Multipath test con los módems LinkQuest Vilanova i la Geltrú 23/12/2016

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "Multipath test con los módems LinkQuest Vilanova i la Geltrú 23/12/2016"

César Aguirre Acosta
hace 6 años
Vistas:

1 Multipath test con los módems LinkQuest Vilanova i la Geltrú 23/12/ Introducción La idea principal de este test es la de poder caracterizar el error debido al multipath a diferentes distancias del transmisor. Donde se pretende ver todos los rebotes que existen en cada punto a lo largo de un recorrido. La grafica típica para caracterizar el multipath es la que se muestra a continuación: En esta gráfica se representa la amplitud de la señal recibida respeto al tiempo. Se observa la existencia de un primer impulso seguido de una serie de otros impulsos, estos últimos debidos a los ecos y al incremento en el tiempo de vuelo de la señal. Las técnicas que existen para caracterizar el multipath son: 1.1 Direct Pulse Este primer método consiste en transmitir un pulso muy estrecho. En el receptor se puede ver la llegada de este pulso y los distintos rebotes. La limitación de este método es el ancho del pulso, el cual debe de ser lo suficientemente estrecho como para poder ver la llegada de los rebotes sin estar sobrepuestos.

2 1.2 Spread Spectrum Sliding Correlator Esta técnica consiste en transmitir una señal conocida la cual pueda ser detectada mediante técnicas de correlación en el lado del receptor, esto permite detectar la señal principal y los rebotes con una resolución de tiempo muy buena. 1.3 Swept Frequency Finalmente, esta técnica consiste en conectar el transmisor y el receptor en un analizador y realizar un S parameter test. El problema de este método es que los dos extremos deben de estar conectados, con lo cual no es un método válido para realizar pruebas de campo a distancias grandes. 2. Metodología a utilizar Una vez analizados los métodos para poder caracterizar el multipath, nos encontramos con los siguientes inconvenientes debido al uso de los módems disponibles de LinkQuest: a) Estos módems transmiten la señal en paquetes que pueden durar alrededor de un segundo. Esto hace que nos e pueda utilizar la primera técnica descrita para detectar los rebotes. b) Estos módems no transmiten una señal conocida en ningún momento. A diferencia de otros módems los cuales al principio de cada transmisión envían un chirp o una serie de pulsos

concretos, los módems LinkQuest envían toda la información codificada y modulada. Eso hace que tampoco sea posible utilizar el segundo método para poder caracterizar el multipath.

rango obtenido a partir de las posiciones GPS.

3 concretos, los módems LinkQuest envían toda la información codificada y modulada. Eso hace que tampoco sea posible utilizar el segundo método para poder caracterizar el multipath. Debido a estos inconvenientes, el único modo para intentar ver el error debido al multipath es: a) Ver si hay saltos importantes en la medida de rango que proporcionan los módems y compararlo con el rango obtenido a partir de las posiciones GPS. b) Ver si la amplitud de la señal recibida se ve afectada debido a la suma (constructiva o destructiva en función a la fase entre rebotes) de los rebotes. 3. Descripción del test En este test se pretende desplegar un modem al fondo del mar a una posición fija i conocida. Después, con otro modem y un hidrófono tomar varias medidas de rango a distintas distancias y ver la evolución que se obtiene del error. A partir de esta evolución extraer información del error debido al multipath. Material utilizado: a) 2 módems de comunicación acústica de LinkQuest b) 1 hidrófono c) GPS d) Una barca neumática Uno de los módems es posicionado a 5 m del fondo del mar en un sitio con 20 m de profundidad (modem submarino). Este modem está conectado a una batería y solo hace de repetidor, todo lo que recibe lo vuelve a transmitir. El segundo modem se sujeta a la barca junto a un hidrófono. Este es el que va conectado a un ordenador y ejecuta los comandos de sincronización para poder obtener el rango. Modem submarino Modem en superficie + hidrófono El modo en que se realizaron los recorridos para tomar los datos fue: llegar al punto del modem submarino con la barca, parar los motores y dejar la barca a la deriva con las corrientes marinas. Durante el recorrido se tomaron medidas consecutivamente.

4 4. Resultados Se pudieron realizar 4 recorridos, estos se pueden ver en la siguiente figura (izquierda). En la figura de la derecha se pueden ver el error en las medidas de rango, obtenido a partir del rango de los módems acústicos menos el rango leído con el GPS, para cada recorrido. Se puede observar tres peculiaridades en esta figura: a) Existe un error sistemático debido a un error en el posicionamiento del modem submarino y de la inexactitud de la velocidad del sonido en el medio. b) Existe un offset entre los diferentes recorridos. Este puede ser debido a cambios en el medio durante la prueba. Este cambio se observa también en los recorridos, donde existe una clara variación de las corrientes entre el primer y el ultimo track. Este cambió en las corrientes también pudo haber causado un cambio en la temperatura o salinidad, con lo cual pudo haber modificado la velocidad de propagación del sonido. c) Finalmente, se observan una serie de saltos en las mediciones de rango. Sobretodo alrededor de los 400 m de distancia. Esto puede ser debido al efecto de multipath, donde el modem en vez de utilizar la señal con el camino directo utiliza uno de los posibles rebotes (con su retardo respectivo) para computar el tiempo de vuelo, esto hace que el rango ente los módems se vea bruscamente modificado

Su espectrograma y la potencia espectral total.

5 Por otro lado, también podemos ver la señal recibido con el hidrófono. En la siguiente grafica se observa la primera señal recibida en los 11 primeros puntos del segundo recorrido. Su espectrograma y la potencia espectral total. Se puede ver que la intensidad de la señal recibida es mayor en los primeros puntos (cuando estamos más cerca del modem submarino). La variación en la amplitud también es mayor en estos puntos. Esto se ve claramente si observamos la desviación estándar de la amplitud recibida en cada instante de tiempo y la representamos en función al rango entre los dos módems.

6 Podemos observar que esta variación es más acusada cuando nos encontramos cerca del modem. Esto puede ser debido al oleaje o al multipath. No obstante, llegados a este punto, es difícil poder sacar una conclusión definitiva para poder modelar solo el efecto debido al multipath.

Documentos relacionados

Unidad 3. Técnicas de Modulación

Unidad 3. Técnicas de Modulación Unidad 3. 3.1 Modulación de Onda Continua. 3.2 Modulación por Pulsos. 1 Antes de transmitir una señal con información a través de un canal de comunicación se aplica algun tipo de modulación. Esta operación