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Programa xirio para la programación de tarjetas en las cuales se puede hacer manipulación de do domótica...

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Ingeniería Sistemas y Telecomunicaciones Informe de Laboratorio Curso: Telecomunicaciones 3 Laboratorio #: 1 Grupo #: 1 Profesor: Ing. Fernando Sanchez.

PRÁCTICA XIRIO ONLINE AUTORES: Mauricio Nieto Montero. Resumen: El objetivo de esta práctica es aprender el manejo de una herramienta de planificación radio, y aplicar conceptos básicos sobre cobertura y planificación en un sistema de comunicaciones móviles. Se utilizará para ello el programa Xirio-Online. Para el caso de esta práctica se seleccionará un sitio específico en cual se realizará la simulación de una antena. Teniendo en cuenta las características del terreno. Así mismo teniendo en cuenta e identificando los parámetros de configuración de la antena. I.

MARCO TEÓRICO

LTE responde a las siglas Long Term Evolution (evolución a largo plazo) y hace referencia a la tecnología de banda ancha inalámbrica que sirve para la transmisión de datos con la finalidad de dar acceso a Internet a los dispositivos móviles. Es decir, que este estándar de comunicaciones se emplea para la subida y bajada de datos desde la red de redes a una alta velocidad. Este protocolo fue desarrollado por la 3GPP y no es más que una evolución del estándar 3G, sin llegar a alcanzar el 4G, pese a que la mayoría de las marcas comerciales de tecnología equiparan el LTE a esta cuarta generación. De hecho, muchos han establecido que, en realidad, el LTE es un 3,9G. La principal ventaja que aportó su llegada fue el incremento de la velocidad de navegación. En concreto, el LTE permite una velocidad máxima de 170 Mbps con dos antenas base y dos en el dispositivo, o de 300 Mbps con cuatro antenas base y cuatro en el equipo. Pero, ¿qué significa esto? Fácil y sencillo: puedes descargar, por ejemplo, una canción en cuestión de segundos. Proporcionar al usuario mayor rapidez en la descarga y subida de datos, crear un estándar más fácil y económico para los fabricantes y asegurar la competitividad del 3G en el futuro frente a otras tecnologías, como WiMAX, fueron los motivos que desencadenaron el surgimiento del LTE MIMO MIMO es el acrónimo en inglés de Multiple-input Multipleoutput (en español, Múltiple entrada múltiple salida). Se refiere específicamente a la forma como son manejadas las ondas de transmisión y recepción en antenas para dispositivos inalámbricos como enrutadores. En el formato de transmisión inalámbrica tradicional la señal se ve afectada por reflexiones, lo que ocasiona degradación o corrupción de la misma y por lo

tanto

pérdida

de

datos.

MIMO aprovecha fenómenos físicos como la propagación multicamino para incrementar la tasa de transmisión y reducir la tasa de error. En breves palabras MIMO aumenta la eficiencia espectral de un sistema de comunicación inalámbrica por medio de la utilización del dominio espacial. Durante los últimos años la tecnología MIMO ha sido aclamada en las comunicaciones inalámbricas ya que aumenta significativamente la tasa de transferencia de información utilizando diferentes canales en la transmisión de datos o la multiplexación espacial por tener las antenas físicamente separadas. La técnica TDD es la aplicación del método multiplexión por división de tiempo cuando la transmisión de datos se realiza en ambas direcciones, para separar las señales de ida y vuelta entre estación base o celda , y el terminal. El tiempo en el que se realiza difusión, se divide en unas ranuras de tiempo llamadas time slots. En cada intervalo de tiempo se transmite únicamente desde una de las partes desde el lado de la estación base o desde el lado del terminal. II. A.

RECURSOS UTILIZADOS

Xirio online. III.

PROCEDIMIENTO

A. En primera instancia será necesario crear un cuenta para Xirio online. Ahora bien vamos a iniciar la simulación, primera instancia vamos a crear un nuevo estudio en cual pondremos las características necesarias para la implementación de una red LTE. Como se muestra en la siguiente figura escogemos los parámetros de configuración para los servicios móviles.

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Ingeniería Sistemas y Telecomunicaciones Informe de Laboratorio Curso: Telecomunicaciones 3 Laboratorio #: 1 Grupo #: 1 Profesor: Ing. Fernando Sanchez.

Imagen 3. Sector seleccionado. Imagen 1, Crear un nuevo estudio. Creando en nuevo estudio vamos a seleccionar la implementación para servicios móviles. Xirio nos ofrece varios tipos de servicios móviles como se muestra en la imagen 2. Para este caso de simulación vamos a escoger LTE TDD , que es la aplicación del método multiplexión por división de tiempo cuando la transmisión de datos se realiza en ambas direcciones, para separar las señales de ida y vuelta entre estación base o celda, y el terminal. El tiempo en el que se realiza difusión, se divide en unas ranuras de tiempo llamadas time slots. En cada intervalo de tiempo se transmite únicamente desde una de las partes desde el lado de la estación base o desde el lado del terminal.

Imagen 2. Servicio móviles ofrecidos por Xirio. Después de seleccionar la categoría del servicio móvil seleccionado, se tiene que tener en cuenta el tipo de servicio. Es decir, la frecuencia de operación de la antena. La aplicación carga los parámetros necesarios. Ahora bien vamos a realizar las respectivas configuraciones de la antena teniendo como referencia la guia de laboratorio propuesta.

En primera instancia vamos a escoger el sector donde se desplegará la red. para este caso escogeremos un sector de la guajira. Colombia. El cabo de la vela es uno de los sectores turísticos de Colombia sin embargo cuenta con varios problemas de comunicación. Con ayuda de la aplicación de google maps. El programa XIRIO nos pide las coordenadas específicas para configurar para poder tener claro las condiciones del terreno. Mediante google Maps vamos a obtener la longitud y la latitud

Imagen 4. Coordenadas del sector seleccionado. Después de tener la localización exacta del sitio, vamos a configurar la antena de acuerdo a los sectores. Teniendo claro que el rendimientos se aumenta dividiendo la cobertura de la antena en sectores 120ª, sin embargo para este caso utilizamos áreas más grandes por el tamaño de cobertura.

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Ingeniería Sistemas y Telecomunicaciones Informe de Laboratorio Curso: Telecomunicaciones 3 Laboratorio #: 1 Grupo #: 1 Profesor: Ing. Fernando Sanchez. seleccionado a esta banda en cada uno de los sectores como se muestra en la siguiente imagen.

Imagen 6. Frecuencia seleccionada. EN cuanto a la potencia de uso de la antena es de 32 W con polarización vertical. se utilizó esta banda sobre los 800 Mhz para pruebas reales. POr otro lados el sistema nos permite la configuración de los parámetros de LTE, el piermo que más modificar el scheduler. Imagen 5. Sector 1. En la imagen anterior vamos a configurar los parámetros de la antena para un determinado sector. Utilizando una antena de tipo standard de red 4G y 3G una antena de 17,5 dBi. La antena dentro la configuración se simuló a una altura de de 30 metros. Ahora bien el azimuth que es la distancia angular horizontal a una dirección de referencia, que puede ser el punto sur o note del horizonte. Además, ae define como el ángulo horizontal de apuntamiento de una antena de estación terrestre. Para navegación, este ángulo puede medirse en grados desde el norte verdadero, en el sentido de las manecillas del reloj. Para estaciones terrestres del hemisferio norte, la referencia general de este ángulo es la dirección del sur verdadero. Los ángulos de elevación y de azimut dependen de la latitud y la longitud de la estación terrena y del satélite en órbita. Para determinar los ángulos de elevación y de azimut de un satélite geoestacionario es necesario tener un buen mapa, determinar la latitud y longitud de la estación terrena, determinar la longitud del satélite, calcular la diferencia en grados entre la longitud del satélite y la estación terrena. De acuerdo a la definición y sabiendo que este dependen de la la altitud y la longitud Es sistema automáticamente nos arroja un aproximado del azimuth que para este caso seria 120ª. EL uso de la banda de los 800 Mhz en Colombia esta asiganada a los celulares es por eso que el studio lo hemos

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Ingeniería Sistemas y Telecomunicaciones Informe de Laboratorio Curso: Telecomunicaciones 3 Laboratorio #: 1 Grupo #: 1 Profesor: Ing. Fernando Sanchez. Imagen 7. Parámetros de downlink y uplink La configuración para el ICC se hace de forma que sea dinámico, sin embargo este podría ser estatico. Dentro de los requerimientos solicitados se requiere que la antena fuera MIMO es decir, se refiere específicamente a la forma como son manejadas las ondas de transmisión y recepción en antenas para dispositivos inalámbricos como enrutadores. En el formato de transmisión inalámbrica tradicional la señal se ve afectada por reflexiones, lo que ocasiona degradación o corrupción de la misma y por lo tanto pérdida de datos. MIMO aprovecha fenómenos físicos como la propagación multicamino para incrementar la tasa de transmisión y reducir la tasa de error. En breves palabras MIMO aumenta la eficiencia espectral de un sistema de comunicación inalámbrica por medio de la utilización del dominio espacial. y con una ganancia de 1,7dB

Imagen 8. Configuración del ICC. Teniendo en cuenta lo que habíamos mencionado anteriormente el uso de las antenas móviles por sectores, es necesario crear más de un sector para el funcionamiento por sectores hemos creando un conjunto de 2 sectores para el cabo de la vela como se muestra en la siguiente imagen

Imagen 9. Configuración de sectores. La propiedades de calculo de sistema nos permite entre varias alternativas de elección, esto depende el la zona el tipo de sector en donde se haga el despliegue, para nuestra simulación vamos a una cartografía que es de tipo rural. EL Okumura-hata el cual es una cartografía que permite un despliegue en los 15 MHz a 2Ghz, es decir que está dentro del rango que LTE. y recomendado para servicios de redes móviles y acceso a la banda ancha y entrar rurales y las características del sector se ajustan correctamente a las condiciones de terreno del cabo de la vela.

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Ingeniería Sistemas y Telecomunicaciones Informe de Laboratorio Curso: Telecomunicaciones 3 Laboratorio #: 1 Grupo #: 1 Profesor: Ing. Fernando Sanchez. A medida que vamos realizando la configuración vamos determinado la posición exacta de l antena y el lugar exacto donde vamos hacer la simulación. sin embargo se puede hacer un auto ajuste de áreas aproximado con la altitud y la longitud determinado por el software como se muestra en la siguiente imagen.

Imagen 10. Configuración de la cartografía.

Imagen 13. Calculo de area de autoajuste.

La cobertura es la zona donde se pretende llegar, estos valores no deberán ser completamente exactos, ya que se nos permite seleccionar de manera autónoma cuales la área y los puntos de interés donde queremos llegar. La siguiente imagen describe el área de cobertura que queremos tener, este incluye cabo de la vela y parte del cerrejón.

Por último se genera un rango de colores en donde se muestra en dBi la señal percibida a cada sector y cada intervalo se le asigna un color para que de manera posterior logramos visualizar de forma gráfica los resultados de la percepción, a este con una separación de 10 dBm. Los rango se crean de los .-112 dBm hasta el infinitos estos con el fin de la sensibilidad establecida por 3GPP. Todas las señales por encima de los umbrales establecidos cunplira las especificaciones y posiblitara la comunicación entre los elementos de nuestra red LTE.

Imagen 11. Área de cobertura

Imagen 14. Rango de señal.

Imagen 12. Ubicación de la antena

Ahora por ultimo despues de tener la configuración anteriores de forma correcta. sin embargo se debe tener en cuenta que alguna de ellas vana presentar variaciones. pero a partir de la configuración anterior se genera un calculo de estudio y la

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Ingeniería Sistemas y Telecomunicaciones Informe de Laboratorio Curso: Telecomunicaciones 3 Laboratorio #: 1 Grupo #: 1 Profesor: Ing. Fernando Sanchez. gráfica de Xirio nos muestra las áreas de cobertura que tendremos disponible en el despliegue configurado.

Imagen 16. Cobertura sector 1.

Imagen 15. Gráfico de cobertura. En la imágenes anteriores podemos ver claramente, en primera instancia identificar los dos sectores que hemos creado cabo de la vela S1 y s2 en el segundo sector de lado izquierdo tiene una cobertura con los .88dBm hasta el infinito. Mientras que en el sector uno (lado izquierdo de la imagen), Muestra un cobertura mucho más amplia con -112 dBm hasta 102 con esto logramos abarcar gran área de de la necesaria.

Imagen 17. Cobertura sector 2 Ahora bien vamos determinar con ayuda de las herramientas la distancias de cada sector. para cada sector tendremos una distancia de 8 km. dentro de rango como se muestra en la siguientes imágenes.

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Ingeniería Sistemas y Telecomunicaciones Informe de Laboratorio Curso: Telecomunicaciones 3 Laboratorio #: 1 Grupo #: 1 Profesor: Ing. Fernando Sanchez. IV.

CONCLUSIONES

1.

La configuración de una red radioeléctrica sin necesidad de desplazamiento y analizando factores determinantes para su despliegue.

2.

El programa Xirio online es una buena herramienta para realizar despliegues de red teniendo en cuenta las configuraciones necesarias, permite elegir sector y hacer una análisis de qué equipo se podrían necesitar en el sector.

3.

la utilización de la banda de los 800 MHz la cual está definido especialmente para redes móviles, este tiene mayor penetración y más cobertura por su baja frecuencia.

4.

Esto permite un ahorro de tiempo y dinero en estudios físicos para realizar un buen despliegue.

Imagen 18. Distancia sector 1.

V.

REFERENCIAS

https://es.wikipedia.org/wiki/TDD_(telecomunicaci %C3%B3n)

Imagen 19. Distancia sector 2. Algunas variaciones como en la altura de la antena se intenraron realizar pero de acuerdo al manjo no se fue posible realizas mas calculos de estudio debido a las limitaciones que presenta el software

Imagen 20. Problemas con más simulaciones de estudio.

http://satelitesycomunicaciones.blogspot.com/2010/05/angulode-azimut.html https://es.wikipedia.org/wiki/MIMO oa.upm.es...