Comunicación de radio frecuencias en la era digital tecnología RF

Comunicación de radio frecuencias en la era digital tecnología RF

1. Principios de la Radio Frecuencia

• Las señales de radio se propagan o radian hacia afuera a la velocidad de la luz, desde una antena de transmisión.
• La frecuencia se expresa en términos de hertzios (ciclos por segundo), kilohertzios (miles de ciclos por segundo), o mega hertzios (millones de ciclos por segundo).
• La frecuencia determina la longitud de la onda de radio; las frecuencias más bajas tienen mayor longitud de onda y las frecuencias más altas tienen longitudes de onda más cortas.
• Las comunicaciones de radio de largo alcance, más allá de la línea de vista (BLOS), tienen lugar en el rango de alta frecuencia (HF) de 1,6 a 30 MHz. Diferentes porciones de esta banda se asignan para servicios específicos de radio, bajo acuerdos internacionales.
• Las comunicaciones de radio de corto alcance (LOS) pueden tener lugar en todas las frecuencias de radio, pero esa tarea es asignada más a menudo a las bandas de VHF y UHF.
• La utilización de las ondas espaciales puede ser difícil, ya que la ionósfera cambia constantemente. La propagación de las ondas espaciales generalmente no está disponible en las bandas de frecuencia de VHF y UHF.
• Modulación es el proceso por el cual la fase, amplitud, o frecuencia de la portadora es modificada para llevar información.

1. Propagación de radio

• La propagación HF puede ser LOS a través de ondas terrestres o directas y de BLOS por el uso de ondas espaciales.
• Las frecuencias de VHF y UHF no pueden utilizar la propagación de ondas espaciales u ondas terrestres y dependen casi exclusivamente de la onda directa. Esto restringe su uso a las comunicaciones LOS.
• La propagación de las ondas de radio en frecuencias de VHF y UHF son afectadas principalmente por la topografía local del área colinas y valles y por las condiciones atmosféricas.
• El alcance VHF y UHF es generalmente limitado por el efecto físico de pantalla de la onda debido a obstrucciones tales como edificios y montañas.
• La difracción de las ondas VHF y UHF las puede doblar alrededor de  redes agudas tales como marcos de ventanas o montañas pro n u n ciadas.
• La distorsión por trayectoria múltiple es ocasionada por ondas que llegan al receptor procedente de más de una trayectoria.
• El alcance de LOS mejora considerablemente al incrementar la altura de las antenas de transmisión, de recepción o de ambas.
• La propagación por conducción atmosférica producida por determinadas condiciones climáticas puede, en ocasiones, aumentar el alcance de las ondas de VHF y UHF.

1. Radio e interferencia

• Las fuentes naturales (atmosféricas) y las creadas por el hombre ocasionan ruido e interferencia. Las líneas de transmisión, terminales de computación y la maquinaria industrial son la causa principal del ruido creado por el hombre.
• La congestión de los transmisores que compiten por un limitado espectro de radio ocasiona interferencia.
• Los transmisores colocalizados interfieren con los receptores cercanos.
• El bloqueo, o interferencia deliberada, es el resultado de la transmisión en las frecuencias de operación con la intención de dislocarlas comunicaciones.
• La interferencia de trayectoria múltiple puede ser considerada como otra forma de ruido.
• La apropiada selección de la antena y el uso de técnicas avanzadas de modulación pueden reducir el efecto del ruido e interferencia.

1. Comunicación de datos

• La transmisión de datos re quiere del uso de módems para convertir los datos digitales a señal de RF en transmisión y convertir nuevamente la señal de RF a forma digital en recepción.
• Los módems de radio se clasifican en FSK de baja velocidad, de tono paralelo de alta velocidad y de tono serial de alta velocidad.
• Los módems de tono serial proporcionan comunicaciones de datos altamente mejorados, incluyendo mayor velocidad de datos con una poderosa corrección anticipada de erro res (FEC), gran robustez y reducida sensibilidad a la interferencia.
• Los sistemas FEC proveen corrección de errores sin la necesidad de un enlace de retorno.
• Intercalación es una técnica; es mayormente utilizada para canales HF que hacen aleatorias las ráfagas de error, permitiendo a los sistemas FEC trabajar más eficientemente.
• La decodificación de decisión transitoria reduce aún más las velocidades de bitios errados, comparando un grupo de símbolos que retienen su característica analógica contra el grupo de palabras codificadas posiblemente transmitidas.
• Un vocoder convierte las señales de voz en datos digitales para transmisión codificada sobre canales HF.
• La ecualización automática de canales y el filtrado adaptivo de escisión son técnicas de procesamiento de señales que mejoran el rendimiento de las comunicaciones de datos.
• El Código de Desplazamiento de Fase M-ario es un método para incrementar la velocidad de datos en las transmisiones de radio. La "M" significa el número de fases utilizadas en el esquema de modulación.
• La Modulación Codificada de Trellis (TCM) es una técnica de codificación que proporciona una capacidad máxima de velocidad de datos a los flujos de datos PSK por mejoramiento del margen de ruido.

1. Aplicaciones

• Los radios modernos son pequeños y livianos. Sus características y capacidades, que anteriormente requerían de equipo adicional, en la actualidad están totalmente incorporadas en el transceptor de radio.
• Los radios HF, VHF/UHF y SATCOM desempeñan un papel importante en los sistemas modernos de comunicaciones de largo alcance, trabajando frecuentemente en conjunto con otros medios tales como redes celulares y líneas telefónicas terrestres.
• El correo electrónico a través de radio se está convirtiendo en una parte muy importante de los sistemas de comunicaciones militares.
• Se necesita un enfoque de sistema para obtener los mejores resultados en el diseño de una moderna red de comunicaciones de radio.

1. Avances

Datos a Mayor Velocidad

Durante un conflicto, la recolección y diseminación de la información a su debido tiempo es crítica para actuar dentro del ciclo de decisiones del enemigo. Esta necesidad de aumento del flujo de información está conduciendo a requerimientos de velocidades de transmisión de datos siempre crecientes. La última generación de radios tácticos ofrece un incremento de cuatro veces sobre aquellos actualmente en servicio. Este incremento en la velocidad de datos aumenta significativamente el número de mensajes transmitidos, reduciendo su tiempo de espera.

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