1. Efecto de la ionósfera
1.1. Introducción
1.1.1. Marconi consiguió realizar una nueva formación radiotelegráfica transatlántica cubriendo una distancia de 3.000 km entre Gales y Terranova, en el extremo oriental de Canadá.
1.1.2. Por este motivo, el éxito de Marconi resultaba inexplicable considerando que las ondas electromagnéticas debían propagarse por los trayectos rectilíneos y que la esfericidad de la tierra impedía la visibilidad directa.
1.1.3. A partir de la formación de interferencias constructivas y destructivas para determinar la altura de la capa ionizada. Esta capa la llamaron capacidad eléctrica, o abreviadamente capa E. Estudios posteriores a la existencia de capas inferiores y superiores a la capa E, a las que mantienen el orden alfabético se las denomina D y F respectivamente.
1.1.4. Dado que la causa principal de ionización es la actividad solar, el comportamiento de la ionosfera está muy influido por los ciclos solares observados desde la tierra. Los periodos de estos ciclos son: diurno, anual y de una vez años.
1.1.5. Este comportamiento se explica por la baja densidad de moléculas en las capas altas de la atmósfera, lo que dificulta la recombinación por colisiones y por fenómenos dinámicos de difusión de capas inferiores.
1.2. Propagación en un medio ionizado
1.2.1. Las ondas electromagnéticas en la ionosfera se puede modelar a partir de la propagación en plasmas.
1.2.2. Un análisis más acorde con la realidad debe considerar la presencia de un campo magnético estático, de la misma manera que en la ionosfera existe el campo magnético terrestre.
1.2.3. Mediante las fuerzas a las que se encuentra en el campo inmerso en el campo electromagnético de una onda plana
1.3. Influencia del campo magnético terrestre
1.3.1. Un plasma tiene un campo magnético constante que posee características anisótropas, de forma que la constante dieléctrica no es un escalar sino un tensor.
1.3.2. En las bandas de VHF y UHF puede tener valores considerables que son impredecibles
1.3.3. Frecuencias superiores a 10 GHz, puede emplearse polarización lineal sin que exista una rotación apreciable en la polarización, y de hecho sea habitual en las comunicaciones espaciales en estas bandas la reutilización de frecuencias mediante el empleo de polarizaciones lineales ortogonales.
1.4. Comunicaciones ionósféricas
1.4.1. La existencia de la ionosfera permite las comunicaciones a grandes distancias para las diferentes bandas de frecuencias. A frecuencias bajas y muy bajas (bandas de LF y VLF).
1.4.2. En la ionosfera una guía de ondas que favorece la propagación a grandes distancias dado que la onda no llega a penetrar en la ionosfera, este modo de propagación es relativamente insensible a las variaciones de la ionosfera.
1.4.3. A medida que la densidad de ionización aumenta, el índice de refracción disminuye, bajo ciertas condiciones la curvatura es tal que la onda regresa a la tierra. La condición para que la onda regrese a la tierra es que para cierta altura se cumpla, según la ley de Snell,
1.4.4. El significado de la MUF es el siguiente: para las condiciones ionosféricas dadas (fp) y ángulo de elevación respecto al horizonte (y), la MUF es la máxima frecuencia utilizable para que la onda regrese a la tierra.
1.4.5. La propagación por reflexión ionosférica es importante en las bandas de MF y HF. Los enlaces en HF no sufren estos problemas ya que la atenuación en la capa D es proporcional a 1/f2, y por tanto despreciable en esta banda.
1.4.6. La forma más simple de medir la ionosfera es transmitir un pulso de una determinada frecuencia de corta duración, en dirección vertical. El pulso se reflejará cuando la densidad de iones sea f = 9 N
2. Modelización de la propagación en entornos
2.1. Introducción
2.1.1. Los efectos que se han descrito: reflexión en tierra, difracción por obstáculos, etc. En la mayoría de las ocasiones no existe visibilidad directa entre los dos extremos del enlace: la estación base y el terminal móvil.
2.1.2. La modelación de la propagación debe abordarse a partir de modelos empíricos que permitan determinar el valor medio o esperado de los de la propagación.
2.1.3. El resultado es la caracterización estocástica de la propagación, el objetivo no es predecir el valor exacto de los elementos, sino que se asocia con una probabilidad de ocurrencia.
2.2. Modelos empíricos para el valor medio de las pérdidas de propagación. Modelo Okumuna-Hata
2.2.1. Al comparar los parámetros de la frecuencia de la altura de las antenas conocidas de otros, como la tipología del entorno son más difíciles de objetivar.
2.2.2. Uno de los empleados más es el llamado Okumura-Hata, que se convirtió en medidas tomadas en Tokio.
2.2.3. Zona urbana densa: L = A + B log R - E (dB); Zona urbana de baja densidad: L = A + B log R - C (dB); Zona rural: L = A + B log R - D (dB);
2.3. Caracterización estadística de las pérdidas de propagación
2.3.1. Variaciones relativamente lentas en la función de la distancia recorrida y que físicamente pueden asociarlas a la variación en el entorno. Dado que estas variaciones dependen de los múltiples factores independientes.
2.4. Desvanecimientos rápidos multicamino y diversidad
2.4.1. En una situación real de comunicaciones móviles el campo incidente en la antena receptora. De hecho solo que la diferencia de camino recorrido mar de medios longitud de onda (17 cm a 900 MHz), una componente que contribuye constructivamente se convierte en destructiva.
2.4.2. Un móvil para desplazarse observando fuertes variaciones en el nivel de la señal recibida. Este efecto se denomina desvanecimiento por multicamino, y se caracteriza estocásticamente. En la potencia recibida se caracterice por una función de densidad de probabilidad Rayleigh.
2.4.3. Es seleccionar en cada momento la salida de la rama que presente una mejor relación señal a ruido. De esta forma se garantiza que no se produzcan desvanecimientos profundos simultáneamente en todas las ramas.
2.4.4. Existen diversas formas de combinar la señal recibida por cada una de las ramas, desde el cambio de rama cuando la relación señal a ruido es inferior a un cierto umbral.
2.4.5. Se pueden realizar sistemas basados en la combinación dinámica de la señal recibida por cada rama de forma que se maximice en cada momento la relación señal a través del audio.