MANUAL DE RADIO MOBILE
INTRODUCCIÓN
¿Que es Radiomobile?
RadioMobile es un software de libre distribución para el cálculo de radio enlaces de larga distancia en terreno irregular. Para ello utiliza perfiles geográficos combinados con la información de los equipos (potencia, sensibilidad del receptor, características de las antenas, pérdidas (espacio libre como del sistema), etc.) que quieren simularse.
"Radio Mobile" es un excelente programa creado en 1998 y mantenido desde
entonces por el ingeniero y radioaficionado canadiense Roger Coudé (VE2DBE),
que utiliza datos digitales de elevación del terreno para generar un perfil del trayecto entre un emisor y un receptor. Estos datos, junto a otros relativos al entorno y a las características técnicas de los transceptores, sirven para alimentar un modelo de propagación de las ondas de radio conocido como "Irregular Terrain Model", basado en el algoritmo de Longley-Rice e integrado en el propio programa, que permite determinar el área de cobertura de un sistema de radiocomunicaciones que trabaje en una frecuencia comprendida entre los 20 y los 20.000 MHz.
Hasta hace relativamente pocos años, la aplicación de la ingeniería radio al cálculo de coberturas se restringía a un ámbito estrictamente profesional, mediante la utilización de aplicaciones de propósito específico y de modelos digitales del terreno (MDT o DEM) muy costosos, fuera del alcance de las grandes empresas.
Este software de Radiomobile implementa con buenas prestaciones el modelo
Longley-Rice, modelo de predicción troposférica para transmisión radio sobre
terreno irregular en enlaces de largo-medio alcance. Además de tener múltiples utilidades de apoyo al diseño y simulación de los enlaces y las redes de telecomunicaciones. Los parámetros a introducir para realizar las simulaciones permiten reflejar de forma fiel los equipos reales que se piensa utilizar en la instalación para la que estarían destinados.
RadioMobile utiliza para la evaluación de los enlaces, el perfil geográfico de las zonas de trabajo. La obtención de estos mapas puede realizarse directamente desde una opción del software que permite descargarlos de Internet. Hay tres tipos de mapas disponibles: los SRTM, los GTOPO30 y los DTED.
Al igual que el modelo de propagación en el que se basa, permite trabajar con
frecuencias entre los 20MHz y 40GHz y longitudes de trayecto de entre 1 y 2000 Km.
En la página de RadioMobile, http://www.cplus.org/rmw/ , existe un enlace directo a la página de descargas de Internet, donde se puede bajar un paquete de archivos para instalar el software y sus facilidades. Esta página además incluye un guión de instalación rápida. La instalación es sencilla y el guión es bastante claro por lo que no se considera necesario incluir una descripción adicional en este manual. La página contiene, además, una sección de Preguntas Frecuentes con respuestas para las dudas más habituales y explicaciones de uso.
La última versión disponible del software es al 8.7.9 en inglés además de la versión en español 11.3.0 http://www.cplus.org/rmw/download/download.html y puede ser actualizado online.
El software Radio Mobile tiene las siguientes características:
• Distribución libre para usos no comerciales relacionados con la radio afición y la asistencia humanitaria.
• Funciona bajo los sistemas operativos Windows 95, 98, Me, 2000, NT, XP ,
Vista, Windows 7.
• Generación gráfica de modelos de terreno a partir de datos de DEM.
• Utilización del algoritmo Longle-Rice para cálculos de propagación con frecuencias de trabajo comprendidas entre 20 MHz y 40 GHz.
• Generación de vistas 3D, estereoscópicas y animaciones.
• Fusionado de imágenes, posibilitando la visualización de distintas capas con
datos geográficos sobre el terreno.
El producto final será un mapa resultado de la fusión de las tres capas anteriores. En los apartados sucesivos se ofrece una explicación detallada de todos los elementos del modelo y del proceso de elaboración del producto final. En el apartado 8 se muestra un glosario con la terminología empleada.
ORGANIZACIÓN DEL MANUAL
Este manual pretende ser una breve guía para un usuario que no haya usado nunca Radio Mobile y quiera sacarle el mayor partido en poco tiempo. Ofrece algunos consejos y formas de trabajar y complementa la escasa información existente en Internet.
Esta dividido en dos partes. La primera descriptiva, comenta los principales
comandos del menú, y la segunda analiza las tareas más relevantes a la hora de realizar el cálculo de los radio enlaces (cargar unidades, redes y mapas, manejo de imágenes, algunas opciones adicionales de utilidad ..). Dentro de la segunda parte se encuentra la especificación de las redes y las diferentes formas que tiene el programa de presentar los resultados. Todo el desarrollo se apoya en un caso práctico real perteneciente al desarrollo de este PFC.
Antes de ello, se menciona algunos comentarios previos y definiciones importantes para la compresión del la notación de Radio Mobile.
COMENTARIOS PREVIOS Y DEFINICIONES IMPORTANTES
En Radio Mobile existen varios tipos de ficheros que guardan para una misma red diferente tipos de información. Los que interesan para entender cómo se cargan los mapas de forma correcta son:
Ficheros .map: ficheros que contienen la elevación de los mapas. Es la base con la que se cargan los perfiles del terreno.
Ficheros .bmp: ficheros que contienen imágenes (imágenes de los mapas asociados a las elevaciones y otro tipo de imágenes o mapas). Son representaciones gráficas, sin información del perfil del que son imagen.
Ficheros .net: ficheros que guardan la información de la red diseñada (unidades,redes, equipos, enlaces establecidos, etc.). Es el “corazón” de la red diseñada.
Estos tres tipos de ficheros están relacionados pero pueden guardarse de forma independiente.
Hay que tener cuidado con la relación entre el mapa cargado (la imagen) y el mapa real de altitudes. Cuando la imagen es mayor que el mapa cargado, o no corresponde con la misma región, no se realizarán cálculos de radio enlaces. Si se pincha en el mapa, en la zona inferior de la imagen, donde aparecen las coordenadas y altitud, aparecerá el mensaje “Out of map bounds”. Si esto sucede deberá procederse a cargar un mapa de altitudes con las mismas dimensiones del área que se está visualizando y con la que se quiera trabajar.
Cuando se finaliza la sesión, el programa ofrece guardar estos dos tipos de ficheros (.map y .bmp) asociados al mismo .net. Esto hace que la siguiente vez que se abra ese fichero para una red determinada .net, se cargue el mismo espacio de trabajo que se utilizó en la sesión anterior. Si no se guardan de esta forma, y se han guardado por separado podrán cargarse sin problemas. Pero esta es la forma más rápida de mantener el trabajo actualizado. El resto de extensiones (.geo, .dat, etc.)
son las que contienen las referencias para que esto sea posible.
En cuanto a la notación de Radio Mobile
Unit: denomina así a los emplazamientos pertenecientes a la red. Es decir, las
unidades Unit 1...Unit n contienen las coordenadas y elevación de los emplazamientos, entre los que se establecen los enlaces. Para que resulte sencillo trabajar con ellas, se pueden incluir iconos, el nombre del lugar real, etc.
Network: se refiere a la información de la red. Los enlaces establecidos, los equipos de receptores y transmisores, etc.
Systems: sistemas. Se pueden definir sistemas que guardarán la información de los equipos que se quiere simular en un emplazamiento. Por ejemplo, un Sistema 1 genérico tiene una antena situada a 12m, una tarjeta de potencia 200mW con sensibilidad –93dBm, pérdidas de los conectores para sus equipos de 3dB, etc. Este sistema a la hora de diseñar la red, se puede asociar a una Unit para que en ese emplazamiento se simule que estarían funcionando equipos con estas características.
MODELO LONGLEY – RICE
terreno irregular. Fue diseñado para frecuencias entre los 20MHz y 40GHz, para longitudes de trayecto de entre 1 y 2000 Km.
PARÁMETROS GENERALES
Para el cálculo de la propagación, el modelo Longley-Rice tiene los siguientes
parámetros comunes al de otros modelos de propagación:
Frecuencia: el rango de frecuencias nominales para el modelo varía entre 20MHz y 40GHz.
ERP (Effective Radiated Power): potencia efectiva de radiación, se introducen en las unidades que fije el usuario en la opción de configuración del sistema (mW, W, kW,dBm, dBW, dBk).
Antena: se asume antena ovni-direccional, a menos que se especifique el uso de una antena directiva.
Altura de la antena: altura a la que se sitúa la antena, medido en pies o metros,(sobre el nivel del mar), para transmitir y recibir. El programa computará las alturas efectivas necesarias para ajustarse a los cálculos del modelo.
PARÁMETROS ESPECÍFICOS PARA EL MODELO DE LONGLEY-RICE
La naturaleza del modelo requiere algunos parámetros adicionales.
Polarización: debe especificarse si se trabaja con polarización horizontal o vertical.
El modelo de Longley-Rice asume que ambas antenas tienen la misma polarización,vertical y horizontal.
Refractividad: la refractividad de la atmósfera determina la cantidad de “bending” o curvatura que sufrirán las ondas radio. En otros modelos, el parámetro de refractividad puede introducirse como la curvatura efectiva de la tierra, típicamente 4/3 (1.333). Para el modelo Longley-Rice, hay tres formas de especificar la refractividad. Se puede introducir el valor de refractividad de superficie directamente, típicamente en el rango de 250 a 400 Unidades de n (correspondiente a valores de curvatura de la tierra de 1.232 a 1.767). Una curvatura efectiva de la tierra de 4/3 (=1.333) corresponde a una refracrtividad de superficie de valor aproximadamente 301 Unidades de n. Longley y Rice recomiendan este último valor para condiciones atmosféricas promedio. La relación entre los parámetros “k” y “n”, viene dada por la siguiente expresión:
Permitividad: la permitividad relativa o constante dieléctrica del medio (e), tiene unos valores típicos tabulados.
Conductividad: la conductividad, medida en Siemens por metro, tiene unos valores típicos tabulados.
Clima: Hay 7 modelos de clima caracterizados en el modelo:
Ecuatorial (Congo);
Continental Sub-tropical (Sudan y Centro América);
Marítimo Sub-tropical (Oeste de las costas de África);
Desierto (Sahara);
Continental templado;
Marítimo Templado, sobre la tierra (Reino Unido y continentes de la costa Oeste);
Marítimo Templado, sobre el mar.
De acuerdo con el modelo, el clima continental templado es común a la mayor parte de grandes superficies en la zona templada. Se caracteriza por extremos en la temperatura y cambios diurnos y de estaciones pronunciadas en la propagación. En latitudes medias en zonas costeras, donde los vientos predominantes llevan el aire húmedo marítimo hacia el interior, prevalece un clima marítimo templado. Esta situación es típica del Reino Unido y de las costas occidentales de los Estados Unidos y Europa. El resto de los climas pueden asociarse de la misma forma a otras
regiones del mundo.
Variabilidad: el modelo de Longley-Rice define cuatro modos de variabilidad. El modo seleccionado determina el significado de la fiabilidad de los valores usados en el modelo. El modo de variabilidad puede ser considerado como la especificación para determinar la fiabilidad de los cálculos. Los modelos de variabilidad definidos son: Modo de mensaje simple, modo individual, modo Móvil, modo broadcast.
El modo individual (“Accidental”), para calcular el campo en posiciones individuales se trazaban múltiples puntos a lo largo de varias radiales desde la ubicación del
transmisor. Como estamos definiendo exactamente la localización del receptor para cada cálculo, el programa no tiene en cuenta la variabilidad por “localizaciones” o posición.
Los tipos de variabilidad descritos en el modelo Longley-Rice son el tiempo, la
posición, y la variabilidad de situación. Estas tres dimensiones de variabilidad, fueron desarrolladas para considerar y clasificar variaciones en los niveles de señal medidos (mediana) La variabilidad de corto plazo del tipo asociado con la propagación de multitrayecto no es cubierta por el modelo.
Variabilidad de tiempo: los parámetros a tener en cuenta para considerar las
variaciones de los valores medianos tomados por horas de atenuación, son por
ejemplo, cambios de la refracción atmosférica o de la intensidad de turbulencia atmosférica. El campo actual en la posición de receptor se espera que esté por encima de ese valor, durante media de cada hora, y por debajo de ese valor la otra media. La variabilidad de tiempo describe los efectos de estos cambios de tiempo,expresado como un porcentaje entre 0.1 % y el 99.9 %. Este valor da la fracción de tiempo durante la cuál el campo de fuerzas recibido, se espera que sea igual o superior que el valor mediano de campo por hora calculado por el programa. Esta variabilidad permite especificar cómo se desea tratar con la variabilidad de tiempo de los cambios atmosféricos y otros efectos. Tomar un porcentaje mayor en este valor, reduce la variabilidad resultante de estos factores. El resultado calculado por el programa será menor, con lo que se asegura que el valor real medido será igual o superior en un porcentaje más elevado de tiempo.
Variabilidad por localización: Lo que hay que tener en cuenta en los estadísticos delargo plazo entre dos trayectos distintos debido, a por ejemplo, diferencias en los perfiles del terreno o diferencias ambientales entre ellos. La variabilidad por localización para los cálculos, se expresa como un porcentaje de 0.1% a 99.9%.
Sucede lo mismo en los resultados que para el caso de la variabilidad de tiempo,pero con la fracción de localizaciones donde el campo recibido se espera que sea igual o superior.
Variabilidad por situación: esta variabilidad tiene en cuenta otro tipo de variables que pueden denominarse “hidden variables”. Este tipo de variables representan efectos que no pueden explicarse o que simplemente se ha decidido no controlar. Sirven para diferenciar casos con iguales equipos y condiciones de entorno similares. Estos cambios se reflejarán en los estadísticos. Y como en casos anteriores puede ser expresado como un porcentaje entre 0.1 % y el 99.9 % para controlar lo mucho o poco que se quiere que afecten.
MENÚ DEL SOFTWARE
ARCHIVOEl menú ARCHIVO está dividido en seis grupos. El 1er grupo de opciones permite trabajar con redes y unidades.
NEVAS REDES: carga una nueva red, borrando todos los datos anteriores. Permite configuración inicial de la red o configuración por defecto.
ABRIR REDES: carga una red anterior seleccionada con el navegador de
directorios. En el 5º grupo de opciones de este menú, existen accesos rápidos para 8 redes memorizadas por el programa.
SALVAR REDES: salva la configuración para la red actual con la que se está
trabajando, permitiendo la asociación del nombre de la red, a los mapas o imágenes asociadas a ésta.
SALVAR REDES COMO: permite nombrar la red diseñada, salvando sus
propiedades o los cambios asociados a ésta.
PROPIEDADES DE REDES: lanza la ventana de configuración de redes.
PROPIEDAD DE UNIDADES: lanza la ventana de configuración de las unidades.
El 2º grupo de opciones del menú FILE sirve para la gestión de mapas.
ABRIR MAPA: carga un mapa de altitudes.
SALVAR MAPA COMO: guarda el mapa de altitudes actualmente cargado con el
nombre que se le quiera dar.
PROPIEDAD DE MAPA: lanza la ventana de configuración de mapas.
MAPA PREVIO: carga el mapa anterior al actual, en la secuencia de trabajo de la sesión en la que se está trabajando, si existiera.
MAPA SIGUIENTE: carga el mapa posterior al actual, en la secuencia de trabajo de la sesión en la que se está trabajando, si existiera.
El 3er grupo de opciones del menú FILE sirve para la gestión de imágenes.
IMAGEN NUEVO: lanza la ventana de configuración de imágenes, para seleccionar las propiedades de una nueva imagen.
ABRIR IMAGEN: carga una imagen, ya existente, en la ventana en la que estamos trabajando.
GUARDANDO IMAGEN COMO: guarda la imagen actualmente cargada con el
nombre que se le quiera dar.
PROPIEDADES DE IMAGEN: lanza la ventana de configuración de imágenes, para realizar modificaciones.
El 4º grupo consta únicamente de la opción de impresión:
IMPRIMIR: imprime el contenido de la imagen de la ventana actual.
En el 5º grupo de opciones de este menú, existen accesos rápidos para las últimas 8 redes con que se trabajó, memorizadas por el programa.
El 6º grupo consta únicamente de la opción de salida:
SALIR: permite salir del programa, consultando confirmación y ofreciendo guardar la sesión de trabajo.
Además el programa permite usar las teclas rápidas típicas en Windows. Copiar, pegar, repetir.
EDITAR
Los 5 primeros grupos de opciones del menú Edit reúnen utilidades para el manejo
de imágenes. El 6º grupo sirve para el manejo de mapas de elevación.
El 1er grupo de opciones permite copiar y pegar imágenes.
COPIAR: memoriza para la copia posterior, la imagen de la ventana actual de
trabajo.
EGAR: pega la imagen memorizada para copia, en la ventana actual de trabajo.
PEGAR COMO UNA NUEVA IMAGE: pega la imagen memorizada para copia en
una nueva ventana de trabajo lanzada automáticamente.
El 2º grupo de opciones permite trabajar con varias imágenes de mapas a la vez.
COMBINAR IMAGEN: lanza la ventana de configuración para la superposición de
imágenes de diferentes mapas.
El 3er grupo de opciones contiene algunas utilidades para la caracterización de los
mapas a través de diferentes representaciones gráficas.
DIBUJAR GRILLA: dibuja una rejilla con las coordenadas del mapa con que se
trabaja, con ejes espaciados según la precisión seleccionada.
DIBUJAR ANILLOS: dibuja círculos concéntricos a un punto seleccionado del mapa,
con las distancias a éste, para diferentes posibilidades de unidades.
DIBUJAR OBJETOS: representa otro tipo de información relativa a la imagen
observada, por ejemplo, las ciudades más relevantes.
El 4º grupo de opciones permite modificar las características de presentación de la
imagen actual:
AJUSTAR A VENTANA: ajusta la imagen actual a la ventana de trabajo para que
pueda verse completa.
ROTAR/ESTIRAR: permite rotar, ampliar o reducir la imagen del mapa con que se
trabaja en un factor determinado.
ININDAR rellena del color seleccionado en la imagen, aquellas zonas que se
encuentren por debajo de una determinada altitud.
ESTRATIFICACION: similar al caso anterior, pero marcando un máximo y un
mínimo, en lugar de una cota inferior.
CONTORNO DE ELEVACION: dibuja las curvas de nivel espaciadas según
selección para el mapa cargado.
FORZAR ESCALA A GRISES: muestra la imagen en escala de grises.
SOMBRA: aumenta el factor de sombreado para la imagen seleccionada en función
del ángulo de elevación.
El 5º grupo de opciones permite añadir al dibujo leyendas con las características del
mapa con que se trabaja.
REDUCIR ULTIMA LEYENDA: vuelve a dibujar la última leyenda cargada.
ESCALA DE DISTANCIA: añade a la imagen en la esquina seleccionada (superior,
inferior / derecha, izquierda) una regla con la escala trabajada.
COORDENADAS EN LAS ESQUINAS: muestra la leyenda con las coordenadas de
las esquinas de la imagen mostrada en esa ventana, independientemente del mapa
de altitudes cargado.
El sexto grupo sirve para el manejo de mapas de elevación:
AJUSTAR MAPA A LA IMAGEN/SELECION: lanza la ventana de configuración de
mapas de elevación, cargado con las características (punto central, distancia, etc.)
de la zona seleccionada por el usuario. En caso de no haber selección previa, ajusta
1 comentarios:
muy bueno
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