DESCRIPCIÓN

La Recomendación 533 de la UIT-R proporciona un método de predicción de la calidad de funcionamiento de circuitos HF, que puede utilizarse tanto para enlaces punto a punto como para coberturas zonales, realizando los cálculos sucesivamente para un cierto número de puntos dentro de la zona de estudio. Para cada enlace entre dos puntos pueden existir varios modos de propagación, caracterizados por un número de saltos ionosféricos y por la capa (E ó F2) en que se produce la reflexión. Por ejemplo un cierto trayecto podría establecerse mediante dos modos: uno con tres saltos en capa E y otro dos saltos en capa F2. Los cálculos que se presentan a continuación se harían para los dos modos, combinando los resultados. La identificación de los modos relevantes depende de la distancia del enlace.

DESARROLLO

El método de predicción que se explica en la Recomendación consta de tres partes. En la primera se evalúa la disponibilidad de frecuencias para el enlace, calculando la MUF (frecuencia máxima utilizable) básica de cada uno de los modos de propagación disponibles, la MUF básica del trayecto, que será la mayor de las anteriores, y la probabilidad de que la frecuencia de trabajo sea inferior a la MUF del trayecto, y por lo tanto pueda establecerse el circuito. Dadas las características de la propagación ionosférica, que depende del grado de ionización, diferente según el nivel de actividad solar y la iluminación de la ionosfera, en este cálculo se utilizan como datos de entrada el índice de actividad solar R12, también denominado número de Wolf o simplemente número de manchas solares, además de la fecha y hora.

En la segunda parte del procedimiento se calcula el valor mediano de la intensidad de campo de la onda ionosférica en el punto o puntos de recepción. Se aplica un modelo de propagación que, para cada uno de los modos posibles, calcula la pérdida básica de propagación combinando la pérdida básica en espacio libre para la distancia virtual recorrida, las pérdidas por reflexión en el suelo en los modos con más de un salto, y las pérdidas por diferentes fenómenos de absorción en la ionosfera. A partir de la intensidad de campo se calcula la potencia recibida por cada uno de los modos, y la potencia total como suma de las anteriores. En esta etapa del cálculo son necesarios los datos de los equipos que conforman el sistema, en concreto la potencia de transmisión y las ganancias y diagramas de radiación de las antenas transmisora y receptora.

En la tercera parte se evalúa la calidad del enlace, comenzando por una evaluación de la relación señal a ruido (S/N) mediana mensual. En la banda de HF el ruido dominante es el que capta la antena del exterior, representado por un factor de ruido de antena Fa, que combina el ruido atmosférico (el principal en la parte baja de la banda), el ruido artificial (dependiente del entorno) y otras fuentes como ruido térmico y ruido cósmico. El usuario debe indicar aquí el entorno para el cálculo del ruido artificial, de entre las opciones: “ciudad”, “residencial”, “rural”, “rural tranquilo”, “tranquilo” y “ruidoso”.

Se aplica a continuación un modelo log-normal de variabilidad de la relación S/N, que permite calcular la probabilidad de superar el valor umbral especificado. La fiabilidad básica del circuito analógico se calcula de esta manera, y se compara con el valor objetivo de fiabilidad (%) que debe suministrar el usuario como parámetro del receptor.

Para calcular la fiabilidad de los circuitos digitales, además de la relación S/N requerida, es necesario utilizar los siguientes parámetros de recepción, que se solicitan como datos de entrada al usuario:

Ventana de tiempo, Tw (ms): Intervalo de tiempo dentro del cual los modos de la señal contribuyen a la calidad de funcionamiento del sistema y fuera del cual provocan la reducción de dicha calidad.

Ventana de frecuencia, Fw (Hz): Intervalo de frecuencia dentro del cual los modos de la señal contribuyen a la calidad de funcionamiento del sistema y fuera del cual provocan la reducción de dicha calidad.

Relación de amplitudes, A (dB): Máxima relación entre la intensidad del modo dominante y la de un modo subdominante, que sólo afectará a la calidad de funcionamiento del sistema si llega con un retardo de tiempo superior a Tw o una dispersión de frecuencia mayor que Fw. Los modos cuya intensidad de campo sea inferior a la del modo dominante en más de A dB se considera que no provocan distorsión aunque estén fuera de la ventana de tiempo o de la de frecuencia.

REFERENCIAS

[1] ITU-R Rec. P.533, "Method for the prediction of the performance of HF circuits"