinas, reflectores
pasivos y arrays de antenas.
• Parámetros a analizar:
– ganancia: función de la superficie geométrica, ganancia y frecuencia.

21
– Anchura de haz: BW º   70  
D
f GHz   D  m 
• Se requiere precisión en la orientación.
– Diagramas de radiación:
• Diagrama copolar: es el correspondiente a la excitación de la sonda excitadora.
• Diagrama contrapolar: correspondiente a la polarización ortogonal.
• Diagrama de envolvente: son diagramas obtenidos como envolvente de diagramas
reales de una serie dada. Existen aproximaciones semiempíricas.
RCM -2- 14
REPETIDORES PASIVOS
• Se utilizan cuando resulta necesario cambiar la dirección de un trayecto.
• Pueden ser reflectores parabólicos y reflectores planos.
• Situaciones:
– Reflectores en campo lejano
• Repetidor pasivo con dos antenas parabólicas.
• Repetidor pasivo con plano reflector (el ángulo no ha de ser muy obtuso)
• Repetidor pasivo con dos planos reflectores (en un punto o en dos)
– Reflectores en campo próximo: también se denomina montaje periscópico y pone la
antena a una altura determinada.
• Cálculo de la atenuación en el trayecto con reflectores:
– Reflector parabólico: (1)
– Un reflector plano: (2)
• La anchura de haz disminuye al aumentar la superficie y no debe ser inferior a 1º.
– Montaje periscópico: (5.16)
2
2
4
2
2
4
d d 
d d 
Ap 
1
2
4

i 1
S efi
1 
Ap 
1
2 
2
2
S
2
efpi
 S efrp
i 1
RCM -2- 15
DATOS DE PROPAGACIÓN
• Los radioenlaces se diseñan en condiciones de visibilidad directa.
• La consecución del despejamiento supone un cálculo de las alturas de antenas.
– Probabilidad despreciable de pérdida de visibilidad en condiciones anómalas.
– Pérdidas de difracción tolerables bajo propagación normal.
• Rec. 530 del CCIR
– Determinación de las alturas para un despejamiento de la primera zona Fresnel (R1).
– Variación estadística del gradiente del coíndice (N)
valor de ke excedido el
99.9% del tiempo:
157
k e  k 0 . 1  
Tablas
157   N e  0 . 1 
– Con el valor de ke se calculan los siguientes despejamientos:
• Clima templado:
– 0.0 R1 si sólo hay un obstáculo
– 0.3 R1 si hay varios obstáculos o con forma redondeada
• Clima tropical:
– 0.6 R1 para trayectos superiores a 30 km
– Se toman los máximos de los valores del punto 1 y 3
RCM -2- 16
MÉTODO DEL CCIR
DESPEJAMIENTO Y VALOR
EXCEDIDO DE K
RCM -2- 17
ANCHURA DE BANDA DE UNA TRANSMISIÓN
POR RADIOENLACE
RADIOENLACES ANALÓGICOS
•
RADIOENLACES DIGITALES
Enlaces por telefonía
– Señal en banda base: múltiplex telefónico
– Ancho de banda: regla de Carson
•
–
–
–
–
BT  2   f m   f c 
–  f c depende: excursión de frecuencia y de
la carga
•
Enlaces por televisión
– Transmisión de vídeo B T  2  f v   f cc
– Transmisión de vídeo más sonido:
múltiplex MDF que se modula en frec.
Ancho de banda depende de:
•
Factor de modulación K (1 ó 0.6)
Factor de especificación F (del filtrado)
Vb: velocidad binaria
R: factor de anchura de banda
Expresión:
BT  K  F  v b  R
B T  2  f mm   f cmm
RCM -2- 18
DESVANECIMIENTOS
• Definición: variación temporal de la amplitud, fase y polarización de la señal
recibida con relación al valor nominal debido al trayecto de propagación:
multitrayecto, conductos, reflexión, difracción y dispersión.
– Profundidad de desvanecimiento: diferencia entre el valor nominal y el nivel recibido
en condiciones de desvanecimiento.
– Duración de desvanecimiento: tiempo que media entre la pérdida y recuperación del
nivel.
– Pueden desarrollarse contramedidas que mitiguen el efecto.
• Clasificación de los desvanecimientos:
C A R A C T E R ÍS T IC A
P rofu n d id ad
D u ración
C aracterística esp ectral
C aracterística p rop agación
D istrib u ción p rob ab ilística
D ep en d en cia tem p oral
T IP O D E D E S V A N E C IM IE N T O
P rofundo (3 dB )
L ento
P lano
V ariación de k
G aussiano
C ontinuado
M uy profundo (20 dB )
R ápido
S electivo
M ultitrayecto
R ayleigh-R ice
P untual
RCM -2- 19
DESVANECIMIENTO MULTITRAYECTO
•
•
•
•
Se debe a la existencia de dos o más trayectos de propagación además del directo.
Puede producirse por reflexiones en el suelo o en capas de la atmósfera.
Es selectivo en frecuencia por lo que produce distorsión y atenuación.
Modelo estadístico del campo resultante:
– Desvanecimiento por centelleo: gaussiana con m y , son lentos y poco profundos.
– Desvanecimiento multitrayecto: típico de desvanecimientos profundos y rápidos.
• Rice: existe una componente dominante (hay visión directa)
• Rayleigh: componentes con amplitudes similares (no hay visión directa)
• Factor de actividad del multitrayecto  depende del período de observación y de
las condiciones meteorológicas. En climas templados dura tres meses la actividad
del multitrayecto.
P  F     PR  F   1     PG  F 
 W
F   10 log 
W
 o




1-

t
RCM -2- 20
DESVANECIMIENTOS PROFUNDOS
• La probabilidad de rebasar un desvanecimiento profundo viene dada a partir de
una ley Rayleigh por:
 F 10
P  F   P0  10
– P0 es el factor de aparición de desvanecimiento y depende de la longitud del enlace,
frecuencia, rugosidad del terreno y del clima
• Métodos de cálculo de la probabilidad de desvanecimiento difieren en el cálculo
de P0
– Mojoli: calcula el valor de P0 para el mes más desfavorable y a partir de ahí determina
el factor de actividad.
– Método 1 de la Rec. UIT-R PN530: se utiliza para una planificación inicial del vano
• Determinación del factor geoclimático del trayecto para el mes más desfavorable
• Cálculo del ángulo de inclinación del trayecto
• Valor de la probabilidad p(F) en porcentaje.
– Método 2 de la Rec. UIT-R PN530: proporciona un diseño detallado para pequeños
porcentajes de tiempo y requiere el conocimiento del perfil.
RCM -2- 21
DESVANECIMIENTO POR REFLEXIÓN EN EL
SUELO
• Se produce cuando el trayecto discurre sobre un terreno despejado y la longitud
es pequeña. Trayectos sobre mar, lagos y zonas llanas y húmedas.
• Función de transferencia:
H  w   1  b  exp  j  w     
H w 
2
 1  b  2  b  cos  w    
2

b  R  D  g TR  g RR
 

2  f
• Se puede apreciar la dependencia con la frecuencia y el carácter lobular. La
profundidad de desvanecimiento depende de la frecuencia, altura y factor k. Esto
hace que el desvanecimiento sea selectivo.
• Su expresión es la base para los modelos FTM.
RCM -2- 22
EJEMPLO
PROBLEMA
PARÁMETROS A DETERMINAR
Se supone un vano de un radioenlace sobre agua,
con una longitud de 61.1 km y altura sobre el nivel
del mar ht=122 m y hr=457 m en la frecuencia
f=6.125 GHz. Considerando R=-1 determine la profundidad de desvanecimiento así como su efecto
para una comunicación con 20 Mhz para varios
valores del factor k.
Distancia al punto de reflexión
Ángulo de incidencia
Factor de divergencia
Retardo del rayo reflejado
Frecuencia de máximo de desv.
Máxima prof. desv.
k
d1

D
 (ns)
F R (d B )
f 0 (G H z)
4 /3
1
0 .8 3
2 /3
1 5 .1
1 5 .7
1 6 .3
17
0 .4 1
0 .3 7
0 .3 4
0 .3 0
0 .8 5 4
0 .8 0 0
0 .7 5 4
0 .6 8 7
3 .9
3 .3
2 .8
2 .2
1 6 .7
1 4 .0
1 2 .2
1 0 .1
6 .1 5 4
6 .0 6 1
6 .0 7 1
5 .9 0 9
Conclusiones
Influencia de k y de la frecuencia sobre el desvanecimiento
Depende del valor de k y para anchuras de banda de 20 MHz el
desvanecimiento será más o menos selectivo.
RCM -2- 23
DESVANECIMIENTO SELECTIVO
• La función de transferencia del medio de propagación varía con la frecuencia lo
que produce distorsión de amplitud y fase en la señal.
• Estudio del desvanecimiento selectivo:
– Porcentaje de tiempo en que un desvanecimiento tiene carácter selectivo.
– Modelo de función de transferencia multicanal al menos para B/2
– Estadísticas de los parámetros que intervienen en H(w)
• Modelo de la función de transferencia multitrayecto (FTM). Tiene en cuenta el
rayo directo y múltiples rayos reflejados.
– Modelo de rayos, tiene en cuenta un rayo directo y N ecos
H w  
N
a
i
 exp  j   w   i   i 
i0
H w   H 0 
N
 a ' exp 
i
j   w   i '  i ' 
i 1
– Modelo polinómico: desarrollo en serie de potencias de la función de transferencia.
H w   H 0 
N
 A
i
 j  B i  jw 
i
i 1
RCM -2- 24
MODELO DE TRES RAYOS SIMPLIFICADOS
• La FTM viene dada por: H  w   1  a 1  e  jw   a 2  e  jw 
 j
 j w   

H w   a  e
 1  b  e
• Puede ponerse como:
• Esta expresión se suele poner en función de la separación con la portadora
 j  w  w 

H  w   a  1  b  e
1
2
o
– wo es la frecuencia a la cual se produce el mínimo de H(w), depende de  y 
– válido en el ancho de banda del canal (B)
• Profundidad de desvanecimiento:
F  w    20 log H  w    20 log


a  10 log 1  b  2 b  cos  w  w o    
2
– Parámetro a: afecta por igual a todas las frecuencias, representa el desvanecimiento
plano.
– b: diferencia máximo-mínimo, indica el desvanecimiento selectivo.
– Canal de fase mínima: >0, b<1.
– Canal de fase no mínima: >0, b>1.
• El modelo depende de 4 parámetros (a, b, wo, ) lo que supone un ajuste
complicado con las mediciones efectuadas.
RCM -2- 25
EFECTOS DEL DESVANECIMIENTO
MULTITRAYECTO
• Radioenlaces analógicos:
– Ruido de intermodulación: importante en radioenlaces con gran capacidad y en
aquellos en que se produce por reflexión en el suelo.
– Variación del nivel de la banda base
• Radioenlaces digitales
– Aumenta la interferencia entre símbolos debido a la dispersión de los impulsos. Es
mayor a velocidades grandes.
– Efectos de la recuperación de portadora: se produce una rotación en la constelación.
– Efectos de la recuperación de la temporización: el muestreo no se realiza en el punto
adecuado.
RCM -2- 26
DIVERSIDAD
• Transmisión de la misma información por dos rutas radioeléctricas diferentes que
se vean afectadas de forma independiente por el desvanecimiento.
• Clasificación:
– Según los parámetros del camino radioeléctrico:
• Diversidad de espacio
• Diversidad de frecuencia
• Diversidad de ángulo
• Diversidad de polarización
• Diversidad de ruta
– Según el tipo de tratamiento de la señal
• Diversidad de selección
• Diversidad de conmutación
• Ventajas:
– Reducción del porcentaje de tiempo de un desvanecimiento dado
– Aumento de la fiabilidad al existir cierta redundancia
– Mejora en la calidad en la relación S/N o BER.
RCM -2- 27
DIVERSIDAD DE ESPACIO
•
Habilitación de dos trayectos radioeléctricos
–
–
–
–
•
Dos antenas receptoras
Separación: unas decenas de longitud de onda
Un único transmisor
No es probable un desvanecimiento simultáneo
f1
Separación entre antenas
h 
 d
4  h1
 150  
– h1: altura antena transmisora
•
RX1
h
TX
Ventajas:
PROC
f1
– Utiliza una sola frecuencia
•
Inconveniente:
– En caso de avería del transmisor se rompe el
enlace
RX2
RCM -2- 28
DIVERSIDAD DE FRECUENCIA
f1
f2
f
BR
TX1
BR
TX1
Señal de información
•
•
•
RX1
RX1
Procesador
Requiere un transmisor adicional y una frecuencia más de forma que cuando un
desvanecimiento afecta a una frecuencia, el otro se encuentra libre.
Para conseguir buena decorrelación, la separación debe ser del orden del 3-5%.
Inconveniente: escasa disponibilidad de espectro, permite usar una separación de 1-2%
RCM -2- 29
OTROS TIPOS DE DIVERSIDAD
• Diversidad cuádruple
– Combina diversidad de espacio y frecuencia.
– Se necesitan dos antenas, dos transmisores y dos receptores.
• Diversidad de trayecto
– Sólo se justifica en enlaces donde las precipitaciones puedan destrozar el enlace.
– Se realiza la comunicación por dos caminos diferentes.
• Diversidad angular
– Utiliza antenas con dos o más haces separados por pequeños ángulos en el plano
vertical.
RCM -2- 30
TRATAMIENTO DE SEÑAL EN SISTEMAS CON
DIVERSIDAD
• Mejora por diversidad: Prd  w   Pr  w  I
• Factor de mejora en un sistema 1+1 con diversidad de frecuencia:
I 
 f 
  10
 
f  d  f 
0 .8
F 10
• Tratamiento de señal: conjunto de operaciones realizadas con las señales por los
receptores de un sistema de diversidad.
• Selección por conmutación:
– elige la señal mejor de las presentes de acuerdo con un criterio de intensidad
– sencillez y economía
– degradación por las discontinuidades asociadas a la conmutación
• conmutación en tiempo breve (<10s)
• ecualización en amplitud y fase
• Selección por combinación
– se combinan las señales en recepción después de haber sido puestas en fase
– esto resulta complicado en RF o FI por lo que se suele trabajar en banda base
• Combinación lineal:señales se suman en tensión y ruido en potencia
• Combinación de relación máxima
RCM -2- 31
CALIDAD DE LOS SISTEMAS DE
RADIOENLACE
• Representa el grado para el que ese sistema está en condiciones de proporcionar
el servicio para el que se ha diseñado. Depende de la longitud de ruta y del
número de procesos de modemodulación realizados.
– Calidad en cuanto a disponibilidad.
– Calidad en cuanto a fidelidad.
• Calidad en cuanto a disponibilidad: el sistema se encuentra en condiciones de
utilizarse. Conceptos:
–
–
–
–
Tiempo de disponibilidad e indisponibilidad.
Umbral de indisponibilidad.
Criterio: sistema indisponible cuando el umbral se supera un tiempo To.
Indisponibilidad total:
T ind

U 
 100 % 
T
• Calidad en cuanto a fidelidad: en condiciones de disponibilidad pueden darse
interrupciones que degradan el funcionamiento del sistema. Se mide en términos
de BER.
RCM -2- 32
CFR Y TDFR
• CFR: circuitos teóricos modelo con longitud y número de procesos de señal
determinados y suf. grandes como para abarcar muchas situaciones reales.
• Se define mediante (ejemplo para la recomendación 392 para más de 60 canales):
– Su longitud total (2500 km)
– Número y longitud de las secciones con interfaz de canal (3 secciones con 833 km).
– Número y longitud de las secciones homogéneas (sección sin derivación ni
modulación de ningún grupo) (3 secciones de 277 km)
– Número y tipos de pares de modulación de señal MDF y mod. radioeléctrica.
• Conexión ficticia de referencia (HRX): modelo que proporciona estudios de
calidad global. Tres grados de calidad: local, medio y alto.
• TDFR:entidad ficticia con una longitud y composición determinada que definen
los modelos de redes de transmisión digital(Rec. 556).El grado de calidad será
alto:
– Longitud de 2500 km
– 9 equipos múltiplex digitales y 9 secciones radioeléctricas.
RCM -2- 33
INDISPONIBILIDAD DE UN RADIOENLACE.
• Se describe en términos de interrupciones, intervalos de tiempo en que:
– Se produce pérdida total o parcial de la señal.
– Se produce un ruido o tasa de error excesivo.
– Aparece una fuerte discontinuidad o existe gran distorsión de señal.
• Definición de las interrupciones:
– Criterio cuantitativo de las interrupciones: S/N o potencia de ruido y BER.
– Duración:
• Larga: mayores de 10 s e influyen notablemente en la disponibilidad.
• Breves: se suele especificar la duración total máxima admisible; influyen en la
calidad de fidelidad.
• Causas de interrupción:
– Debidas a los equipos: suelen ser de larga duración.
– Condiciones anómalas de propagación.
– Interferencia: dentro del sistema o exterior al mismo.
RCM -2- 34
EXPRESIÓN DE INDISPONIBILIDAD
• Sistema de comunicación dúplex luego hay que considerar los dos sentidos:
U %  
T1  T 2  T12
 100
T
• Descomposición de la indisponibilidad: de equipo y de propagación
U  L   U E  N   U P V 
– Indisponibilidad de equipo, por separado y se suman las contribuciones.
– Indisponibilidad de propagación, por separado para cada vano y se combinan, en
general de manera aditiva, cada contribución.
• Indisponibilidad de equipo, es el complemento a 1 de la disponibilidad. Depende
de la fiabilidad que debe calcularse en régimen permanente y está relacionada con
el tiempo entre averías (MTBF, mean time between failures).
– Para una conexión en serie:  MTBF  1   MTBF 1 1   MTBF 2 1
• Tiempo medio de reparación (MTTR, mean time to repair)
• Indisponibilidad de equipo:
U %  
MTTR
MTBF  MTTR
 100 
MTTR
 100
MTBF
RCM -2- 35
CRITERIOS Y OBJETIVOS DE
INDISPONIBILIDAD
• Radioenlaces analógicos:
– Criterio: se considera un trayecto no disponible cuando se cumple una de estas dos
condiciones durante al menos 10 s.:
• Nivel de señal en BB inferior en 10 dB al de referencia.
• Potencia de ruido no ponderada por canal superior a 10 pw.
– Objetivo:el trayecto debe estar disponible el 99.7% del tiempo.
• Aplicación a radioenlaces reales: I=0.3 L/2500 (280<L<2500)
– Duración: interrupciones menores de 10 s.
• Radioenlaces digitales:
– Criterio: se considera un trayecto no disponible cuando se cumple una de estas dos
condiciones durante al menos 10 s.:
• Interrupción de la señal digital: pérdida de alineación o temporización.
• BER>.001
• El período de indisponibilidad termina cuando no se mantienen las anteriores
condiciones durante 10 s.
– Objetivos y duración: lo mismo que para los analógicos.
RCM -2- 36
CALIDAD EN RADIOENLACES
• Criterios de calidad de fidelidad: especifican las degradaciones normal y máxima
admisible junto con el tiempo en que puede superarse dicha degradación.
• Definiciones para radioenlaces digitales:
– Relación de segundos con errores ESR: relación entre el número de segundos con uno
o más bits erróneos respecto al total.
– Relación de segundos con muchos errores, SESR: números de períodos de 1 s en los
que la BER es superior a .001 respecto a los totales.
• Proceso:
– Definición para el CFR o el TDFR de los parámetros de calidad.
– Adaptación a los circuitos reales
– Aplicación en condiciones de disponibilidad.
• Factores de dependencia:
– Naturaleza de la señal moduladora y tipo de radioenlace.
RCM -2- 37
INTERFERENCIAS DE RF EN RADIOENLACES
• Criterios de clasificación: origen, situación relativa de los canales y trayecto
recorrido.
• Origen:
– Intrasistema
– Intersistema
• Situación relativa de los canales:
– Interferencia cocanal: se produce dentro del ancho de banda del canal.
– Interferencia de canal adyacente: a frecuencia contigua del canal interferido.
• Trayecto recorrido:
– Comparten un mismo trayecto y se desvanecen simultáneamente con la señal.
– No tienen un trayecto común y no se desvanecen a la vez.
• Consecuencias:
– En sistemas digitales aumenta la probabilidad de que el ruido térmico origine errores.
RCM -2- 38
PROTECCIÓN DE LOS RADIOCANALES (I)
• Métodos de protección:
– Conmutación de protección se aplica al caso de fallo de equipos.
– Diversidad para contrarrestar el desvanecimiento. (sólo emplea redundancia en RX)
• Esquemas sin diversidad:
– Sin reserva, no ofrece ninguna protección
– Con reserva, esquema de tipo 1+1: requiere dos TX y dos RX, conm. en TX.
f1
f2
f
conmutador
BR
TX1
TX2
Señal de información
RX1
RX2
Procesador
RCM -2- 39
PROTECCIÓN DE LOS RADIOCANALES (II)
• Esquemas con diversidad:
– Sin reserva
• Diversidad de espacio: 1 TX y 2 RX en la misma frecuencia.
• Selección por conmutación o combinación
• Se denomina isofrecuencia con dos antenas
– Con reserva
• Diversidad de frecuencia: 2 TX y 2 RX en frecuencias diferentes.
• Selección por conmutación o combinación
• Se denomina heterofrecuencia con una antena
– Diversidad mixta
• Combinación de diversidad de espacio y de frecuencia
• Heterofrecuencia con dos antenas
RCM -2- 40
CALIDAD EN RADIOENLACES DIGITALES
• Calidad en cuanto a probabilidad de error:
– Energía por bit
– Densidad espectral de ruido
• Calidad de error en un radioenlace digital:
– Distorsión consecuencia del desvanecimiento selectivo se traduce en IES
– Interferencia cocanal.
• Problemas en cualquier transmisión digital:
– Conversión de señales analógicas a digitales y a la inversa.
– Transmisión y recepción eficiente de señales digitales
• Revisión de sistemas de transmisión digital:
– Sistemas de transmisión digital: banda de base, señales moduladas.
– Técnicas de modulación y demodulación digital
RCM -2- 41
TRANSMISIÓN DE SEÑALES DIGITALES (I)
• Señales digitales en banda base:
– Utilización de códigos NRZ.: niveles de tensión 1 y -1.
• Transmisión digital de señales en banda base:
 sen   f  T b  
G  f   Tb  



f

T
b


2
– Densidad espectral de una secuencia de pulsos:
• Ancho de banda finito.
• Problemas con interferencias.
– Necesidad de filtrado de las señales:
• Posibilidad de interferencia entre símbolos (IES)
– Reducción de la IES mediante una elección adecuada del filtrado:
• IES será nula siempre que en el instante de muestreo (Tb) las “colas” de los
pulsos precedentes sean nulas: filtro en coseno alzado propuesto por Nyquist:

f
T b


H  f   T b  cos


0,
f


Rb
2
2
 1   



 2    R b

Rb
2
 f
 
R

 b  1    
2
 2
 
Rb
2
 1     f 
Rb
2
 1   
 1   
RCM -2- 42
TRANSMISIÓN DE SEÑALES DIGITALES (II)
• La forma de de h(t) es:
h t   
1
 H  f   S  f 
 cos     R b  t    sen   R b  t  
 


2  
S  f  1




R

t


1

2



R

t
b


b


• Transmisión en RF de señales digitales
– Necesidad de una modulación de una onda de RF
– IES por problemas de limitación del ancho de banda si no se usan filtros Nyquist.
– Esquema de transmisión:
s(t)
MOD. PSK
Ecualizador
Filtro en coseno
alzado
x/sen(x)
Portadora f
Portadora f1
• Consecuencia: siempre hay una distorsión porque no se pueden conseguir filtros
en coseno alzado exactos: margen de implementación.
RCM -2- 43
MODULACIÓN Y DEMODULACIÓN DIGITAL
• Tipos de modulación digital: QAM, PSK, FSK.
– QAM
– PSK
– FSK
• Definiciones:
s m t  
2  Es
s m t  
2  Es
Ts
Ts
 A mc  cos  2    f c  t  
2  Es
 A mc  cos  2    f c  t  
2  Es
Ts
Ts
 A ms  sen  2    f c  t 
 A ms  sen  2    f c  t 
 2

 2

A mc  cos 
  m  1     ; A mc  sen 
  m  1   
M

M

2  Es
s m t  
 cos  2    f c  t  2    m  f  t 
Ts
– Período de símbolo: intervalo de tiempo transcurrido en cambiar de estado la
característica de modulación de la señal modulada: Ts.
– Alfabeto: conjunto de todos los símbolos de un tipo de modulación:
– Tasa de bits erróneos: BER número de bits erróneos sobre el total transmitido.
– Probabilidad de error por bit: probabilidad de que se reciba incorrectamente un bit
– Tasa de símbolos erróneos: (SER) número de símbolos erróneos transmitidos.
RCM -2- 44
MODULACIONES PSK (I)
Modulador
balanceado
Salida al
transmisor
Selector de
fase:
Acm,Asm
Secuencia
de entrada
OL
DF 90
+
Modulador
balanceado
Eficiencia de banda: relación entre el regimen binario y el ancho de banda requerido
R
W
 log
2
M
RCM -2- 45
MODULACIONES PSK (II)
FILTRO
INTEGRADOR
MUESTREO
SINCRONIZADOR
Recuperación
de portadora
V=X+jY
Um=Re(VVm*)
DF 90º
Vm*
FILTRO
INTEGRADOR

PM  erfc 

k   b  sen
MUESTREO
 

M 
 b  energía bit por símbolo
RCM -2- 46
MODULACIONES QAM
FILTRO
INTEGRADOR
MUESTREO
SINCRONIZADOR
Recuperación
de portadora
CAG
Cálculo de la
mínima distancia
DF 90º
R
W
PM
 log
FILTRO
INTEGRADOR
2
MUESTREO
M

 2  1 



  erfc 

M 

1
 
1 
k   b   1    1 

2   M  1
2 
 
3


  erfc 

M 

1

k  b 

2   M  1
 
3
RCM -2- 47
COMPARACIÓN MODULACIONES QAM-PSK
CONCLUSIONES:
• Para la misma probabilidad de error se requier más energía cuanto mayores son los símbolos
• Para la misa energía la probabilidad de error es mayor cuanto mayores son los símbolos
RCM -2- 48
CONSTELACIÓN Y DIAGRAMA DE OJO
RCM -2- 49
CÁLCULOS DE CALIDAD E INDISPONIBILIDAD
EN RADIOENLACES DIGITALES
• Objetivo: longitud óptima de vano compatible con especificaciones de calidad;
cuanto mayor pueda ser dicha longitud menor coste económico habrá.
• Debe hacerse un estudio del desvanecimiento en una doble línea:
– A frecuencias inferiores a 10 GHz.
• Causa fundamental: propagación multitrayecto.
• Conforme aumenta la frecuencia disminuye la longitud del vano con lo que
también lo hace el efecto del multitrayecto.
• Origina cálculos para la fidelidad.
– A frecuencias superiores a 10 GHz
• Causa fundamental: las precipitaciones.
• Afecta tanto a los cálculos de fidelidad como de indisponibilidad.
– Ambos son excluyentes por lo que los tiempos de interrupción deben sumarse.
• Realización por separado de los cálculos de indisponibilidad y fidelidad.
RCM -2- 50
EVALUACIÓN DE LA INDISPONIBILIDAD
• Realización del cálculo:
– Porcentaje de indisponibilidad en cada vano.
– Suma de todos los porcentajes.
– Comparación con el objetivo de la recomendación.
• Metodología:
–
–
–
–
–
Evaluación de la indisponibilidad de equipo.
Obtención del umbral de recepción: Th3
Cálculo del margen de desvanecimiento plano: M=Pt-Ltt+Gt-Lb+Gr-Ltr-Th3
Determinación de la atenuación excedida por lluvia el 0.01% del tiempo
Resolución de p en la siguiente ecuación lo que determina el valor de la
indisponibilidad:
M  0 . 12  A 0 . 01  p
  0 . 546  0 . 043  log p 
RCM -2- 51
EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DE ERROR
• Se evalúan los porcentajes para desvanecimiento plano y selectivo por separado.
• Radioenlaces digitales de baja capacidad (<34 Mbit/s):
– Sólo se determina el margen plano de desvanecimiento
PTP  P0  10
 M 3 10
 100
– Po se determina de acuerdo con los métodos (3.18.5)
• Radioenlaces digitales de capacidad media o alta:
– Se han de calcular los dos porcentajes (para desvanecimiento plano y selectivo)
– Dos métodos para desvanecimiento selectivo
• Método de la signatura
– Signatura para una BER dada: lugar geométrico de los máximos de
profundidad de desvanecimiento selectivo en función de la separación entre
frecuencia portadora y frecuencia de ranura.
– La resistencia a la degradación es mayor cuanto más angosta y baja sea.
– Altura de la curva depende de: modulación, existencia de ecualización y .
– Anchura depende de: modulación y ecualización.
• Método del margen neto de desvanecimiento
RCM -2- 52
PORCENTAJE DE DESVANECIMIENTO
SELECTIVO MEDIANTE SIGNATURAS
CURVA DE SIGNATURA
FORMULACIÓN
Probabilidad de desvanecimiento multitrayecto
p s    p o  ;   factor de actividad multitraye cto
Expresión de la probabilidad condicional
p o    C  Pb 1  k  
2
2
/ Ts
Factores de dependencia:
• b: parámetro que incluye la influencia del terreno
• k: signatura normalizada; viene dada por:
k  K A KB;
K A  W  Ts ;
T

K B   s   10
  
SIMULADOR
 B c / 20
• <2> momento de segundo orden del retardo

2
 2  m
2
• Ts período de símbolo
RCM -2- 53
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Capítulo 2: RADIOENLACES TERRENALES DEL SERVICIO FIJO