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

2

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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@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.@

SNR

súper

bajo

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@Welcome to 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 sourcelS;vcoherent Scatter Radar rameters are the Madrigal and CEDAR databases.@

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

îaensa]e_epseee p�a co euniciones vue EE Esta es ent °i edn on nO p +tmutelizando al Elect? m rro Eccatoritl como medio de d n„rsoonu MenseA. Mensaje C o MSaDa enkMen e\e 4. Mensaje. Mennaje 7. Mensa#e 8 n teensaoaile. Mensajl1to. Uola muedo.@

@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. Mensaeae en. Mensaje 4. Mensaje 6. Mensaje 7. Mensaje 8. Mensaje 9. Mensaje 10. Hola mundo.@

SNR

medio

@Mensaje de prueb para comunicaciones via EEJ. Esta es una comunicacion punto a punto utilizando al Electrochorro Ecuatorial como medio de ýspersion. Mensaje 1. Mensaje 2. Mensaje 3. Mensaje 4. Mensaje 6. Mensaje 7. Mensaje 8. Mensaje 9. Mensaje 10. Hola mundo.@

@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.@

Pruebas Jicamarca – Paracas Resultados preliminares: Datos a través de

audio

Conclusiones

21

•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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