Chapter 5 A Distributed Model to Represent Multiple Objects
5.4 Discussion
Son quienes se encargan de recibir y enviar datos, por medio de la antena hacia el servidor, permitiendonos interactuar directamente con la base de datos del cliente.
Estos poseen algún tipo de emulador, ya sea para Windows 95, 98, 2000, NT, AS400, UNIX, etc., que se cargan en su EPROM, sean estos portátiles, personales, de grúa, etc., que los hacen parte de la red corporativa, exactamente igual que el PC de escritorio.
Estudio de Campo (Site Survey)
Permite determinar la cantidad de antenas necesarias para una aceptable propagación de la RF, en las áreas en que se desea trabajar con equipos móviles conectados en forma inalámbrica a una red de datos.
El proceso de medición consiste en situar un equipo estacionario receptor de RF en diferentes puntos del área en la cual se desea tener cobertura y desplazarse con unidades móviles.
Micrófonos inalámbricos en sistemas comunes.
Problemas existentes en la microfonía inalámbrica.
Al seleccionar un micrófono inalámbrico se deben tener en cuenta, además de los puntos antes mencionados para micrófonos alámbricos, los siguientes aspectos:
1.- Frecuencia de Operación. 2.- Sistema de recepción.
3.- Compatibilidad entre canales.
Frecuencia de operación: A nivel comercial existen tres grandes grupos de frecuencias de operación para sistemas inalámbricos:
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A) VHF en su parte baja desde 49.83 hasta 49.90 MHz., dentro de este rango encontramos sistemas económicos debido a su bajo costo de fabricación. Presentan muchos problemas de interferencias y poco alcance principalmente debido a que la banda se encuentra saturada por múltiples usos.
B) VHF en su parte alta desde 150 hasta 260 MHz. Los micrófonos que operan dentro de esta banda presenta un costo de fabricación intermedio con la ventaja de poder utilizar varios sistemas de manera simultánea y con un rango de alcance aceptable. Lamentablemente esta banda está comenzando a saturarse y además, está compartida con los canales 7 a 13 de televisión, sin embargo es la mejor opción en la actualidad.
C) UHF frecuencias iguales y mayores a 800 MHz. Los micrófonos que operan dentro de estas frecuencias tienen un costo de fabricación bastante alto, pero la tecnología moderna ha logrado que presenten un comportamiento sumamente estable y confiable.
Sistema de recepción: Cualquier usuario de sistemas inalámbricos ha sufrido en más de una ocasión problemas de desvanecimientos y perdida de señal, aún operando su micrófono a pocos metros del receptor, este tipo de fenómeno se puede deber a innumerables factores, uno de los más comunes es el que se produce cuando la señal radiada por el micrófono llega a la antena simultáneamente con un rebote de la misma señal (en una pared u otro objeto cercano) fuera de fase. En este caso ambas señales se restan ocasionando como consecuencia una pérdida de señal. Cuando el problema es éste, los desvanecimientos ocurren siempre en puntos definidos de la locación; si no se cuenta con un sistema de recepción diversity será necesario cambiar de lugar el receptor a fin de mover los puntos en los cuales aparecen los desvanecimientos de manera que queden ubicados donde menos daño causen.
El sistema de recepción diversity fue creado para eliminar muchos de estos puntos de
desvanecimiento de señal por medio de la utilización de dos antenas conectadas a dos etapas receptoras dentro de un mismo gabinete. Dentro del receptor hay un dispositivo electrónico que se encarga de comparar continuamente las señales recibidas por ambas antenas y de seleccionar siempre la más fuerte. De esta manera se logra eliminar muchos de los puntos de
desvanecimiento ya que éste debiera ocurrir simultáneamente en ambas antenas para lograr afectar al sistema.
Compatibilidad entre frecuencias: existen múltiples factores que afectan la operación
simultánea de varios sistemas inalámbricos. Es posible que algunos micrófonos inalámbricos trabajen de manera adecuada individualmente y que en conjunto presenten innumerables problemas. A un receptor de micrófono inalámbrico le resulta imposible recibir la señal de dos micrófonos al mismo tiempo. Cuando se pretenda utilizar varios sistemas inalámbricos de manera simultánea, es necesario efectuar una correcta selección de frecuencias de operación. Problemas de la RF.
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ancho de banda que deja el sistema de televisión digital mientras que en un canal análogo deja una pequeño espacio un canal digital no deja absolutamente nada útil de ancho de banda para poder trabajar un sistema inalámbrico.
Fig. 29 Comparación de un canal análogo y un canal digital.
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I N T E R M O D U L A C I O N. ¿Que es Intermodulación?
Tan pronto como un dispositivo no-lineal como un transistor es expuesto. A dos o mas señales lo suficientemente fuertes, el componente no-lineal será conducido a la saturación dando como resultando Harmónicos que pueden interferir con las señales usadas por los micrófonos
inalámbricos.
Una saturación en la etapa de entrada del amplificador del receptor, creara señales adicionales en múltiplos de la señal original.
Las sumas y diferencias de la combinación de estas señales producirán productos IM.
Las siguientes señales pueden presentarse a la salida de la etapa no-lineal:
Fundamentales: F1 and F2
Segundo Orden: 2F1, 2F2, F1±F2, F2-F1 Tercer Orden: 3F1, 3F2, 2F1±F2, 2F2±F1 Cuarto Orden: 4F1, 4F2, 2F1±2F2, 2F2±2F1 Adición de señales de mayor orden….
Aplicación Multicanal. Calculo Matemático 2 Transmisores: 2F1 - F2 = Superior 3RD 2F2 - F1 = Inferior 3RD Intermodulation Calculation Frequency 1 800.000 MHz. Frequency 2 801.000 MHz. 2nd 1601.000 MHz. 3rd A 799.000 MHz. 3rd B 802.000 MHz. 5th A 798.000 MHz. 5th B 803.000 MHz. 7th A 797.000 MHz. 7th B 804.000 MHz. 9th A 796.000 MHz. 9th B 805.000 MHz.
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Fig. 31 Muestra los harmónicos presentados en 2 señales fundamentales.
Para evitar la intermodulación es necesario evitar operar dos Transmisores en la Misma Frecuencia y nunca usar el Mismo Canal.
Existen diferentes tipos de Intermodulación.
Intermodulación en la Transmisión. Intermodulación en la Recepción
Intermodulación en cualquier tipo de Amplificador Bloqueo
Intermodulación En Transmisión y Recepción.
Esta es debida a la cercanía de los Body Pack, para ser mas precisos por la cercanía de las antenas transmisoras de cada body, para evitar este problemas basta con invertir la posición de cada body para alejar las antenas o jugar con la posición del body en el área del cuerpo.
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Fig. 32 Invertir la posición del body evita considerables problemas de intermodulacion.
Fig. 33 Espectro de TX1 más TX2, A 1m de distancia.
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Fig 34 Relacion de distancia entre dos transmisores.
En la parte de Transmision y Recepcion La intermodulacion puede ser creada por:
• Estaciones de TV. • IFB / Intercom.
• 2 o mas Transmisores.
RF Potencia de Salida
Menos Potencia puede ayudar.
En la mayoría de los casos de aplicaciones multicanal a reducir la IM en la Tx, Rx y Antenas.
- Reduce el Ruido de Piso en el Medio de Transferencia Alta potencia puede ayudar.
En aplicaciones de un solo canal, aplicaciones donde se debe cubrir una larga distancia.
Bloque de Receptores
El bloqueo de los receptores se suscita si el usuario esta equipado con 2 mas unidades Inalámbricas.
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Fig 35 Mantener el mayor espacio posible entre las antenas.
Absorción del cuerpo de radio frecuencia.
Esto es debido a que el cuerpo presenta la característica de absorber mas del 50% de la señal de radiofrecuencia, esto cuanto por ejemplo en el caso de un body acercamos o colocamos la antena transmisora muy cerca al cuerpo, se puede ver en los niveles de señal de RF que se ve alterada significativamente decae hasta un 50% ó 60%, para evitarlo es tan sencillo como colocar en body lo mas lejano al cuerpo, cuidando de que no sea incomodo ala persona que lo este portando.
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Desviación.
La modulación de la frecuencia portadora en un sistema FM influye directamente en la calidad de la señal de Audio.
Una mayor desviación, logra una mejor respuesta en frecuencias altas, y por lo tanto un Mejor Rango Dinámico.
Procesamiento de Audio.
El Procesamiento de Audio es necesario debido al Ruido inherente de la conexión RF, por lo que el objetivo es mejorar el Rango Dinámico y la Relación Señal a Ruido de la señal de Audio, para ello exicten los siguientes métodos.
• Pre- and De-Emphasis
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Compander
Mantiene las señales de Audio bajas sobre el nivel de piso de la RF Suprime sobre modulación.
Uno de los criterios para la percepción de la calidad de una señal de Audio es la Relación Señal a Ruido.
Un proceso especial es aplicado a la señal de Audio para compensar el ruido inherente del link de RF, este proceso Dinámico de la señal es adicional al convencional pre-emphasis de la frecuencia en el transmisor y el de-emphasis en el receptor. Como resultado la S/N la señal de Audio recibida es superior a la calidad de sonido de CD.
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Fig. 39 Compresión realizada por un compander.
Bajos niveles de RF.
Es común no tener un 100% de nivel de RF pero en condiciones adversas el nivel de RF puede caer hasta el 30% esto presenta un grave problema dado por diferentes factores como racks dimer, computadoras, teléfonos gsm o hasta la propia luz fría, pero para evitarlo existe el
sistema Diversity o true Diversity.
Un sistema diversity consta de 2 antenas y un switch,
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Una de sus funciones principales es el de evitar cancelaciones de fase de la onda directa y de la onda reflejada como lo muestra la siguiente figura.
Fig. 41 Problema en un sistema común de transmisión.
Pero su función principal es la de obtener un nivel de RF alto, esto mediante el switch que se encarga de conmutar a la antena que en cada momento este obteniendo un nivel de RF alto.
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En Resumen un sistema Diversity:
Reduce el riego de cancelación de fase en la Antena. Mejora la Señal de Antena, obteniendo mejor Nivel de RF.
Un frecuente switcheo del Diversity indica una correcta operación de Antenas.
Fig. 43
Técnicas para evitar problemas comunes en la microfonía inalámbrica.
Los micrófonos inalámbricos tienen el propósito de captar cualquier fuente emisora de sonido, convertir estas diferencias de presión en una señal eléctrica y transmitirla hasta otro punto sin la necesidad de usar un cable permitiendo al usuario mayor movilidad y por lo menos la mejor calidad posible del audio.
La manera de transmitir la señal sin la necesidad de un cable es por medio del aire y lo logran comprimiendo la señal y montándola sobre una señal portadora, en el receptor la separan de la señal portadora y luego la descomprimen, pero en esa compresión y descompresión se la agrega ruido, distorsión y alguna coloración al sonido, entre menos se altere la señal mejor son los sistemas en cuento a rendimiento.
Para transmitir por el aire se hace comúnmente por dos bandas de frecuencias la VHF
(Frecuencia Muy alta por sus siglas en ingles) que ocupa el rango de frecuencias de 30MHz a 300MHz y la UHF (Frecuencia Ultra alta, por sus siglas en Ingles) que ocupa el rango de frecuencias de 300MHz a 3GHz. Actualmente las marcas más prestigiadas del mercado solo fabrican equipo en la banda UHF desde 300 MHZ hasta 800 Mhz y ya no en VHF por que ser una banda mas saturada y propensa a interferencia.
Dicen que no hay nada mejor que un cable para transmitir una señal pero hoy en día la
tecnología en el mercado ha logrado obtener una gráfica de respuesta muy similar a la obtenida por un cable, pero este no es el único problema que se enfrenta al utilizar los micrófonos inalámbricos, otro problema es la cantidad de micrófonos que se pueden usar al mismo tiempo, por ejemplo hay sistemas que permiten a lo más 9 micrófonos trabajando al mismo tiempo de la misma serie, esto es porque no se les puede asignar otra frecuencia diferente o bien por qué el rango de frecuencias en la banda de operación es muy pequeño o por el número limitado de frecuencias disponibles debido a la separación mínima entre una frecuencia y otra para evitar interferencia debido a las frecuencias centrales y los armónicos.
53 Otro problema real es cuando se usan diferentes sistemas de microfonía inalámbrica al mismo tiempo y no sabemos si son compatibles o se van a interferir entre ellos y si a esto se le suma las frecuencias de los apuntadores inalámbricos, las frecuencias de los intercomunicadores inalámbricos, los canales de televisión y alguna otra señal en al aire que pueda interferir
entonces en verdad tenemos un problema porque trabajamos a ciegas en la mayoría de los casos y no tomamos las medidas preventivas necesarias para reducir al máximo los problemas.
La forma más exacta de saber que pasa en el espectro de radiofrecuencia es utilizar un analizador de espectro para RF y así saber los espacios vacíos, las frecuencias centrales, los armónicos de ganancia considerable y todas las frecuencias ocupadas por otros equipos, algunos de los mejores sistemas de microfonía inalámbrica del mercado tienen incluido una software que en conjunto con el equipo físico hacen un escaneo para encontrar las mejores frecuencias disponibles y auto programarse a esas frecuencias libres, por ejemplo los mejores micrófonos de Shure la serie UHF-R permiten hasta 40 micrófonos funcionando al mismo tiempo en la misma banda de frecuencia, mediante una función de escaneo este equipo puede saber cuántas frecuencias libres puede ocupar y vía red puede programar todos los receptores de manera automática y cada transmisor puede programarse por medio de un puerto infrarrojo a la misma frecuencia del receptor.
Si usted no cuenta con un analizador de espectro de ningún tipo y está utilizando diferentes sistemas de diferentes marcas entonces debe saber en qué banda de frecuencia está operando y programar primero los micrófonos que no están en la misma banda y así lograr la máxima cantidad de micrófono funcionando al mismo tiempo, además podría usar los combinadores de antenas y antenas de alta ganancia para los sistemas que permitan estos accesorios y así reducir los problemas por recepción.
En general podría seguir esta serie de consejos útiles para resolver y evitar problemas típicos: No exceder el número posible de sistemas operando al mismo tiempo.
Poner las antenas de los receptores a 45 grados no completamente verticales Utilizar combinadores de antenas
Usar antenas directivas y de alta ganancia
Utilizar sistemas simultáneos en diferentes bandas de frecuencias.
Tener en línea de vista a las antenas de los receptores es decir que donde se encuentre el transmisor se pueda ver sin obstáculos al receptor.
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Configuraciones comunes.
Primero que nada debemos de conocer los tipos de antenas existentes para sistemas de microfonia inalámbrica para saber así cual es la que nos puede ser de mayor utilidad ya que no todos los escenarios y recintos son iguales.
Antenas
Es de suma importancia tomar en cuenta las siguientes características de cada una de ellas.
Direccionalidad
Interiores: Omni o pequeña direccionalidad funciona mejor. Exteriores: Pequeñas o sin Reflexiones
Principios de Antenas
Alta localización con buena línea de vista.
Para minimizar riego de IM separar las antenas de transmisores lo mas posible Frecuente switcheo el receptor, correcto funcionamiento del Diversity.
3 a 4 metros de distancia entre las antena del Transmisor y receptor para evitar sobremodulación.
Si usas antenas telescópicas ajustar el ángulo para optimizar la recepción.
Polarización.
La polarización es sumamente importante, tanto receptor como transmisor deben tener la misma polarización.
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Fig. 45 Polarización Horizontal.
Fig. 46 tipos de antenas.
56 Antenas Omnidireccionales. Omni Direccional Range 450-960 MHz Línea de Vista TX or RX Fig. 47
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Fig. 49 Antena Omnidireccional tipo ground.
Para un sistema común utilizando antenas omnidireccionales la configuración seria la siguiente.
58 Antenas direccionales. - Yagi Antenna - LogPeriodic Fig. 51 Antena Direccional.
Para un sistema común utilizando antenas direccionales la configuración seria la siguiente.
Fig. 52 Usando antenas direccionales
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Fig. 53 Posicionamiento de antenas.
Pruebas Básicas para un sistema de microfonia inalámbrica.
1.- Primero que nada checar las baterías ya que a medio concierto o evento no lo podrás hacer, y una cosa tan sencilla como esta puede evitarte bastantes problemas.
2.- Colocar correctamente el micrófono de solapa para evitar problemas posteriores, sobretodo si es un conductor que se mueva constantemente.
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3.- Enciende antes que nada el receptor, checa tus niveles de salida como tus niveles de Radio frecuencia.
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fig. 56
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Fig. 58
5.-Ajusta tu nivel de squelch con el que trabajaras, el nivel de squelch es como un filtro que determina el rango dinámico con el que trabajaras, por debajo del squelch, suprimiendo señales de interferencia.
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fig. 60
6.-Nunca operes 2 transmisores en la misma frecuencia y deja un mínimo de 400Khz entre cada transmisor.
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7.- Realiza pruebas de posicionamiento de tus antenas para obtener niveles de Radio Frecuencia óptimos.
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8.- Mantén una distancia de al menos 1 cm el cuerpo y la antena del body, esto con el fin de evitar absorción del cuerpo.
Fig. 64
fig. 65 9.- Mantén una distancia mínima de 4 metros entre transmisor y receptor.
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Fig. 66
10.- Checa la polarización de cada antena, del transmisor como del receptor, deben tener la misma polarización.
Fig. 67
Fig. 68
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11.- Checa el cable y tipos de splitter a usar así como también la distancia ya que dependiendo de todos estos componentes tendrás cierta cantidad de pérdida.
fig. 69
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12.-El cable debe ser menor de 10 metros para evitar pérdidas considerables por tirada de cable.
Fig. 71
13.-el promedio de nivel de voltaje obtenido debe estar entre 100µV.
14.- I y II indican la antena que en ese momento tiene mayor nivel de RF.
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15.- Debes compensar la pérdida del sistema mas no dar mayor ganancia de la que el propio sistema tenía.
Fig. 73
16.- Nunca trabajes en frecuencias muy cercanas, para evitar harmónicos creados por intermodulación.
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Fig. 75
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18.- Coloca tus antenas lo mas alto posible pero siempre cuidando que cubran el área donde se llevara el evento.
Fig. 77
Sonorización de un evento. Configuración del sistema.
Para realizar la configuración de nuestro sistema nos valemos de una poderosa herramienta desarrollada por una empresa líder en microfonia inalámbrica como lo es sennheiser, esta herramienta es un software llamado “SIFM” abreviación de “Sennheiser Intermodulation and Frequency Management”
Este software permite un cálculo rápido de frecuencias libres en cierto ancho de banda de nuestro espectro de radio frecuencia de una manera muy sencilla.
Fig. 78 Ancho de banda requerido por el número de canales a ocupar
Enseguida podemos ver la interfaz de este software, a simple vista
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parecería algo complicado pero al usarlo nos damos cuenta de que es muy sencillo ya que solo hay que determinar anchos de banda y el equipo que usaremos para el cálculo de nuestro sistema.
fig. 79 Interfaz de inicio del “SIFM”
Para el calculo de frecuencias libres iremos a
“
View” menu, select “System Designer”. Y damos en siguiente, como lo muestra la siguiente figura.Fig. 80 Preparando nuestra configuración.
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Posteriormente configuramos el software para que realice el calculo para el sistema que estemos usando para esto sólo basta con dar clic en change, ya hecho esto damos en next.