RADIO MVILES

Evolucin de los Modelos de Calculo de Sistemas de Radiocomunicaciones

Mviles

Ingeniero Aldemar Holguin MSc

POPAYN, 2007

INTRODUCCION

Considerando la importancia que tienen en este momento las

telecomunicaciones en el desarrollo de Colombia, es indispensable pensar en el

desarrollo de herramientas relacionas con el proceso de sistematizar el calculo

de radioenlaces y de cobertura para seales de radiofrecuencia .Los mapas

digitalizados, as como las bases de datos referenciadas geogrficamente que

se asocian a dichos mapas se convierten en la base fundamental para llevar a

cabo la simulacin.

La difusin de los sistemas de Informacin geogrfica (SIG) en Colombia es un

hecho que afecta sectores de la actividad empresarial, administrativa, y de las

comunicaciones.

EVOLUCION DE LOS MODELOS DE CALCULO DE SISTEMAS

DE RADIOCOMUNICACIONES MOVILES

El interrumpido crecimiento de las radiocomunicaciones mviles ha tenido que

afrontar las limitaciones derivadas de unos recursos espectrales escasos por

lo que se ha hecho cada vez ms necesario mejorar la exactitud de los

procedimientos de prediccin de cobertura para optimizar la reutilizacin de

frecuencias. Para esta mejora es necesario utilizar mayores volmenes de

datos y procedimientos de clculo mas complejos, lo cual supone un incremento

en el tiempo de clculo y aadiendo tambin el tiempo y esfuerzo necesarios

para tomar la toma de datos del terreno.; por lo tanto llegamos a la conclusin

de que se puede abordar el problema mediante la informatizacin del

procedimiento.

Las modernas tecnologas de transmisin digital con multiacceso temporal,

aplicadas a las radiocomunicaciones mviles, aboca a un proceso de optimizacin

de la utilizacin espectral y relacin calidad/precio por canal, englobando en la

calidad, las prestaciones relativas a disponibilidad, fiabilidad y fidelidad de las

comunicaciones.

Este planteamiento conlleva un concepto nuevo en ingeniera ( ingeniera a la

medida) referente al estudio detallado, celda por celda, considerando las

particularidades de cada una, y teniendo en cuenta:

Dimensiones fsicas

Campo en su interior y en sus limites

Trafico y numero de radiocanales

Dispersin

Perturbaciones

Este proceso debe contemplar reasignacin dinmica de frecuencias,

diversidad y reconfiguracin bajo el control de la gestin y explotacin.

Las nuevas metodologas estn relacionadas con las diversas etapas evolutivas

de los sistemas mviles tanto privados como pblicos.

ETAPAS EVOLUTIVAS DE LOS SISTEMAS MOVILES

SISTEMAS CLASICOS

SISTEMAS DE PRIMERA GENERACION

SISTEMAS DE SEGUNDA GENERACION

SISTEMAS DE TERCERA GENERACION

SISTEMAS CLASICOS:

En estos sistemas no hay una reutilizacin apreciable de frecuencias. En el

mbito privado son sistemas radiomoviles de despacho y en el pblico son las

primeras soluciones para telefona mvil en vehculos que contaban con una

base potente y de gran altura y recepcin con receptores satelitales. Son

sistemas analgicos con sealizacin primitiva mediante c.c y tonos.

Se ubican en la dcada de los aos 50 y 60.

La cobertura era fundamentalmente rural y se empleaban las bandas de VHF

baja y alta.

La metodologa de clculo de las perdidas bsicas de propagacin es

fundamentalmente emprica. Fueron muy utilizados para los clculos, los bacos

de Bullington, basados en modelos sencillos de difraccin. Apenas se dispona

de modelos para la propagacin en medios urbanos. El de mayor inters fue el

de Young sobre la base de medidas efectuadas en Nueva York.

Bullington

El modelo Bullington usa informacin de elevacin del terreno a lo largo del

radio de cobertura, y agreg informacin sobre obstrucciones artificiales,

vegetacin, etc ; este mtodo computa las perdidas de difraccin en el borde

de la zona de cobertura. La penetracin de la obstruccin en la primera zona de

Fresnel del camino se computa, al igual que las prdidas en dB que corresponden

a esta penetracin. Pueden computarse numerosas prdidas para cada camino, y

el campo neto recibido es igual al valor del espacio libre reducido por la suma

de todas las prdidas. Bullington es el modelo que ms se utiliza para

comunicaciones aire - tierra, mientras que otros modelos asumen un antena

receptora a una altura relativamente baja sobre la tierra (ej., a

aproximadamente 10 metros para Okumura). Los clculos de perdidas de

difraccin Bullington han sido usados durante aos por la tienen Administracin

Ocenica y Atmosfrica Nacional para la proteccin de la Zona Callada en las

mesetas de Colorado.

Los clculos Bullington rinden buenos resultados por encima de los 80MHz , en

los caminos rugosos cuando las obstrucciones son ms bien exclusivamente

debidas a las variaciones reales en la topografa que a la curvatura de la tierra.

En otras palabras, en caminos largos que son relativamente lisos, la lnea de

vista del camino puede bloquearse ms por la "joroba" de la curvatura de la

tierra que por colinas reales o espinazos que se aproximan ms estrechamente a

este modelo. En tales casos, las predicciones de prdida con el modelo de

Bullington no son tan realistas. Por ejemplo, para un camino de 200 millas sobre

el agua (completamente liso), Bullington no puede ser el mejor modelo a usar.

Varios usuarios tambin han informado resultados poco realistas que usan

Bullington a frecuencias ms bajas (40-70MHz), aunque el modelo tiene una

frecuencia mnima publicada de 30MHz.

Adems de los bacos se propusieron curvas normalizadas de propagacin. Una

de las primeras familias de curvas fue las de la recomendacin 370 del CCIR

que se haban utilizado en los aos sesenta para la planificacin de los servicios

de radiodifusin y televisin. Posteriormente el CCIR elabor el informe 567

dedicado expresamente a la propagacin para servicios mviles.

En Japn se realiz una extensa campaa de mediciones en donde Okumura y

otros presentaron un nuevo juego de curvas de propagacin que constituan la

base de un nuevo mtodo de prediccin de cobertura para servicios mviles.

El mtodo de Okumura es muy complejo. Permite la inclusin de diversas

caractersticas del terreno: ondulacin, pendiente, obstculos aislados, tramos

sobre agua e incluye correcciones para medios urbanos. Este mtodo ha sido

usado durante ms de veinte aos con una precisin razonable.

Okumura

El modelo de Okumura est basado en un gran nmero de medidas en varias

frecuencias principalmente en reas urbanas. Se usaron valores medidos y

mtodos estadsticos para determinar fuerza media bsica del campo, y los

numerosos factores de correccin. Los factores de correccin incluyen ajustes

para el grado de urbanizacin, perfil del terreno y rugosidad, localizacin

relativa de colinas y valles cercanos, la orientacin general de caminos en el

rea de servicio, obstrucciones localizadas, etc. Actualmente el modelo de

Okumura no se recomienda para el uso debajo de 150MHz, pero

frecuentemente se usa para los sistemas celulares de 800MHz , etc.,

Es importante seleccionar el tipo de rea (urbano, suburbano, reas abiertas,

etc.) y otros factores cuidadosamente para aplicar al modelo con precisin. El

modelo de Okumura es especialmente aplicable en reas urbanas de los para los

clculos de numerosas obstrucciones discretas, como edificios. Es importante

notar que las definiciones de "Urbano", "Suburbano", etc., descrito en el

modelo de Okumura est en el contexto de ciudades japonesas, sobre todo

Tokio. Los trminos deben aplicarse con cautela en reas de otros pases para

asegurar densidad de edificios similares, tipo de construccin, etc., El artculo

de la IEEE que hace referencia al principio de este modelo (comparando los

modelos en los 800/900 MHz ) sugiere con respecto al modelo de Okumura, :

"La situacin ms tpica en los Estados Unidos est lejos de la situacin

urbana.... Experimentos con medidas comparables en los Estados Unidos ha

mostrado que la situacin suburbana ' tpica ' de Estados Unidos est a

menudo entre el rea suburbana y abierta especificada en el modelo de

Okumura. La definicin del suburbano de Okumura es ms representativa en

reas metropolitanas residenciales con grupos grandes de casas alineadas.

El inconveniente de los bacos y las curvas es que su utilizacin es manual. El

tcnico deba manejar la regla de clculo y estaba acostumbrado al uso de

bacos y a la interpolacin mental sobre escalas y curvas.

Reundick, basado en el modelo de Okumura, estableci un mtodo ms

completo que incluye los clculos estadsticos de porcentajes de cobertura

perimetral y zonal de una estacin base.

La dcada del setenta, propici el inicio del desarrollo de modelos de

propagacin aptos para su codificacin en programas de ordenador. Para esto

era necesario disponer de frmulas numricas que reflejaran los datos

obtenidos mediante los mtodos empricos.

El modelo de Egli fue una de las primeras propuestas, para propagacin sobre

terreno irregular por encima de 40 Mhz.

Egli

El modelo de Egli es un modelo muy simplificado que asume : "Terreno

ligeramente ondulado y suave con alturas medias de colinas de

aproximadamente 50 pies" . Debido a esta enunciado, ningn dato de elevacin

del terreno entre el transmisor y receptor se necesita. En cambio, las prdidas

de propagacin de espacio libre se ajustan dependiendo de la altura de las

antenas de transmisin y recepcin sobre la tierra. Como muchos otros

modelos de propagacin, Egli esta basado en caminos de propagacin medidos y

entonces redujo el modelo matemtico. En el caso de Egli, el modelo consiste en

una sola ecuacin para la prdida de propagacin.

El modelo de Longley - Rice es uno de los mas completos y utilizados mtodos

desarrollados para la prediccin de la perdida bsica de propagacin por

ordenador. Caracteriza el terreno mediante un parmetro de ondulacin y

determina las alturas efectivas de las antenas en funcin de la altura media

de su entorno. El mtodo predice tambin las perdidas por dispersin

troposfrica cuya evaluacin es necesaria para los clculos de interferencia y

de reutilizacin de frecuencias. Se aplica a escenarios donde se conozca o no el

perfil. En el primer caso se extraen del perfil los datos necesarios para el

clculo. En el segundo caso, los datos los proporciona el usuario.

Longley-Rice

El modelo del Longley-Rice es esencialmente una implementacin en

computador de muchas tcnicas (Oficina Nacional de Tcnicas Estandarizadas,

Predicciones de Prdidas de Transmisin para Circuitos de Comunicacin

Troposfrica, por P. L. Rice, A., G. Longley, K., A. Norton y A. P. Barsis, U. S.).

Longley-Rice usa la informacin del terreno para computar la rugosidad del

terreno y el horizonte radial automticamente. Otras variables ambientales

deben ser proporcionadas por el usuario. stas incluyen las condiciones medias

del clima, la conductividad de la tierra, etc., Mientras estos factores pueden

ponerse a los valores de uso, el programa incluye valores tpicos o medios que

son aplicables en la mayora de los casos. Longley-Rice es un modelo de

propagacin de propsito general muy bien establecido.

Los Mapas de Propagacin de Longley - Rice Tradicionalmente, el FCC e ingenieros de la transmisin han confiado en un

mtodo relativamente simple de predecir la cobertura de las estaciones de TV

que por sus resultados lo han llamado "predicciones FCC" para el contorno de

Calidad B, o simplemente contorno de Calidad B FCC". Sin embargo, los

contornos de calidad B de FCC no tienen en cuenta el terreno detallado que

rodea la torre de televisin en cuestin.

Los cientficos gubernamentales americanos desarrollaron una metodologa,

conocido como "Longley-Rice", eso tiene en cuenta informacin del terreno

detallada. Esta metodologa existe ahora en la forma de un programa de

computadora que puede obtenerse de una agencia de la Seccin americana de

Comercio. Id. a las 54:6-18. Los datos del terreno que el programa del Longley-

Rice analiza igualmente vienen de las fuentes del Gobierno americanas.

Para generar el mapa de Longley-Rice para una estacin, un ingeniero debe

entrar ciertos parmetros en el programa. En su Oficina de Ingeniera y

Tecnologa Boletn 69, el FCC especific ciertos parmetros para ser empleados

creando el mapa de Longley-Rice para evaluar coberturas de TV. Entre otras

cosas, stos son los parmetros usados por el FCC para predecir propagacin de

la estacin para los propsitos de "reproduciendo" las reas del fondos actuales

de estaciones de la transmisin analgicas haciendo nuevos repartos digitales a

las estaciones de TV.

Bullington ofrece una versin actualizada de sus bacos pero de muy poco

inters debido al auge de los mtodos de empleo del ordenador.

SISTEMAS DE PRIMERA GENERACION:

En el sector privado estn los sistemas de sealizacin digital y concentracin

de enlaces (trunking) y los sistemas mviles de datos con despacho asistido por

ordenador (CADS).

En el sector pblico estn los sistemas analgicos de telefona celular. Estos

se desarrollan desde el final del setenta y llegan a nuestros das. Son tpicos

de la dcada del ochenta.

La perdida bsica de propagacin debe hacerse con mayor precisin, puesto

que estos sistemas deben reutilizar frecuencias.

Deben realizarse adems clculos de dimensionamiento con el fin de efectuar

la asignacin de radiocanales a las celdas para atender la demanda de trfico,

con un grado de servicio determinado.

Dimensionamiento:

En los sistemas trunking se efecta el dimensionamiento en funcin del grado

de servicio (GOS).

Para los sistemas pblicos celulares que trabajan en regimen de llamadas en

perdidas , el procedimiento de dimensionamiento es similar al que se aplica en

las redes de comunicaciones convencionales. Se deben considerar algunos

efectos propios como:

Acotamiento de la duracin media de llamada percibida desde la estacin

base.

Aumento de la tasa efectiva de llamadas entrantes para mviles que acceden

a la celda con una llamada en curso.

Interrupcin forzada y prematura para una transferencia a una celda vecina

que no tiene canales libres.

La estrategia de asignacin dinmica permite aumentar el nmero de mviles o

reducir la taza global de bloqueo. Por medio de esta, una celda con todos sus

canales ocupados, puede pedir prestada una o ms frecuencias a alguna de sus

celdas vecinas para satisfacer una peticin de comunicacin en su mbito.

Este proceso exige un gran volumen de proceso y trfico, por eso solo puede

hacerse en sistemas dotados de una notable capacidad de proceso y rapidez

de sealizacin. Los sistemas pblicos de primera generacin no usan este

mtodo, sino la asignacin fija.

Modelos de propagacin:

En las radiocomunicaciones trunking y celular, es necesario evaluar los

contornos de cobertura con una precisin razonable. Ello exige realizar el

clculo de la perdida bsica de propagacin a lo largo de varios radiales

equiespaciales pertenecientes a una estacin base. Esto requiere un trabajo

laborioso de levantamiento de perfiles a partir de mapas topogrficos para

cada radial y la aplicacin repetida de algn mtodo de prediccin de

propagacin.

Modelos urbanos:

En los medios urbanos surge primeramente la telefona mvil automtica. Los

modelos predicen la perdida bsica de propagacin en funcin de la distancia,

frecuencia, altura de antenas y un factor que caracteriza al medio.

M. Hata basndose en las curvas de Okumura, presenta un mtodo numrico

de clculo para sistemas mviles en medio urbano, ampliable a medios

suburbano y rural. Se utiliza en una amplia gama de frecuencias y alturas de

estacin base y estacin mvil, y por su sencillez ha sido muy empleado e

incluido en otros mtodos. Proporciona valores medianos de atenuacin de

propagacin para una ciudad esencialmente plana, sin tener en cuenta el efecto

del terreno subyacente ni la influencia del entorno prximo al mvil.

Hata

Hata ("Frmula Emprica para prdidas de propagacin para Sistemas

Radiomoviles) ajusto y redujo las ecuaciones de Okumura , pero las ecuaciones

se limitaron a caminos de menos de 20km, as como otros lmites en su

aplicacin.

Hata ignoran algunos de los factores de ajuste incluidos en Okumura, como la

cuesta del terreno, orientacin de calles, y correccin por la localizacin de las

colinas. Los factores principales incluidos en Hata son el tipo de rea (Urbano,

Suburbano, Cuasi-abierta, Abierta) as como las correcciones para la altura de

antena receptora.

Para un mayor grado de precisin, se han desarrollado mtodos en donde se

considera el efecto de los edificios limtrofes y anchura de la calle donde est

el mvil. Uno de los primeros fue propuesto por Allsebrook y Parsons.

Son muy interesantes los modelos Ibrahim y Parsons, Ikegami-Ioshida y

Walfhish-Bertoni.

El grupo de trabajo del proyecto europeo COST 231, adopto una combinacin

de los mtodos Hata, Walfish e Ikegami con coeficientes obtenidos mediante

mediciones en diversas ciudades europeas.

Los modelos de Reundink y Hagn tienen en cuenta la variabilidad log-normal de

la seal para la evaluacin de los porcentajes de cobertura.

Los modelos de T. Nomura y M. Hata para el estudio completo con inclusin de

ruido, perturbaciones e Interferencias.

Medios rurales:

Se destacan los trabajos de Grosskopf y G:Y. Delisle.

UTILIZACIN DE MAPAS DIGITALES DEL TERRENO

La digitalizacin de mapas topogrficos permiten la obtencin por ordenador

de perfiles radioelectricos y posterior clculo, tanto de las prdidas de

propagacin como de contornos equiseal, con una precisin adecuada a las

radiocomunicaciones mviles en las bandas VHF y UHF.

La automatizacin del trazado de perfiles requiere disponer de una amplia

base de datos topogrficos obtenidos mediante muestreo de los mapas.

Las bases de datos del terreno (BDT) contienen informacin en forma de

curvas de nivel digitalizadas o en forma de retculas tridimensionales, con

datos de coordenadas X, Y, Z.

Un cuadrado de rejilla es posible que incluya uno a ms puntos notables PN.,

que pueden ser cimas de montaas, vrtices geodsicos, depresiones, etc. Para

el estudio de perfiles y aplicacin de metodos de prediccin de propagacin

resulta fundamental la eleccin del paso de muestreo delta , que es la

distancia entre muestras consecutivas. El paso de muestreo es funcin de los

siguientes parametros:

Oreografia del Terreno

Capacidad de almacenamiento.

Resolucin y presicin deseadas

Tiempo de Calculo

Adems de los datos geogrficos de coordenadas y cotas de los puntos, es

conveniente disponer de otras capas de informacin en la BDT como son la

morfografa del terreno : bosque , rural, urbano ,etc y mapa poltico.

Las caractersticas de las BDT y mtodos de prediccin asociados, son los

siguientes:

Mapa base

Paso de rejilla

Naturaleza de la informacin

Numero y clases de terreno

Tipo de imagen asociada modelo de propagacin

Aplicacin

Validacin

Uno de los primeros modelos fue el de Durkin, y se destaca el de Lorentz por

su relevancia.

Se han desarrollado programas autnomos y completos de prediccin

combinando las bases de datos digitales del terreno y los mtodos de

prediccin.

En Espaa, Telefnica trabaja con GRAND que utiliza una base de datos de

terreno de 250 m. Ultimamente el SGT ha desarrollado el programa SICORA

para el clculo de sistemas mviles y radiodifusin, cuenta con una base de

datos digital de toda Espaa.

Tambin puede visualizarse un perfil entre dos puntos cualesquiera y obtener

datos sobre la variacin de la atenuacin o el campo a lo largo del perfil.

PERFIL RADIOLECTRICO ENTRE DOS PUNTOS

Las tendencias de evolucin siguen tres direcciones:

Mejora de la precisin de la BDT utilizando pasos de rejilla mas finos

(50m).

Utilizacin de mtodos perfeccionados de evaluacin de las prdidas de

propagacin.

Mejora de los mtodos de evaluacin de las perdidas de entorno local

mediante mtodos completos basados en mediciones tanto para medios

rurales, urbanos o mixtos.

Modelo Digital del Terreno

Un MDT, o modelo digital del terreno es una estructura numrica de

datos que representa la distribucin espacial de una variable

cuantitativa y continua. Por tanto,

Los MDT son modelos simblicos

Las relaciones de correspondencia con la realidad se establecen

mediante algoritmos

Los MDT son conjuntos de datos con una estructura interna .

La estructura interna se refleja en la forma lgica - en el sentido

informtica - de almacenar y vincular las unidades de informacin entre

s, que debe representar de alguna forma las relaciones espaciales entre

los datos.

Los MDT representan la distribucin espacial de una variable

cuantitativa y de distribucin continua.

Por tanto, los mapas temticos (variables nominales) no son MDT ni stos estn

formados tampoco por entidades lineales o puntuales como, por ejemplo, una

red hidrolgica.

MDT y mapas

Los mapas son la versin analgica de los MDT y pueden se denominados, por

tanto, modelos analgicos del terreno, MAT. Ambos tipos de modelos se

complementan y no es previsible la total sustitucin de unos por los otros.

Algunas ventajas importantes de los MDT sobre los MAT son :

La posibilidad de tratamiento numrico de los datos

La posibilidad de realizar simulacin de procesos, emulando el

funcionamiento de un sistema dinmico real.

Su mayor problema es que el manejo de los MDT es complejo:

Necesita equipos informticos que obligan a un entrenamiento especializado

. Error!Marcador no definido. La interpretacin de la informacin es indirecta. Error!Marcador no definido.

La elaboracin de modelos derivados requiere el dominio de lenguajes de

programacin o la intervencin de especialistas.

Asimismo, un uso eficaz de los MDT no se concibe fcilmente sin un equipo de

trabajo relativamente amplio, un equipo informtico sofisticado y un conjunto

de circunstancias que permita unas condiciones de trabajo con una razonable

estabilidad. En la prctica, las posibilidades de trabajo e investigacin que los

SIG/MDT permiten se ven limitadas por las tambin exigencias econmicas y

estratgicas que plantean.

SISTEMAS DE SEGUNDA GENERACIN:

Comprende los sistemas que surgieron en la poca de los noventa. Los

representantes ms tpicos en el sector publico son los sistemas digitales GSM

para telefona y ERMES para radiomensageria, en el sector privado los

sistemas trunking digital o Digital Short Range Radio (DSSR) y los de

comunicaciones inalmbricas (wirless), como el DECT.

Los clculos de cobertura sobre todo para el GSM, operan sobre celdas de

pequeo radio ( miniceldas de 2 Km), y por lo tanto fue necesario mejorara los

mtodos de prediccin. La solucin que se empleo activamente fue la teora

geomtrica de la difraccin (GTD ) y teora uniforme de la difraccin (UTD),

tanto en forma bidimensional (2D) como tridimensional (3D), combinada con

modelos de dispersin radar y linealizacin de perfiles.

De igual manera se comenzaron a utilizar bases de datos de ciudades para

aplicar los ms destacados modelos urbanos , como en banda estrecha, para el

calculo de la perdida bsica de propagacin como en banda ancha.

Tratndose de tecnologas digitales es necesario ampliar el modelo del canal y

para esto es necesario tener en cuenta el desvanecimiento rpido y la anchura

de banda de modulacin

La calidad de funcionamiento de los sistemas radiolectricos mviles digitales,

en cuanto a la tasa de errores (BER), es muy sensible a las caractersticas de

propagacin del canal, las cuales llegan a imponer un limite inferior a la BER

para cualquier velocidad binaria. Este valor de tasa de error se conoce como

BER irreducible que no es mejorable con el aumento de la potencia de

transmisin, siendo necesario utilizar tcnicas de acondicionamiento del canal,

como son :

1. Utilizacin de la diversidad de espacio de frecuencia.

2. Emplear tcnicas de codificacin entrelazada, para control de errores.

3. Uso de la ecualizacin adaptativa en los receptores.

Fue necesario efectuar la caracterizacin de los canales en banda Ancha,

incluyendo el estudio de los perfiles de retardo de potencia PDD (Power Delay

Profiles), anchura de banda de coherencia y Efecto Doppler y sus variaciones

estadsticas. A tal fin fueron bsicos los trabajos de Cox y los desarrollos

europeos plasmados en el proyecto COST 207 y en recomendaciones GSM.

Tambin se desarrollaron tcnicas de simulacin de canales para la estimacin

de esas magnitudes, cuya medicin directa es muy difcil. Puede alimentarse el

simulador con parmetros del medio y obtenerse perfiles de dispersin de

retardo de potencia.

Funcin de dispersin en tiempo y frecuencia sobre entorno urbano

(COST 207) para una antena omnidireccional.

Funcin de dispersin en tiempo y frecuencia sobre entorno urbano (COST

207) para una antena direccional.

SISTEMAS DE TERCERA GENERACIN:

En este grupo se incluyen los sistemas mviles avanzados que se encuentran

actual mente en fase de desarrollo, normalizacin y ensayo de soluciones

tcnicas.

Se caracterizan por coberturas de microceldas (Radio Celular de unos 300

mts) y picoceldas (radio de unos 30 mts), para comunicaciones tanto en

exteriores como en interiores.

La planificacin y el proyecto de estos sistemas, PCN (Personal Communication

Networks) y UMTS (Universal Mobile Telecommunications Systems), exigen,

mtodos de calculo de cobertura para frecuencias elevadas, como en principio

de 1500 a 2000 Mhz y despus para 20 y 60 GHZ y en recintos reducidos pero

con numerosos obstculos, algunos de los cuales (personas, maquinas) pueden

encontrarse en movimiento.

De los primeros modelos de propagacin, se destacan los propuestos por

Keenan y Ruiz- Boqu. Tambin se disponen de modelos de banda Ancha para

sistemas de comunicaciones de espectro ensanchado, lo que constituye uno de

los objetivos del proyecto RACE R2020 CODIT.

Con estos sistemas se da una reutilizacin volumtrica de las frecuencias,

por lo que se hacen estudios de propagacin en tres dimensiones.

Tambin se aplican modelos digitales de terreno urbano en plenitud as como

tecnologas de GTD - 3D para una mayor precisin. Cuanto menor es le tamao

de la celda, tambin lo es la tolerancia o el error admisible en las predicciones

por lo que deben utilizarse mtodos cada vez ms precisos.

Tambin se efecta la caracterizacin de los perfiles de retardo de potencia,

De estos trabajos se puede destacar el de Takeuchi. En estos sistemas

avanzados se utilizan la asignacin dinmica de frecuencia por lo que se dispone

de herramientas de simulacin para la eleccin de la estrategia de asignacin

ms conveniente. Una buena referencia sobre este tema es la de Zhang.

HERRAMIENTAS PARA EL DESARROLLO DE LOS MODELOS

DE PROPAGACION

SISTEMA DE INFORMACIN GEOGRFICA SIG O GIS

MODELO DIGITAL DE ELVACION

SISTEMAS DE PROCESAMIENTO DE IMAGENES (IP)

SOFTWARE DISPONIBLE

SISTEMA DE INFORMACIN GEOGRFICA SIG O GIS

Un sistema de informacin geogrfica segn la definicin del National Center

for Geographic Information and Analysis es un "sistema de hardware,

software y procedimientos elaborados para facilitar la obtencin, gestin,

manipulacin, anlisis, modelado, representacin y salida de datos

espacialmente referenciados, para resolver problemas complejos de

planificacin y gestin".

De esta definicin se puede considerar, esencialmente, al S.I.G como una

tecnologa aplicada a la resolucin de problemas territoriales, aunque las reas

de uso prctico pueden ser muy variadas. En otras palabras, un S.I.G es

sensible de aplicarse en cualquier rea que requiera del manejo de informacin

espacial.

Si se utilizar una ecuacin para resumir los elementos que constituyen el

sistema, sera como sigue:

SIG = SW * HW * DB * HR * P

donde:

SW: son los programas de computador.

HW: son los equipos de computacin y perifricos.

DB: es la base de datos con toda la informacin pertinente.

HR: es el recurso humano capacitado.

P : son los procedimientos y procesos que se llevan a cabo.

todos relacionados mediante el producto algebraico de tal manera que no pueda

despreciarse ninguno de ellos.

Los S.I.G, como sistemas de informacin, se crean para dar respuesta a

preguntas no predefinidas de antemano, y por lo tanto, incluyen: una base de

datos de atributos, una base de conocimientos (conjunto de procedimientos de

anlisis y manipulacin de los datos) y un sistema de interaccin con el usuario.

Un SIG es un sistema computarizado, consistente en la coleccin organizada de

equipos, programas, datos georeferenciados y personal. Todos estos trabajan

en conjunto para el almacenamiento, anlisis y despliegue de informacin

espacial asociada a una base de datos de atributos.

Se usan siempre datos con localidades o coordenadas conocidas, a estos les

llamamos "datos espaciales georeferenciados". Se trabaja mucho con "mapas"

en formato digital, no croquis o esquemas sin escalas ni coordenadas, ni

tampoco slo con dibujos de computadoras, tpicos de los programas de diseos

(CAD). En estos mapas la informacin puede ser analizada, modificada,

presentada de diversas formas, etc. con una facilidad nica de los procesos

computarizados.

Base de Datos:

Adems de la informacin cartogrfica (el mapa), el SIG maneja una base de

datos donde se tienen tantas caractersticas como sean deseadas de los

objetos mapeados, sta se llama "base de datos de atributos". De modo que

tenemos dos tipos de datos estrechamente integrados: datos geogrficos y

datos de atributos.

Hay un montn de preguntas que pueden ser contestadas por un SIG:

Qu hay en una localidad?

Dnde puedo encontrar algo?

Estas son preguntas tpicas hecha de cualquier mapa. Pero otras preguntas son

mas especficas del reino de los SIG:

Qu ha cambiado desde tal poca? (Por ej. Ha aumentado el rea

deforestada de una zona protegida en los ltimos 10 aos?

Qu patrn espacial, o patrn de distribucin, existe, de algn objeto,

en un rea especfica? (Por ej. distribucin de plantas y animales)

Tambin puedo probar modelos y preguntar Qu sucedera si..... abro

una industria en este sitio, otorgo un permiso de mina en esta regin,

descargo material contaminante en este ro, etc.?

Los Sistemas de Informacin Geogrfica son una herramienta esencial para el

anlisis y toma de decisiones en muchas reas vitales para el desarrollo

nacional. Para las dependencias estatales es un instrumento que permite la

planificacin de la expansin de las ciudades y el uso eficiente de la

infraestructura de utilidades de servicios pblicos.

Para instituciones de investigacin y desarrollo, ayuda en el estudio de la

distribucin y monitoreo de recursos, tanto naturales como humanos, as como

en la evaluacin del impacto de las actividades humanas sobre el medio

ambiente natural. De esta forma ayuda en la planificacin de actividades

tendentes a la preservacin de los recursos naturales.

Recientemente el uso de SIG ha sido incorporado al desarrollo de actividades

del sector empresarial, permitiendo un manejo eficiente de los datos de

tendencia demogrfica, estrategias de segmentacin de mercado y

distribucin de los productos entro otros.

Manejo de Base de Datos

Toda la informacin que puede proveer un SIG depende enormemente de la

informacin que se tiene, es decir, de la base de datos disponible. La calidad de

esta base de datos y su contenido determinan la cantidad y calidad del

resultado obtenido del SIG.

Lo ms caracterstico de un S.I.G es su capacidad de anlisis; es decir, no slo

capacidad para generar nueva informacin a partir de un conjunto previo de

datos mediante su manipulacin y reelaboracin sino, y fundamentalmente,

de relacionar elementos grficos con elementos de una base de datos

temticos.

Es importante reconocer que el esfuerzo o inversin necesario para crear las

bases de datos necesarias y tener un SIG funcional y eficiente no es

necesariamente pequeo, ni tampoco es una sola inversin millonaria en los

equipos mas sofisticados y en los programas ms caros. Es un esfuerzo

continuo por aumentar y mejorar los datos almacenados; es una bsqueda

constante de la forma ms eficiente de hacer un trabajo de conversin de

datos (por ej. transformar mapas en papel a mapas digitales) y en hacerlo con

un criterio de control de calidad y bajo las normas estandarizadas por la

comunidades de usuarios de SIG a que se pertenece. Igualmente, es un

entrenamiento constante de todo el personal involucrado, desde los

administradores hasta los tcnicos, en diversas reas.

En otras palabras, un SIG no se compra, sino que se construye.

Tipos de Datos Grficos.

Para trabajar un Sistema de Informacin Geogrfica es posible adquirir datos

grficos de dos tipos: a)- Datos vectoriales y b)- Datos raster.

En relacin al primer tipo, estos se adquieren mediante el proceso de

digitalizacin. Dicho proceso permite leer las coordenadas de cada punto del

mapa y almacenarlas en archivos codificados, que sern interpretados luego,

por el correspondiente software de graficacin. La informacin vectorial esta

compuesta por tres clases de datos: a) Puntos; b) Lneas y c) Polgonos.

Segn las necesidades del mapa digital, para la representacin cartogrfica de

los diferentes temas se usarn, por ejemplo, puntos para las localidades

Cabeceras de Departamentos; lneas para calles, ros, etc.; polgonos para

zonas, departamentos, entre otros elementos.

La diferencia fundamental entre los diferentes tipos de graficacin, radica en

el modo en que se almacenan y codifican sus coordenadas, as como el proceso

al que sern sometidas para cumplir sus funciones en el S.I.G.

El segundo tipo de informacin, (Raster), se adquiere mediante el proceso de

rasterizacin de la imagen, esto es, de codificar cada uno de los pixeles que

conforman la imagen satelital y almacenar su posicin dentro de la misma. Cada

pixel en la pantalla ser coloreado de acuerdo a su cdigo y cada cdigo

representar una caracterstica diferente.

SISTEMAS DE PROCESAMIENTO DE IMAGENES (IP)

Teniendo un desarrollo similar al de los SIG, el manejo de las imgenes de

satlite (por medio de los Sistemas de Procesamiento de Imgenes de

Satlite), se ha convertido en la actualidad en un gran apoyo para muchas

disciplinas, gracias a los avances de la tecnologa y la ampliacin del soporte y

servicio.

La informacin que se obtiene es de gran contenido espacial y muy aplicado a

fenmenos naturales, aunque estos datos deben ser inferidos de las relaciones

existentes entre los elementos pictricos de la imagen (pixels).

El trabajo de procesamiento de imgenes de satlite va desde la clasificacin

del espectro a partir del reconocimiento de caracteres escritos a mano hasta

la mapificacin de la cobertura del suelo.

A los dispositivos propios de los SIG, se debe agregar una unidad lectora de

cinta o disco y una mayor capacidad de almacenamiento de informacin ya que

los archivos de las imgenes son de gran tamao.

Los sistemas de procesamiento de imgenes, realizan tareas tales como:

despliegue interactivo de imagen en pantalla, ampliacin de imgenes,

rectificacin geomtrica, filtracin del espacio, composicin de imgenes en

mosaico, anlisis de fourier, correcciones radiomtricas, anlisis multivariado,

clasificacin multi-espectral, modelacin raster de SIG, geocodificacin y

anlisis de radar, modificacin de imgenes e impresin en copia de papel.

Todas estas aplicaciones se utilizan en labores que incluyen la geologa,

exploracin de petrleo, arqueologa, fsica, astronoma, biologa, medicina

nuclear, microscopa electrnica, trmites legales, defensa, monitoreo de

recursos naturales, evaluacin ambiental, etc.

OTROS SISTEMAS DE MANEJO DE DATOS ESPACIALES

Adicional a los SIG y a los IP, existen otros productos como los AM/FM

(Automated Mapping/Facilities Management) y los CAD (Computer Aided

Design), que tienen alcances y aplicaciones ms limitadas.

Los AM/FM son utilizados principalmente por empresas de servicios que

requieren el manejo sistematizados de las redes de energa, gas, acueducto,

telfono, alcantarillado, etc. Estos permiten el despliegue cartogrfico del

conjunto de entidades, establecen conectividad y vas de flujo entre los

elementos del sistema y acceso a la base de datos, en tiempo real.

Los CAD permiten modelar elementos espaciales de geometra ms simple que

la de los fenmenos del mundo real modelados con los SIG. Para los primeros,

se trata de lneas, ngulos, polgonos, etc.; para los segundos se trata de lneas

de naturaleza fractal tales como lneas costeras y contornos y en donde son

muy importante las relaciones espaciales (topologa).

SOFTWARE DISPONIBLE

Existen en el mercado internacional, una gran cantidad de programas que

permiten emplearse como SIG, IP y AM/FM. Entre ellos podemos mencionar el

ILWIS, ARC-INFO, ERDAS, IDRISI, SYSTEM9, INFOCAM, MGE,

GENAMAP, ATLAS GIS, GEOMAP,SPANS, PCI, MICROSTATION,

ACCUGRAPH, CLARIS, KARTO.

El ARC-INFO es producido por la firma ESRI (Environmental System Research

Institute, del cual existe una versin para Workstation que trabaja con Oracle

como base de datos y lenguaje de programacin AML. La versin para PC que

trabaja con DBASE IV y lenguaje SML y tiene capacidad de procesar 5,000

polgonos y 18,000 arcos.

El ILWIS (Integrated Land and Water Information System) es producido por

el ITC (International Institute for Aerospace Survey and Earth Sciences) de

Holanda. Procesa hasta 2,000 polgonos.

SISTEMA DE INFORMACIN GEOGRFICA ILWIS

Con mas de 400 instalaciones de ILWIS en Colombia, el ILWIS es uno de los

sistemas de informacin geogrfica ms aplicados en este pas.

ILWIS se ha constituido en el Sistema de Informacin Geogrfica utilizado

con mayor frecuencia por instituciones que se dedican a la educacin de SIG,

pueden mencionarse: El Instituto Geogrfico Agustn Codazzi, La Universidad

Distrital Francisco Jos de Caldas, El Centro Interamericano de Estudios

Regionales CIDER de la Universidad de los ANDES en sus programas de pre-

grado y post-grado. Instituciones estatales y privadas que requieren

elementos para el apoyo en la toma de decisiones como El Ministerio de

Agricultura, El Ministerio de transporte, La federacin Nacional de Cafeteros,

Ingeominas, El Departamento Nacional de Estadstica DANE, y otros han

considerado a ILWIS como una herramienta importante en el desarrollo de su

gestin.

ILWIS (Integrated Land and Water Information System) es un software

desarrollado por el ITC holandes (International Institute for Aerospace

Survey and Earth Sciences) .

El sistema fue diseado desde el primer momento para plataformas PC,

primero para sistema operativo DOS y posteriormente para Windows.

ILWIS es un Sistema de Informacin Geogrfica que incorpora potentes

herramientas para tratamiento digital de imgenes. Permitiendo almacenar,

analizar y trasformar datos, a partir de los cuales se genera informacin para

realizar modelos y simulaciones de procesos que se dan en la superficie

terrestre.

SISTEMA ORIENTADO A OBJETOS

Catalogo de Objetos :

Los objetos de datos contienen la informacin geogrfica y alfanumerica.

Mapas raster (contienen pxeles)

Error!Marcador no definido.Mapas de segmentos

Error!Marcador no definido.Mapas de polgonos

Error!Marcador no definido.Mapas de puntos

Error!Marcador no definido.Lista de mapas (listado de una serie de mapas

raster)

Error!Marcador no definido.Tablas (contienen datos alfanumricos).

Error!Marcador no definido.Los objetos de servicio contienen informacin

adicional sobre los objetos de datos.

Dominios (determinan el tipo de dato que representa el mapa: clases, nmeros, identificadores, etc.)

Error!Marcador no definido. Representaciones (contienen los colores que se usan para visualizar los

datos) Error!Marcador no definido. Georreferencias (determinan la proyeccin y sistema de coordenadas de los

mapas). Error!Marcador no definido.

Los objetos especiales son los histogramas de mapas, los set de muestras que

se utilizan en clasificacin, las tablas bidimensionales, las matrices, los filtros,

funciones y ficheros script creados por el usuario.

Por ltimo, las anotaciones consisten en leyendas, textos, mallas geogrficas,

escalas grficas, logos, etc... que se aaden a los mapas para generar salidas

grficas.

FACILIDADES EN EL DISEO DE REDES INALMBRICA EN LATINOAMERICA

SPOT Image Corporation y ISTAR han desarrollado mapas digitales y modelos

de terreno de casi cinco docenas del mercado inalmbrico de Latinoamrica,

ofreciendo productos de elevada precisin de datos geoespaciales para cada

etapa del desarrollo de sistemas inalmbricos.

SPOT, lder mundial en el suministro de imgenes satelitales y su socio en

cartografa y sntesis de datos geogrficos para la industria de

telecomunicaciones inalmbricas, STAR, han creado productos de mapas

digitales que cubren cerca de 600 ciudades y regiones en aproximadamente

100 pases, incluyendo a Argentina, Bolivia, Brasil, Chile, Colombia, El Salvador,

Mxico y Per.

Los productos revelan las ms destacadas caractersticas naturales y

resultantes de la intervencin del hombre que afectan la seal de propagacin

y son utilizadas desde las especificaciones hasta el diseo, construccin y

expansin de las redes.

Desde el primer lanzamiento en 1986, los satlites SPOT han recopilado

alrededor de 5 millones de imgenes de la tierra para aplicaciones como

planeacin regional urbana, actualizacin de mapas, exploracin de petrleo y

gas, agricultura, monitoreo ambiental y otros.

MODELO DIGITAL DE ELEVACION

El MDE

En la cartografa convencional la descripcin de las elevaciones a travs del

mapa topogrfico constituye la infraestructura bsica del resto de los mapas.

El papel equivalente en los MDT lo desempea el modelo digital de elevaciones

(MDE), que describe la altimetra de una zona mediante un conjunto de cotas.

Siguiendo la analoga cartogrfica, es posible construir un conjunto de modelos

derivados, elaborados a partir de la informacin contenida explcita o

implcitamente en el MDE. Los modelos derivados ms sencillos pueden

construirse exclusivamente con la informacin del MDE y reflejan

caractersticas morfolgicas simples (pendiente, orientacin, etc.).

Incorporando informacin auxiliar es posible elaborar otros modelos ms

complejos, utilizando conjuntamente la descripcin morfolgica del terreno y

simulaciones numricas de procesos fsicos.

Origen del MDE

El trmino digital terrain model se origin en el Laboratorio de Fotogrametra

del Instituto de Tecnologa de Massachussetts en la dcada de los aos 50.

En el trabajo pionero de Miller y Laflamme (1958) se establecen ya los

primeros principios del uso de los modelos digitales para el tratamiento de

problemas tecnolgicos, cientficos y militares.

El objeto de su trabajo fue acelerar el diseo de carreteras mediante el

tratamiento digital de datos del terreno adquiridos por fotogrametra,

planteando una serie de algoritmos para la obtencin de pendientes, reas, etc.

El problema del nmero de datos se fue crtico, dada la escasa capacidad de

almacenamiento de los ordenadores en aquella poca, y una buena parte del

esfuerzo del proyecto se dedic a desarrollar mtodos de representar los

perfiles topogrficos de la forma ms sinttica posible.

Las aplicaciones informticas de uso menos aplicado tuvieron que esperar

algunos aos ms y, habitualmente, surgieron en un contexto SIG que

incorporaba la informacin topogrfica para el manejo de cartografa digital en

trminos ms generales. El Harvard Laboratory for Computer Graphics and

Spatial Analysis marc un hito cuando present SYMAP en 1967. SYMAP era

una aplicacin formada por un conjunto de programas de manejo de cartografa

digital que inclua algoritmos de interpolacin para generar mapas de isopletas

a partir de puntos acotados distribuidos irregularmente.

En los ltimos aos han surgido ya multitud de aplicaciones informticas

capaces de manejar eficazmente los MDT. A pesar de ello, an queda

pendiente, lo mismo que en los SIG en general, la resolucin de problemas

bsicos como, por ejemplo, conseguir una estructura de datos idnea,

conseguir algoritmos eficientes, o facilitar el uso de los sistemas por parte de

los usuarios.

Un modelo digital de elevaciones es una estructura numrica de datos que

representa la distribucin espacial de la altitud de la superficie del terreno.

Un terreno real puede describirse de forma genrica como una funcin

bivariable continua: Error!Marcador no definido.donde z

representa la altitud del terreno en el punto de coordenadas (x, y) y z es una

funcin que relaciona la variable con su localizacin geogrfica.

En un modelo digital de elevaciones se aplica la funcin anterior sobre un

dominio espacial concreto, D. En consecuencia, un MDE puede describirse

genricamente como MDE=(D,z).

En la prctica, la funcin no es continua sino que se resuelve a intervalos

discretos, por lo que el MDE est compuesto por un conjunto finito y explcito

de elementos. Esta generalizacin implica una prdida de informacin que

incrementa el error del MDE y, en consecuencia, se propaga a los modelos

derivados.

Estructuras de datos

De forma general, la unidad bsica de informacin en un MDE es un punto

acotado, definido como una terna compuesta por un valor de altitud, z, al que

acompaan los valores correspondientes de x e y.

Construccin del MDE

La captura de la informacin hipsomtrica constituye el paso inicial en el

proceso de construccin del MDE, e incluye la fase de transformacin de la

realidad geogrfica a la estructura digital de datos. Se trata de una fase de

gran trascendencia porque la calidad de los datos es el principal factor

limitante para los tratamientos que se realicen posteriormente. Tras obtener

los datos, stos deben ser estructurados para formar el MDE de alguna de las

formas presentadas en el apartado anterior.

Captura de Datos

Los mtodos bsicos para la conseguir los datos de altitudes son:

mtodos directos: medida directa de los datos de altitud sobre el terreno

(fuentes primarias)

altimetra: altmetros transportados por plataformas areas

GPS, global positioning system, localizacin mediante triangulacin va

satlite

topografa: estaciones topogrficas con grabacin de datos

mtodos indirectos: medida a partir de documentos previamente elaborados

(fuentes secundarias)

restitucin

fuente digital (SPOT)

fuente analgica (cmaras mtricas)

digitalizacin

automtica (escner)

manual (tablero digitalizador) Mtodos Directos

Altmetros, GPS y Estaciones Topogrficas

Los altmetros transportados por satlites permiten el registro directo de los

datos de altitud en formato digital:

Son extremadamente precisos: el error nominal puede ser de unos

centmetros (Bruzzi y Wooding, 1990:13).

Error!Marcador no definido.

Esta precisin es relativa, es decir, el altmetro evala de forma muy

precisa diferencias entre medidas sucesivas

Otros problemas relacionados con la fuerte dispersin de la seal en zonas

rugosas y con una resolucin espacial reducida han limitado prcticamente su

uso hasta el presente al anlisis de la topografa de la superficie marina y

seguimiento de los hielos polares .

Los sistemas de localizacin geogrfica conocidos como GPS -global positioning

system- utilizan un conjunto de satlites de referencia y, mediante mtodos

de triangulacin, permiten obtener valores de las tres coordenadas espaciales

para un lugar concreto de la superficie terrestre:

Es un mtodo muy preciso en ciertas condiciones (GPS diferencial, con una

segunda estacin de apoyo)

Error!Marcador no definido.

Entre sus limitaciones:

Es necesario acceder fsicamente al lugar de medida

Error!Marcador no definido.Es necesario el acceso directo y simultneo a

un mnimo de cuatro satlites

Error!Marcador no definido.La cubierta vegetal sobre la antena receptora

dificulta la medida

Estos problemas han convertido al mtodo GPS en un recurso de apoyo, pero no

en un sistema bsico de captura de datos para construir el MDE.

Finalmente, las estaciones topogrficas ms avanzadas pueden generar y

almacenar los resultados de sus medidas en formato digital. Algunos sistemas

de informacin geogrfica incorporan utilidades que permiten el tratamiento e

incorporacin de estos datos .

Ejemplo de mapa digital Topo Raster ( Ciudad de Mxico). Formatos estndar para CAD / GIS

Curvas de Nivel 3D

Vectorizadas DEMs (Modelos Digitales de Elevaciones)

Topo Raster

Mapas de Parcelas

RESTITUCIN FOTOGRAMTRICA, RADARGRAMETRA

La restitucin fotogramtrica utiliza pares de imgenes de la zona a estudiar,

parcialmente solapados y tomados desde puntos de vista diferentes, que

forman los denominados pares estereoscpicos:

Del examen de puntos homlogos y de su paralaje se deducen las cotas de

referencia necesarias para reconstruir la topografa

Los restituidores fotogramtricos actuales realizan esta labor grabando los

resultados en un formato digital compatible con sistemas de informacin

geogrfica.

Es necesario el acceso al terreno para establecer un conjunto de puntos de

apoyo que permitan fijar valores de altitud en una escala absoluta

Los pares estereoscpicos han sido hasta hace pocos aos exclusivamente

fotogramas areos. Actualmente, a estas fotografas se han sumado las

imgenes digitales tomadas por sensores pancromticos transportados por

satlites.

Los radares de apertura sinttica mediante tcnicas definidas como

radargrametra permiten generar MDE de buena precisin.

Aspecto de una imagen de interferencia

del volcn Kiluaea

Bloque-diagrama elaborado a partir de

la interferometra radar

Algunas de las aplicaciones especificas de los DEMs :

Bases de datos nacionales de mapas topogrficos digitales.

Diseo de Vas (dirimir problemas de corte y relleno).

Despliegue tridimensional de las formas del terreno para propsitos

militares y para anlisis, diseo y manejo del paisaje.

Anlisis de Visibilidad

Planificacin de alternativas de vas y localizacin de represas.

Calcular los mapas de pendientes, aspectos y determinacin de perfiles

Anlisis estadsticos y comparativos de las diferentes clases de terreno.

Soporte como fondo para despliegue de informacin temtica

Fuente de datos para modelos de simulacin de los diferentes procesos del

paisaje.

Calculo de coberturas en RF y lneas de Vista.

ALGUNOS SOFTWARE RELACIONADO A CALCULOS DE SISITEMAS DE RADIOCOMUNICACIONES MOVILES

Los diferentes software tiene implementados distintos mtodos de clculo,

incluyendo los recomendados por el U.I.T-R, entre estos se encuentran la

Recomendacin 370, Mtodo de Longley-Rice, Deygout, Epstein-Peterson,

Ikegami-Yoshida, dando opcin al usuario de elegir cualquiera de ellos para

efectuar un estudio determinado hasta una frecuencia . La existencia de

distintos mtodos de clculo integrados en un mismo sistema facilita la

comparacin de los resultados obtenidos por diferentes procedimientos.

Los clculos se pueden obtener en diversos formatos:

- Perfiles: Clculo imprescindible para la planificacin de radioenlaces fijos.

Los S.W . ,proporciona los resultados en valores de atenuacin y de potencia,

as como la representacin del perfil del terreno seleccionado. Los clculos

pueden realizarse entre dos estaciones, entre una estacin y un punto, o entre

dos puntos.

- Cobertera Individuales: Clculo fundamental para determinar el rea de

cobertura de un emplazamiento base. Proporcionan distinto resultados, segn

sea el procedimiento de clculo elegido. As podemos obtener diagramas de

zonas de sombra, diagramas en valores de atenuacin, diagramas en valores de

potencia y diagramas en valores de campo.

- Coberturas Conjuntas: A partir de las distintas coberturas individuales

obtenidas, se permiten elaborar coberturas conjuntas mediante la comparacin

de los distintos valores de atenuacin, potencia o campo obtenidos en cada

posicin geogrfica. Esta comparacin proporciona un diagrama de cobertura

conjunta, donde se puede observar la cobertura obtenida mediante la

utilizacin de distintos emplazamientos.

- Interferencias: Se pueden elaborar planes de frecuencia mediante el

estudio de interferencias cocanal producidas por los distintos emplazamientos.

Para ello se elabora diagramas de interferencia, con las zonas geogrficas

donde se producen las mismas perfectamente delimitadas.

A continuacin se nombraran algunos Software que se especializan en en este tipo de programas : SOFTWRIGHT

SoftWright provee una variedad verstil de software para estudios

topogrficos, clculos de radio propagacin y otras aplicaciones de ingeniera.

El paquete de SoftWright de Anlisis de Terreno (TAP) es un sistema

integrado con mens que provee acceso a informacin digitalizada, clculos de

cobertura de comunicaciones y muchas otras funciones. Corre en entorno

Windows 95/98/NT4.0.

EDX

WINPROP

Terrain-3D

STL Path in Colorado

Este nuevo programa de prediccin de propagacin Terrain-3D (T3D ) usa la tecnologa de grficos OpenGL para el modelo de seales de RF de 20 a 20,000 MHz. Terrain-3D es una herramienta de visualizacin para la ingeniera de radiodifusin. Terrain-3D's incorpora la visualizacin del terreno en 3D con los clculos para la seal de Longley /Rice, los clculos de contorno de FCC & PTP, y el anlisis del trayecto STL, despliega la informacin cesada en forma grfica y muchas otras caractersticas aparecen en la misma pagina.

CONCLUSIONES

La evolucin del proceso de calculo de los sistemas de radiocomunicaciones

mviles ha seguido una lnea paralela al desarrollo de los propios sistemas,

siguiendo un proceso de crecientes sofisticacin.

La ingeniera de los nuevos servicios mviles, particularmente de los de tipo

publico, deben tender a optimizar los recursos radiolectricos y la relacin

calidad/precio, con miras a la adecuada atencin a la gran demanda de trafico

que es previsible.

Debe ser una ingeniera a la medida, a nivel de celda, que incida principal

mente en la asignacin dinmica de las frecuencias, la precisin en los clculos

de cobertura, la caracterizacin del canal y su acondicionamiento.

Esta ingeniera debe hacer uso de herramientas informticas basadas en

modelos digitales del terreno, moderna teora GTD trayectografia y simulacin

del canal , en todas las fases del proyecto, desde la planificacin hasta la

explotacin y gestin de la red y del servicio, es decir, ms que metodologas

de prediccin de propagacin nicamente, sern necesarias herramientas de

planificacin.

Se habr un amplio campo a los ingenieros de sistemas radiolectricos en las

reas de simulacin y anlisis de los modernos sistemas de comunicaciones

digitales y tcnicas de diversidad y ecualizacin digital.

Los modelos que se elaboren y simulen han de validarse mediante mediciones

de campo y de laboratorio, preferentemente en el marco de los programas

internacionales de trabajo dedicados ha este fin.

El modelo de propagacin para canales en banda ancha que se ha simulado

permite caracterizar de forma muy precisa el comportamiento de una gran

variedad de entornos reales (urbano, calle con y sin visivilidad, oficina,

pasillo...).

Adems, se puede analizar la mejora por diversidad y el efecto de la antena.

Es importante seleccionar el tipo de rea (urbano, suburbano, reas abiertas,

etc.) y otros factores cuidadosamente para aplicar al modelo con precisin.