LISTADO DE FIGURAS Y TABLAS

LISTADO DE FIGURAS Y TABLAS FIGURAS Figura 1.1: Tipos de redes inalámbricas... 4 Figura 1.2: Sistema integrado WBAN... 7 Figura 1.3: Red WMAN... 10 Figura 1.4: El espectro electromagnético... 21 Figura 1.5: Esquema de solapamiento de frecuencias... 22 Figura 1.6: Interferencia de dos ondas desfasadas... 24 Figura 1.7: Ejemplo de domicilio típico... 25 Figura 1.8: Estado inicial del entorno de prueba... 26 Figura 1.9: Entorno de pruebas con un horno microondas activo... 27 Figura 1.10: Gráfica de rendimiento de una descarga con horno microondas activo.. 28 Figura 1.11: Gráfica acumulada de la descarga cuando el horno microondas está activo... 28 Figura 1.12: Caída de rendimiento provocada por la introducción de un horno microondas... 279 Figura 2.1 - Interconexión entre el estándar 802.3 y el 802.15... 34 Figura 2.2: Stack de protocolos Bluetooth... 38 Figura 2.3: paquetes sencillos... 40 Figura 2.4: Paquetes multi-slot... 41 Figura 2.5: Paquete bluetooth... 41 Figura 2.6 Estructura en el tiempo de las Superframes... 47 Figura 2.7 Espectro de una señal UWB comparada con el espectro de 802.11a... 49 Figura 2.8: Topologías del protocolo 802.15.4... 52 Figura 2.9: Transferencia de datos sin Beacon... 52 Figura 2.10: Estructura de una supertrama... 53 Figura 2.11: Stack de protocolos... 56 Figura 2.12: Partes de una superframe... 58 Figura 2.13: Estructura de canales de IEEE 802.15.4... 60 Figura 3.1: Arquitectura peer-to-peer... 68 Figura 3.2: Arquitectura basada en Puntos de Acceso... 68 Figura 3.3: Utilización de varios Puntos de Acceso: terminales con capacidad de roaming... 69 Figura 3.4: Interconexión de LAN mediante antenas direccionales... 69 Figura 3.5: Adaptadores de red inalámbricos... 71 Figura 3.6: Punto de Acceso Cisco Aironet 1100... 71 Figura 3.7: Arquitectura 802.11... 72 Figura 3.8: Capas del IEEE 802.11... 72 Figura 3.9: Gráfica de Codificación con Salto en Frecuencia... 73 Figura 3.10: Formato de la trama FHSS... 74 Figura 3.11: Canales DSSS... 75 Figura 3.12: Tabla de frecuencias DSSS... 75 Figura 3.13: Codificación de Barker... 76 Figura 3.14: Formato de la trama DSSS... 77 Figura 3.15: Transmisión por Infrarrojos... 78 Modelo de Cobertura para Redes Inalámbricas de Interiores 321

Figura 3.16: OFDM... 79 Figura 3.17: Espectro de OFDM solapado... 80 Figura 3.18:Método CSMA/CA... 82 Figura 3.19: Ejemplo de nodo escondido... 82 Figura 3.20: Cobertura completa con triangulación... 85 Figura 3.21: Asignación de la CEPT para la banda de 5 GHz... 86 Figura 3.22: Conclusiones de la CMR-2003 en la banda de 5 GHz... 87 Figura 3.23: Modelo HiperLan respecto al modelo OSI... 92 Figura 3.24: Modelo de capas de HiperLan/2... 94 Figura 3.25: Diagrama de bloques de HiperLan/2... 95 Figura 3.26: Formato de las tramas MAC de HiperLan/2... 96 Figura 5.1: Etapas que componen un sistema de comunicación... 118 Figura 5.2: Sistema de comunicación inalámbrico... 119 Figura 5.3: Funciones de densidad de probabilidad con distribución de Rayleigh... 121 Figura 5.4: funciones de densidad de probabilidad con distribución de Ricean... 121 Figura 5.5: Factores que afectan a la cobertura... 125 Figura 5.6: Patrón de radiación de una antena yagi... 126 Figura 5.7: Patrones de radiación: ejemplos ideales... 127 Figura 5.8: Anchura de haz... 128 Figura 5.9: Radiación de una antena omnidireccional... 129 Figura 5.10: Radiación de antenas direccionales... 129 Figura 5.11: Factores que intervienen en una comunicación... 131 Figura 5.11: Potencia recibida en función de la distancia transmisor receptor... 133 Figura 5.12: Reflexión de una señal... 134 Figura 5.13: Multitrayecto y sus efectos... 135 Figura 5.14: Perfil de retardo típico... 135 Figura 5.15: Comparativa de BER... 136 Figura 5.16: Dispersión de retardo RMS vs Distancia... 137 Figura 5.17: Estructura de un receptor RAKE... 137 Figura 5.18: Procedimiento de los canales en el receptor RAKE... 138 Figura 5.19: Difracción de señal... 139 Figura 5.20: Círculos concéntricos que definen los límites de las Zonas de Fresnel. 140 Figura 5.21: Zonas de Fresnel representadas como elipses... 140 Figura 5.22: Difracción de objetos puntiagudos... 141 Figura 5.23: Dispersión de señal... 141 Figura 6.1: Apertura recibida en una antena... 148 Figura 6.2: Pérdidas de trayecto para diferentes valores de n... 150 Figura 7.1: Principales rayos del transmisor al receptor... 163 Figura 7.2: Escena simple en 3D... 167 Figura 7.3: Propagación del trazado de rayos... 170 Figura 7.4: Dipolo vertical y su imagen para determinar la reflexión sobre un conductor... 172 Figura 7.5: Componentes del campo en el punto de reflexión... 173 Figura 7.6: Rayo directo y reflejado... 174 Figura 7.7: Fuentes eléctricas y magnéticas y sus respectivas imágenes... 174 Figura 7.8: Imágenes de primer y segundo orden correspondientes a una fuente (S) situada entre dos espejos... 175 Figura 7.9: Situación para la que no es válida una imagen de segundo orden, no se produce segunda reflexión en esa pared del rayo procedente de la pared 1... 176 Figura 7.10: Longitud adecuada del radio de la esfera para recibir un rayo. 2D... 178 Modelo de Cobertura para Redes Inalámbricas de Interiores 322

Figura 7.11: Rayos generados desde la fuente en 2D... 179 Figura 7.12: Escena exterior analizada en 2D... 183 Figura 7.13: Generación del árbol del BSP (I)... 184 Figura 7.14: Generación del árbol del BSP (II)... 184 Figura 7.15: Generación del árbol del BSP (III)... 184 Figura 7.16: Generación del árbol del BSP (IV)... 185 Figura 7.17: Otro ejemplo del árbol del BSP... 185 Figura 7.18: Punto P delante y detrás de la faceta (casos a y b respectivamente)... 186 Figura 7.19: Localización del transmisor y del receptor en una escena en 2D... 187 Figura 7.20: Subdivisión del espacio en voxels y almacenamiento de las facetas para una escena exterior simple en 2D... 188 Figura 7.21: Definición de anxel... 189 Figura 7.22: Almacenamiento de las facetas en el plano AZB... 189 Figura 7.23: Ejemplo de una escena exterior en 2D dividida en 8 anxels... 190 Figura 7.24: Test de sombreado. Solo se examina la faceta 17... 191 Figura 7.25: Rectángulo AZB para una fuente imagen... 192 Figura 7.26: Definición de los parámetros angulares a, b para el AZB del borde de difracción... 183 Figura 7.27: Definición del rectángulo AZB para un borde de difracción... 193 Figura 7.28: La difracción-reflexión se reduce a una simple difracción calculando la imagen de la fuente y la imagen del borde con respecto a la faceta reflexiva... 195 Figura7.29: Rectángulo AZB del borde imagen. Se muestra el cuadrilátero correspondiente a la faceta reflexiva... 195 Figura 8.1: Estructura prototipo para el software del trazado de rayos... 198 Figura 8.2: Ejemplo de un entorno de interiores con las ventanas y las puertas... 199 Figura 8.3: Punto imagen S respecto de un plano... 200 Figura 8.4: Punto imagen S respecto de una recta... 200 Figura 8.5: Árbol de las imágenes a partir del TX para las trayectorias de reflexión 201 Figura 8.6: Combinación de dos árboles de imágenes para incluir la difracción... 201 Figura 8.7: Definición de onda plana... 203 Figura 8.8: Patrones de antena para una antena isotrópica (izquierda) y para una antena directiva (derecha)... 204 Figura 8.9: Polarización vertical... 204 Figura 8.10: Polarización horizontal... 205 Figura 8.11: Geometría de la reflexión... 208 Figura 8.12: Ángulo de reflexión en 2D... 208 Figura 8.13: Coeficiente de reflexión para una polarización horizontal en función del ángulo de incidencia. Material... 209 Figura 8.14: Coeficiente de reflexión para una polarización vertical en función del ángulo de incidencia... 210 Figura 8.15: Ejemplo de 3 medios diferentes. η 1 y η 3 se definen como medios infinitamente anchos... 210 Figura 8.16: Coeficiente de reflexión dependiente del espesor, para una polarización horizontal y en función del ángulo de incidencia... 211 Figura 8.17: Coeficiente de reflexión dependiente del espesor, para una polarización vertical y en función del ángulo de incidencia. Material... 211 Figura 8.18: Reflexiones internas... 212 Figura 8.19: Situación general de reflexión y refracción... 213 Figura 8.20: Elevación del punto de difracción... 216 Figura 8.21: Difracción vista desde arriba (2D)... 216 Modelo de Cobertura para Redes Inalámbricas de Interiores 323

Figura 8.22: Diagrama de flujo del trazado de rayos en 3D... 223 Figura 8.23: Ejemplos de trayectorias de la altura para un entorno exterior y un entorno interior respectivamente... 224 Figura 8.24: Trayectoria de la propagación proyectada, trayectoria de la altura y fusión de ambas, respectivamente... 225 Figura 8.25: Resultado de la trayectoria fusionada en 3D... 225 Figura 8.26: Ejemplo de fusión de trayectorias... 226 Figura 9.1: Ejemplo de habitación en 2D... 230 Figura 9.2: Efecto de una abertura en una pared. La abertura actúa como foco emisor... 232 Figura 9.3: Resumen de los posibles casos entre el transmisor y el receptor... 233 Figura 9.4: Rayo reflejado. Corte por el plano de incidencia... 235 Figura 9.5: Imagen de la fuente respecto a una faceta... 236 Figura 9.6: Espacio de reflexión de una faceta... 237 Figura 9.7: Ejemplo de reflexión de segundo orden... 237 Figura 9.8: F2 se encuentra fuera de la RS de F1 y no puede haber doble reflexión. 237 Figura 9.9: Transmisión debido a la ocultación de la imagen... 238 Figura 9.10: Ejemplo de imágenes de primer orden... 240 Figura 9.11: Ejemplo de imágenes de segundo orden... 240 Figura 9.12: Ejemplo de imágenes de primer y segundo orden válidas... 243 Figura 9.13: Ejemplo de imágenes de primer y segundo orden no válidas... 245 Figura 9.14: Difracción en una esquina.... 246 Figura 9.15: Importancia de la posición de la fuente respecto a la esquina en su análisis... 247 Figura 9.16: Ejemplos de consideración de la cara 0 y la cara n de la esquina de difracción... 248 Figura 9.17: Orientación de las paredes que pueden formar una esquina de difracción... 249 Figura 9.18: Procedimiento para evaluar la dirección de llegada de la fuente o del receptor al punto de difracción... 249 Figura 9.19: Pasos seguidos por la función diff_values.m... 250 Figura 9.20: Ejemplo de dirección invalidada por la función diff_values.m... 251 Figura 9.21: Plano de difracción de una esquina para una incidencia normal... 252 Figura 9.22. Caso presentado para la deducción en las expresiones de R0 y Rn... 252 Figura 9.23: Ejemplo de trayectoria de difracción simple... 254 Figura 9.24: Ejemplo de trayectoria doblemente difractada... 255 Figura 9.25: Ejemplo de trayectoria de doble reflexión - difracción... 256 Figura 9.26: Ejemplo de trayectoria de difracción - doble reflexión... 257 Figura 9.27: Cobertura en ambos modelos sin facetas internas... 259 Figura 9.28. Cobertura en ambos modelos con una faceta (muro) interna... 260 Figura 9.29: Cobertura de los rayos difractados... 261 Figura 9.30: Cobertura de los rayos según el material de la faceta... 261 Figura 9.31: Cobertura de la red WI-FI en una vivienda... 262 Figura 9.32: Ejemplo del simulador 3D para reflexiones de orden 3... 263 Figura 9.33: Ejemplo del simulador 3D para reflexiones de orden 4... 264 Figura 9.34: Ejemplo del simulador 3D para reflexiones de orden 8... 264 Figura A.1: Incidencia soft. Corte por el plano de incidencia... 273 Figura A.2: Incidencia hard. Corte por el plano de incidencia... 273 Figura B.1: Regiones de transición y sistema de coordenadas para la cuña... 278 Figura B. 2: Incidencia oblicua sobre una cuña de paredes conductoras... 279 Modelo de Cobertura para Redes Inalámbricas de Interiores 324

Figura B.3: Función de Transición de Fresnel. (a) Módulo y (b) Fase... 282 Figura C.4: Intersección rayo-plano... 289 Figura C.5: Intersección rayo-segmento en un plano... 292 Figura D.1: Ejemplo de predicción con un modelo de predicción indoor... 296 Figura D.2: Área con 4 células. Asignación de la localización de los MS a los AP... 297 Figura D.3: Área del mejor servidor. Asignación de la localización de los MS a las portadoras... 297 Figura D.4: Máxima potencia recibida en el RX. Máxima potencia que puede recibir una estación móvil en el enlace de bajada... 298 Figura D.5: SNIR Fichero de salida sólo para las portadoras asignadas en el mapa del mejor servidor... 298 Figura D.6: Wise. Predicción de la cobertura de un pequeño edificio de oficina con dos estaciones-base... 300 Figura D.7: Wise. Trazado de rayos... 300 Figura D.8: Volcano. Predicción de la atenuación de radio alrededor del transmisor omnidireccional E02 con una antena direccional receptora... 301 Figura D.9: Volcano. Trayectorias de los rayos principales entre el transmisor y una localización del receptor particular... 301 Figura D.10: Volcano. Predicción de la propagación de la señal en varias plantas. 302 Figura D.11: Cindoor. Mapa de cobertura... 303 Figura D.12: Cindoor. Trazado de rayos... 303 Figura D.13: LANPlanner. Predicción de la cobertura de la señal... 304 Figura D.14: LANPlanner. Predicción de la potencia de la señal recibida para múltiples puntos de acceso... 304 Figura D.15: EDX Signal Pro. Área de predición de la cobertura... 305 Figura D.16: EDX Signal Pro. Área... 306 TABLAS Tabla 1.1: Comparación entre las tecnologías WLANs... 10 Tabla 1.2: Características de HomeRF... 12 Tabla 1.3: Principales estándares de la familia IEEE 802.11... 14 Tabla 1.4: Relación de bandas de frecuencias... 21 Tabla 1.5: Porcentaje de caída de rendimiento de la red inalámbrica por prueba... 29 Tabla 2.1: Modelo ISO-OSI vs. Modelo IEEE 802.15... 34 Tabla 2.2: Características de las UWB... 50 Tabla 2.3: Parámetros técnicos según las frecuencias... 60 Tabla 2.4: Frecuencias de canales IEEE 802.15.4... 61 Tabla 3.1: Comparativa WLAN - LAN cableadas... 66 Tabla 3.2: Comparativa de los estándares IEEE y ETSI de las WLAN... 67 Tabla 3.3: Comparativa asignación del espectro WLAN en la banda 5 GH... 87 Tabla 3.4: Tasas de transmisión de hiperlan/2... 95 Tabla 4.1: Características de las bandas WiFi... 102 Tabla 4.2. Niveles de referencia y decisión... 108 Tabla 4.3: Metodología para el desarrollo de proyectos de redes inalámbricas... 111 Tabla 5.1: Niveles de potencia de transmisión para diferentes regiones... 131 Tabla 5.2: Sensibilidad de recepción de Cisco Aironet 1100... 132 Modelo de Cobertura para Redes Inalámbricas de Interiores 325

Tabla 5.3: Transmisión a través de diferentes tipos de materiales... 139 Tabla 6.1. Variable de pérdida de trayecto... 150 Tabla 6.2: Valores medios de los factores de pérdida según categoría... 151 Tabla 7.1: Datos relativos a los materiales y coordenadas de las facetas de la figura 7.2... 167 Tabla 7.2: Datos relativos a la topología y a los vectores normales de las facetas de la figura 7.1... 168 Tabla 7.3: Datos relativos a los bordes de la escena de la figura 7.1... 168 Tabla 8.1: Propiedades dieléctricas de diferentes materiales a una frecuencia de 1 GHz... 206 Tabla 9.1: Matriz de definición de los materiales... 229 Tabla 9.2: Matriz de definición de las facetas (facetas de reflexión)... 230 Tabla 9.3: Matriz de definición de las facetas (facetas de difracción)... 231 Tabla 9.4: Parámetros del transmisor en la matriz de las imágenes... 239 Tabla 9.5: Parámetros de las imágenes del ejemplo anterior... 241 Tabla 9.6: Valores fijos de las intersecciones de reflexión... 242 Tabla 9.7: Matriz TRAYECTORIAS para una trayectoria con dos... 243 Tabla 9.8: Intersección de reflexión para la trayectoria de reflexión simple de la figura 9.12... 243 Tabla 9.9: Trayectoria de reflexión simple de la figura 9.12... 244 Tabla 9.10: Intersecciones de reflexión para la trayectoria de reflexión doble de la figura 9.12... 244 Tabla 9.11: Trayectoria de reflexión doble de la figura 9.12... 244 Tabla 9.12: Intersección de difracción para la trayectoria de difracción simple de la figura 9.22... 253 Tabla 9.13: Trayectoria de difracción simple de la figura 9.22... 153 Tabla 9.14: Valores fijos de las intersecciones de transmisión... 257 Tabla B.1: Contribuciones en cada región del espacio... 277 Modelo de Cobertura para Redes Inalámbricas de Interiores 326