1、 Rec. UIT-R F.1093-2 1 RECOMENDACIN UIT-R F.1093-2*Efectos de la propagacin multitrayecto en el diseo y funcionamiento de los sistemas inalmbricos fijos digitales con visibilidad directa (Cuestin UIT-R 122/9) (1994-1997-2006) Cometido En esta Recomendacin se proporciona una introduccin a los aspecto
2、s del diseo y funcionamiento de los sistemas de radioenlaces digitales relativos a la propagacin, a partir de la informacin contenida en los textos de la Comisin de Estudio 3 de Radiocomunicaciones y de las mediciones realizadas por las administraciones. En el Anexo 1 se explica el mecanismo del des
3、vanecimiento multitrayecto como factor de propagacin dominante en los sistemas de radioenlaces digitales que funcionan en frecuencias por debajo de unos 10 GHz. En otros puntos se examina cmo las tcnicas de diversidad y de ecualizacin adaptativa pueden reducir las degradaciones de los canales. La As
4、amblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que el desvanecimiento debido a propagacin multitrayecto puede provocar distorsin y atenuacin de las seales recibidas en trayectos con visibilidad directa y, por consiguiente, puede degradar la calidad de funcionamiento de los sistemas inalmbr
5、icos fijos (FWS); b) que en la Recomendacin UIT-R P.530 se facilitan los datos y mtodos necesarios para la prediccin de la propagacin de sistemas inalmbricos fijos y la planificacin de los trayectos. c) que estn disponibles diversas medidas para disminuir los efectos del desvanecimiento multitrayect
6、o en la calidad de funcionamiento del sistema; d) que para comparar diversas alternativas de diseo se necesitan mtodos para analizar los efectos del desvanecimiento multitrayecto en la caracterstica de error de los FWS, recomienda 1 que para mejorar la caracterstica de error se incorporen en el dise
7、o de los sistemas de radiocomunicaciones, cuando sea necesario, medidas contra el desvanecimiento multitrayecto; 2 que se utilicen los mtodos descritos en el Anexo 1 como orientacin en la planificacin de los radioenlaces. *Esta Recomendacin debe sealarse a la atencin de la Comisin de Estudio 3 de Ra
8、diocomunicaciones. 2 Rec. UIT-R F.1093-2 Anexo 1 Efectos de la propagacin multitrayecto en el diseo y funcionamiento de los sistemas inalmbricos fijos digitales con visibilidad directa 1 Introduccin El objeto del presente Anexo es proporcionar una introduccin a los aspectos del diseo y funcionamient
9、o de los sistemas de radioenlaces digitales relativos a la propagacin, a partir de la informacin contenida en los textos de la Comisin de Estudio 3 de Radiocomunicaciones y de las mediciones realizadas por las administraciones. La primera parte del Anexo explica el mecanismo del desvanecimiento mult
10、itrayecto como factor de propagacin dominante en los sistemas de radioenlaces digitales que funcionan en frecuencias por debajo de unos 10 GHz. En los puntos siguientes se examina cmo las tcnicas de diversidad y de ecualizacin adaptativa pueden reducir las degradaciones de los canales. Por ltimo, se
11、 trata la prediccin de la calidad de funcionamiento del sistema como resultado de los factores mencionados. En el Manual sobre sistemas de radioenlaces digitales figura informacin ms detallada sobre la aplicacin de las directrices contenidas en este Anexo. 2 Consideraciones sobre la propagacin Los t
12、extos elaborados por la Comisin de Estudio 3 de Radiocomunicaciones contienen valiosa informacin sobre los fenmenos de propagacin que deben tenerse en cuenta en el diseo y explotacin de los sistemas de radioenlaces. En particular, la Recomendacin UIT-R P.530 se refiere especialmente a los datos de p
13、ropagacin y mtodos de prediccin requeridos para los sistemas de radioenlaces con visibilidad directa. En dicha Recomendacin, se dispone la informacin de acuerdo con los efectos de propagacin que deben considerarse. La informacin meteorolgica pertinente relativa a los mecanismos de propagacin aparece
14、 en otras Recomendaciones de la Serie P, principalmente las Recomendaciones UIT-R P.834 y UIT-R P.676. Las condiciones de propagacin varan de un mes a otro y de un ao a otro y la probabilidad de que se den esas condiciones pueden variar hasta en varios rdenes de magnitud. Por consiguiente, es posibl
15、e que transcurran entre 3 y 5 aos antes de llegar a conclusiones adecuadas sobre los resultados de un experimento de propagacin. No obstante, a efectos de la aplicacin de sistemas, no se dispone a menudo de ese periodo de tiempo y de ah que se hayan examinado en la Recomendacin UIT-R P.841 algunos m
16、odelos de esa variabilidad de ciertos parmetros. A partir de los datos de propagacin se ha llegado a la conclusin de que en un trayecto bien diseado no sometido al desvanecimiento por difraccin o reflexiones en la superficie, la propagacin multitrayecto es el factor dominante del desvanecimiento por
17、 debajo de 10 GHz. Por encima de esa frecuencia, los efectos de las precipitaciones tienden a determinar cada vez ms la longitud del trayecto aceptable en funcin de los objetivos de interrupcin del sistema. La reduccin necesaria de la longitud del trayecto al aumentar la frecuencia, suele disminuir
18、la importancia del desvanecimiento debido a la propagacin multitrayecto. Estas dos causas principales del desvanecimiento suelen excluirse mutuamente. Dada la divergencia entre los objetivos de disponibilidad y caracterstica de error, los efectos de la precipitacin repercuten principalmente en la in
19、disponibilidad y la propagacin multitrayecto afecta fundamentalmente a la caracterstica de error. Otro efecto de la precipitacin, la retrodispersin debida a la lluvia, puede influir en la eleccin de la disposicin de los radiocanales. Rec. UIT-R F.1093-2 3 Los efectos de la propagacin debidos a diver
20、sas formas de precipitacin tienden a ser no dispersivos en frecuencia, mientras que los debidos a la propagacin multitrayecto causada por capas troposfricas pueden serlo, lo que puede provocar una distorsin importante de las seales que llevan informacin. El rpido desarrollo de los sistemas de comuni
21、caciones digitales ha exigido un mejor conocimiento de estos efectos y de los mtodos para solventarlos. 3 Medidas preventivas contra los efectos de propagacin Hay dos medidas preventivas utilizadas normalmente contra la distorsin de la propagacin, tcnicas de diversidad y ecualizadores adaptativos de
22、 canal, que tratan de corregir las atenuaciones y distorsiones probadas por el medio de propagacin. La eficacia de una medida preventiva contra el desvanecimiento suele expresarse en trminos de un factor de mejora. En un solo trayecto de prueba, el factor de mejora es la relacin entre la duracin de
23、las interrupciones observada para un sistema sin la medida preventiva y la observada con ella (vase la Nota 1). Dicho factor de mejora depende del umbral de duracin de las interrupciones elegido. NOTA 1 La duracin de las interrupciones es un trmino general que se refiere al tiempo durante el cual el
24、 sistema rebasa un valor umbral de proporcin de bits errneos (BER) determinado. 3.1 Tcnicas de diversidad Las tcnicas de diversidad que se utilizan normalmente son las de diversidad de frecuencias y diversidad de espacio. En las Recomendaciones UIT-R F.752 y UIT-R P.530, as como en el Manual UIT-R S
25、istemas de relevadores radioelctricos digitales, figuran otras tcnicas de diversidad. 3.1.1 Diversidad de espacio La diversidad de espacio es uno de los mtodos ms eficaces para combatir el desvanecimiento multitrayecto. En el caso de sistemas de radiocomunicaciones digitales, donde los objetivos de
26、calidad de funcionamiento pueden ser difciles de cumplir debido a las distorsiones de onda provocadas por los efectos de trayectos multitrayecto, el diseo de los sistemas debe basarse a menudo en la utilizacin de diversidad de espacio. En los sistemas con diversidad de espacio, las seales recibidas
27、por dos antenas receptoras separadas verticalmente rara vez sufren un desvanecimiento intenso simultneamente. El factor de mejora que puede lograr un sistema que utiliza estas dos seales depende de los factores de propagacin y de la realizacin del sistema de radiocomunicaciones, es decir su vulnerab
28、ilidad a la prdida de potencia y a la distorsin de las seales multitrayecto y su mtodo de procesarlas. Al evaluar las mejoras que pueden obtenerse con la diversidad de espacio, la prctica aceptada ha sido utilizar la formulacin del factor de mejora del desvanecimiento a una sola frecuencia indicado
29、en la Recomendacin UIT-R P.530 o formulaciones similares verificadas para su aplicacin regional, especialmente en consideraciones de ruido trmico al calcular las probabilidades de interrupcin (vase el 4). Reduciendo la incidencia efectiva de la profundidad de desvanecimiento, la diversidad de espaci
30、o puede disminuir los efectos de diversos tipos de interferencia. En particular, la interferencia a corto plazo causada por los canales con polarizacin cruzada en la misma frecuencia o en frecuencias del canal adyacente, la interferencia procedente de otros sistemas y la interferencia causada por el
31、 propio sistema. La dispersin de amplitud lineal (LAD) es una causa importante de la distorsin de la onda y de los efectos de diafona en cuadratura; puede reducirse utilizando diversidad de espacio. Entre los mtodos particularmente eficaces para combatir esta distorsin cabe citar el de combinacin de
32、 4 Rec. UIT-R F.1093-2 diversidad, diseado especficamente para minimizar la LAD (vase la Recomendacin UIT-R F.752). La mejora obtenida por la diversidad de espacio depender de la forma de procesar las dos seales en el receptor. Dos ejemplos de tcnicas son la conmutacin sin transicin brusca y la comb
33、inacin de fase variable (vase la Recomendacin UIT-R F.752). El conmutador sin transicin brusca conmuta al receptor que tiene la mayor abertura del diagrama en ojo o la menor proporcin de errores y los combinadores utilizan la dispersin cofsica o diversos tipos de dispersin que minimizan los algoritm
34、os de control. La conmutacin sin transicin brusca y la combinacin cofsica proporcionan factores de mejora muy parecidos. 3.1.2 Diversidad de frecuencias La mejora por diversidad de frecuencias en un vano de radiocomunicaciones digitales con una configuracin 1 + 1 depende de la correlacin de las degr
35、adaciones (por ejemplo, profundidad de desvanecimiento, dispersin de amplitud y retardo de grupo) en los dos radiocanales. Algunos resultados experimentales revelan una baja correlacin de la dispersin de amplitud entre dos canales con anchura de 30 MHz separados por una banda de 60 MHz. El factor de
36、 mejora ms importante por diversidad de frecuencias se logra normalmente utilizando diversidad de frecuencias en banda cruzada. En los sistemas N + 1 el factor de mejora debido a la diversidad de frecuencias aplicable a un canal en servicio decrece a medida que aumenta el nmero de canales. Al consid
37、erar el empleo de la diversidad de frecuencias con una seccin de conmutacin de mltiples saltos, debe tenerse en cuenta que el factor de mejora debido a la diversidad de frecuencias depende tanto de la correlacin de la degradacin entre los radiocanales en un mismo tramo como de la de los tramos de la
38、 misma seccin de conmutacin. Para lograr la mejora prevista de la diversidad de frecuencias en los sistemas de radiocomunicaciones digitales, el sistema de conmutacin debe funcionar en modo sin transiciones bruscas. Adems, el procedimiento de conmutacin global debe completarse antes de que aparezca
39、una degradacin significativa en el canal de trfico. A esos efectos conviene lograr un tiempo de respuesta de unos 10 ms o menos. 3.2 Ecualizacin adaptativa de los canales Normalmente, el radiocanal necesita algn tipo de ecualizacin en recepcin. El ecualizador debe controlarse de forma adaptativa par
40、a seguir las variaciones de las caractersticas de transmisin a medida que varan las condiciones de propagacin. Las tcnicas de ecualizacin utilizadas pueden clasificarse en dos grupos, dependido de que su modo de funcionamiento se describa de forma ms natural en el dominio de la frecuencia o en el do
41、minio del tiempo: ecualizacin en el dominio de la frecuencia y ecualizacin en el dominio del tiempo. 3.2.1 Ecualizacin en el dominio de la frecuencia Este tipo de ecualizador comprende una o ms redes lineales diseadas para producir respuestas de amplitud y de retardo de grupo que compensen las degra
42、daciones de transmisin que se considera que provocarn ms probablemente una degradacin de la calidad de funcionamiento del sistema durante periodos de desvanecimiento multitrayecto 3.2.2 Ecualizacin en el dominio del tiempo Para los sistemas digitales, el procesamiento de la seal en el dominio del ti
43、empo puede considerarse la tcnica de ecualizacin ms natural, puesto que trata de combatir directamente la interferencia entre smbolos. La informacin de control se obtiene correlacionando la interferencia que aparece en el instante de la decisin con los diversos smbolos adyacentes que la producen, y
44、se Rec. UIT-R F.1093-2 5 utiliza para ajustar redes de lnea de retardo con tomas a fin de proporcionar seales de supresin apropiadas. Este tipo de ecualizador tiene la capacidad de tratar simultnea e independientemente las distorsiones producidas por las desviaciones de amplitud y de retardo de grup
45、o en el canal con desvanecimiento, proporcionando as compensacin para las caractersticas de fase mnima o de fase no mnima. En los sistemas que emplean modulacin en cuadratura, se sabe que los efectos destructivos importantes del desvanecimiento estn asociados con la diafona generada por asimetras de
46、 canal. En consecuencia, para ser til, un ecualizador en el dominio del tiempo debe ser capaz de proporcionar los medios para compensar la distorsin en cuadratura. 3.2.3 Factores que permiten mejorar la calidad de funcionamiento Las interrupciones de los sistemas radioelctricos digitales vienen caus
47、adas por una combinacin de tres degradaciones principales: interferencia, ruido trmico y distorsin de la onda. Normalmente la ecualizacin slo es eficaz contra la ltima de estas degradaciones. En consecuencia, al considerar las mejoras de la calidad de funcionamiento asociadas con la utilizacin de ec
48、ualizadores adaptativos, es evidente que las mayores reducciones del tiempo de interrupcin se producirn en tramos en los que se sabe que la causa principal del fallo del sistema es la distorsin de la seal. 3.3 Ecualizacin adaptativa en combinacin con la diversidad de espacio Combinando la ecualizaci
49、n adaptativa de canal con la diversidad de espacio pueden lograrse reducciones espectaculares de la interrupcin multitrayecto. La mejora en el tiempo de interrupcin total medida normalmente rebasa el producto de las mejoras individuales correspondientes obtenidas por separado con la diversidad de espacio y la ecualizacin, lo q
