Ingeniero

Cálculo del Presupuesto
de Potencia
Materiales de apoyo para entrenadores en
redes inalámbricas

Sunday, October 9, 2011

A veces denominado también “balance de potencia”
version 1.11 by Carlo @ 2011-03-18
version 1.13 by Carlo @ 2011-03-23

Metas
‣ Ser capaces de calcular
cuán lejos podemos llegar
con el equipo que tenemos
‣ Entender porqué para
enlaces largos necesitamosmástiles elevados
‣ Conocer software que
ayuda a automatizar el
proceso de planificación de
radioenlaces
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Pérdida en el Espacio Libre
‣ La potencia de la señal se reduce por el ensanchamiento del
frente de onda en lo que se conoce como Pérdida en el
Espacio Libre.
‣ La potencia de la señal se distribuye sobre un frente de onda de
área cada vez mayor a medida quenos alejamos del transmisor,
por lo que la densidad de potencia disminuye.

Figure from http://en.wikipedia.org/wiki/Inverse_square

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Un símil que ayuda a comprender esto es pensar en la luz emitida por un bombillo. Si observamos la cantidad de luz que incide sobre una
hoja de papel veremos que ésta disminuye a medida que la alejamos del bombillo.
Este es unfenómeno puramente geométrico, ocurre aún en el vacío donde no hay nada que pueda absorber la radiación
electromagnética, por eso se llama pérdida en el espacio libre, en inglés Free Space Loss, abreviado FSL

Pérdida en el Espacio Libre
(@2.4GHz)
‣ A la frecuencia de 2.4 GHz la pérdida en el espacio libre en
decibelios es
Lfs = 100 + 20*log(D)

‣ ...con Lfs en dB y D en kilómetros.

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La base del logaritmo en esta fórmula es 10.
Esta fórmula es muy fácil de usar si nos fijamos que la pérdida (también llamada atenuación) es100dB (para1 km), más 20 dB cada vez que
multiplicamos la distancia por 10... (10 km -> 120dB, 100 km-> 140dB, etc...).
Además, recordando que log(2)=~0.3, simplemente añadimos 20*0.3 = 6dB cada vez que duplicamos la disatncia, esdecir:
1km -> 100dB
2km -> 106dB
4km -> 112dB
8km -> 118dB
10km -> 120dB
20km -> 126dB
40km -> 132dB
80km -> 138dB
100km -> 140dB
y así sucesivamente...

Pérdida en el Espacio Libre
(a cualquier frecuencia)
‣ Usando decibelios, la pérdida en el espacio libre a una
frecuencia f cualquiera es:
Lfs = 32.45 + 20*log(D) + 20*log(f)

‣ ...con Lfs en dB, f en MHz y D en kilómetros.

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Sin embargo, existen otros mecanismos que pueden incrementar significamente las pérdidas en la trayectoria, tales como las reflexiones y
la absorción por la atmósfera o por objetos en el camino.

Pérdida en el espacio Libre

130
120
110
100

Pérdida de Trayecto (dB)

140

2400 MHz
5300 MHz

1 mi

5 km

5 mi

10 km

15 km
10 mi

20 km

25 km15 mi

30 km
20 mi

Distancia
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Esta gráfica muestra la Pérdida en el Espacio Libre para distancias de hasta 49 km, para las frecuencias de 2.4 y 5.3 GHz.
Sugerencia: Si conoce las pérdidas a 2.4 GHz puede calcular las pérdidas a 5 GHz simplemente añadiendo 6 dB.
Si alguien pregunta cuál es la fórmula a cualquier frecuencia:
Lfsl = 32,45 + 20*log(d) + 20*log(f)(frecuencia f in MHz y distancia d in km, resultado en dB)

Potencia en un sistema inalámbrico
antena

Tx
radio

cable

antena

pérdida en el trayecto

cable

Rx
radio

PIRE

dBm

Tx potencia
Potencia de transmisión
Potencia RX
Rx power

margen
Rx sensibilidad
Sensibilidad del RX
distancia

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La gráfica muestra el nivel de potencia alo largo de la trayectoria en un radioenlace.
El transmisor produce una cierta potencia Pt. Una pequeña cantidad se pierde en la atenuación At del cable entre el transmisor y la
antena. La antena transmisora enfoca la potencia hacia la dirección deseada, sumando una ganancia Gt. A la salida de la antena
transmisora tenemos el nivel máximo de potencia en todo el enlace. Este nivel se...