Comunicaciones de voz y datos vía el Electrochorro Ecuatorial: mejoras empleando diversidad
Nadia Yoza, Jorge L. Chau y Ronald F. Woodman
Taller de Electrónica y Procesamiento de Señales (TEPS)Radio Observatorio de Jicamarca
2009
Contenido1. Electrochorro Ecuatorial – Definición2. Antecedentes de las comunicaciones vía el Electrochorro Ecuatorial3. Simulaciones4. Pruebas de campo Jicamarca – Paracas
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El Electrochorro Ecuatorial (EEJ)
3
Geometría local del EEJ Geometría global del EEJ
Ecuador Magnético
Espectro del EEJ
JROParacas
Antecedentes de las comunicaciones vía el EEJ- Heraud (1972)-> FM-NB
- Chocos, Sarango (2005)-> AM, AM-BLU, FM-NB. ΔH. Enlace Jicamarca -Paracas
4
Paracas JRO
Simulador de comunicaciones vía EEJ
5
Basado en la técnica de simulación de comunicaciones a través del EEJ y el modelo matématico de dicho canal propuesto por Valladares y Woodman (1975)
Transformada inversa de Fourier
Ruido blanco gaussiano
Función de autocorrelación del espectro gaussiano
Transformada de Fourier
Densidad espectral de potencia
Espectro de frecuencia
x
Cálculo del espectro de frecuencia
EEJ
Generación del canal de comunicaciones EEJ
6
Modulador Demodulador
TX RX
Voz Voz
EEJ
Voz
Simulador: Diagrama de bloquesVoz
Simulador: ResultadosVoz
7
Pruebas Simulaciones
FM -> cracks
LSB -> señal llorosa
SNR = 15 dB
Ancho espectral= 10 Hz
Espesor EEJ -> 0
FM
Indice de correlación vs. SNR – Ancho espectral
Indice de correlación vs. SNR – Espesor de la capa del EEJ
Simulador: ResultadosVoz
8
Simulador: Diagrama de bloquesDatos
9
Modulador Demodulador
TX RX
Datos
Datos
EEJ
Detector
DirectoAudio
Simulador: ResultadosDatos (pulsos gaussianos)
10
SNR = 20 dBBit rate = 2000Ancho espectral= 50 Hz
SNR = 30 dBBit rate = 2000Ancho espectral = 10 Hz
Simulador EEJ
11
BER vs. Tasa de bits –Espesor de la capa del EEJ = 15 kmSNR = 20 dB
Datos (pulsos gaussianos)
BER vs. SNR –Bit rateEspesor de la capa del EEJ = 15 km
Simulador EEJ: DiversidadDisminuir el efecto de los cracks -> Generar dos o más
realizaciones independientes -> Diversidad
12
SNR 15 dB
Ancho espectral= 10 Hz
Simulador EEJ: Diversidad
13
Basado en modelo de Sarango, Woodman, Chocos, Chau (2005)
Simulador EEJ: Diversidad
14
VozParámetros Sin diversidad Con diversidad
(dos realizaciones)FM, SNR = 10 dB
FM, SNR = 20 dBFM, SNR = 30 dB
Simulador EEJ: Diversidad
15
BER vs. SNR – Diversidadbps = 2000Espesor del canal EEJ = 15 km
Datos (pulsos gaussianos)
Pruebas Jicamarca – Paracas
16
Basado en modelo de Sarango, Woodman, Chocos, Chau (2005)
Diversidad en frecuencia
Pruebas Jicamarca – Paracas Resultados preliminares: Voz
17
Original
Sin diversidad Con diversidadSNR medio
Pruebas Jicamarca – Paracas Resultados preliminares: Voz
18
Sin diversidad Con diversidad
Sin diversidad Con diversidadSNR bajo
SNR alto
19
Mensaje
transmitid
o
@Welcome to the Jicamarca Radio Observatory (JRO) database center. In this page you will find links to the different data sources for JRO's data, including processed parameters, processed statistics and rawdata. The main sources for Incoherent Scatter Radar parameters are the Madrigal and CEDAR databases.@
Mensaje
recibido
Sin diversidad Con diversidad
SNR
muy
bajo
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SNR
súper
bajo
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Software de radioaficionados Fldigi
Modulación: FSK64
Pruebas Jicamarca – Paracas Resultados preliminares: Datos a través de
audio
20Modulación: PSK250
Mensaje
transmitid
o
@Mensaje de prueba para comunicaciones via EEJ. Esta es una comunicacion punto a punto utilizando al Electrochorro Ecuatorial como medio de dispersion. Mensaje 1. Mensaje 2. Mensaje 3. Mensaje 4. Mensaje 6. Mensaje 7. Mensaje 8. Mensaje 9. Mensaje 10. Hola mundo.@
Mensaje
recibido
Sin diversidad Con diversidad
SNR
bajo
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SNR
medio
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Pruebas Jicamarca – Paracas Resultados preliminares: Datos a través de
audio
Conclusiones
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•Se logró simular con éxito las comunicaciones de voz y datos a través del EEJ.•El ancho espectral del EEJ no afecta la calidad de las comunicaciones.•A mayor SNR, se producirán menos desvanecimientos de la señal debajo del nivel del ruido, por lo que se mejorará la calidad de las comunicaciones.•El empleo de diversidad permite disminuir el efecto de los desvanecimientos, con lo cual se logra mejorar la calidad de la señal recibida, tanto para voz como para datos.
Muchas gracias
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