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Los rangos de medición de las bandas en el analizador de espectro se basaron en aspectos como el tiempo de barrido, el ancho de banda de resolución (RBW) y el span, con el fin de garantizar una adecuada medida en función del piso de ruido y el ancho de banda del canal GSM [102]. Para obtener cifras representativas en términos de promedios estadísticos, se tomó un tiempo de 72 horas en la zona sur y zona noroccidente, para la zona norte la medición se realizó por un lapso de 170 horas, tiempo suficiente de acuerdo a la cantidad de muestras necesarias para alcanzar un intervalo de confianza deseado [103], en total la campaña de medición transcurrió durante trece días. Se implementaron dos esquemas de detección del espectro con el fin de tener un alcance más amplio de la implementación desarrollada.

El primer esquema de pruebas se tuvo en la zona norte donde se utilizaron los elementos listados en la Tabla 3.1.

Equipos _{Rango de Frecuencia} Especificaciones _Referencia

Antena tipo discono 25 MHz – 6 GHz Super-M Ultra Base

Cable de banda ancha DC – 18 GHz CBL-6FT SMNM+

Amplificador de bajo ruido 20 MHz – 8 GHz ZX60-8008E-S+ Analizador de espectro 9 KHz – 7.1 GHz MS2721B Anritsu

Tabla 3.1. Especificaciones para mediciones en la zona Norte Fuente:[104].

40 En la Figura 3.1 se presenta el esquema de recolección de datos en la zona norte:

Figura 3.1. Configuración de las mediciones en la zona Norte Fuente: [104].

El segundo esquema de pruebas se tuvo en las zonas Sur y Occidente donde se utilizaron los elementos listados en la Tabla 3.2

Equipos _{Rango de Frecuencia} Especificaciones _Referencia

Antena dipolo GSM 700-960 MHz y 1700-2700 _{MHz (Ganancia=3dBi)} XianZhi Xqz-_900/1800ng Analizador de espectro 9 KHz – 7.1 GHz MS2721B Anritsu

Tabla 3.2. Especificaciones para mediciones en las zonas Sur y Occidente. Fuente: [104].

En la Figura 3.2 se presenta un esquema grafico del escenario de pruebas en las zonas Sur y Occidente:

41

3.1.1 Frecuencia

La ocupación del espectro se midió en el intervalo de 824 MHz a 849 MHz. El span para cada medición fue menor a 60 MHz y fue calculado a partir de (7) y (8) ya que la tecnología a medir es conocida con un ancho de banda de 200 KHz, con el fin de garantizar un estimado razonablemente preciso de ocupación.

(7)

(8)

Donde ABT es el ancho de banda del canal de la tecnología a medir, fb es el bin

de frecuencia y pps es el número de puntos por span del analizador, que para este caso es 551. Separaciones de bin de frecuencia menores que el ancho de banda del canal, garantizan la detección de la señal [104]. Dichos segmentos menores a 100 MHz

permitieron escoger a RBW ≤ ABT , el cual estuvo alrededor de 100 KHz, con tiempos

de barrido que oscilaron alrededor de 52 milisegundos, lo que para 13 días de medición conlleva a obtener 21.600.000 trazas de medida.

3.1.2 Localización

Las mediciones se llevaron a cabo en edificaciones ubicadas en las siguientes coordenadas de la ciudad de Bogotá-Colombia, tal como se muestra en la Figura 3.3. Zona Sur:

 Punto 1: Latitud = 4.617503, longitud = -74.130781

 Punto 2: Latitud = 4.61797, longitud = -74.129694

 Punto 3: Latitud = 4.617702, longitud = -74.128166

 Punto 4: Latitud = 4.615964, longitud = -74.130133

 Punto 5: Latitud = 4.615725, longitud = -74.131268

 Punto 6: Latitud = 4.616777, longitud = -74.129327 Zona Norte:

 Punto 7: Latitud = 4.729898, longitud = -74.055547 Zona Occidente:

 Punto 8: Latitud = 4.657241, longitud = -74.110788

 Punto 9: Latitud = 4.658381, longitud = -74.108925

 Punto 10: Latitud = 4.656873, longitud = -74.109749

 Punto 11: Latitud = 4.656669, longitud = -74.111042

 Punto 12: Latitud = 4.657222, longitud = -74.11152

 Punto 13: Latitud = 4.657552, longitud = -74.111410

42 a)

b)

c)

Figura 3.3. Puntos de medición.

a) Zona Sur, b) Zona Norte y c) Zona Occidente (Mapas tomados de GoogleMaps).

43 En la Tabla 3.3 se observa el resumen de los datos de la estación base transreceptora (BTS) con los cuales se hallaron las perdidas por propagación.

Zona Punto Distancia a BTS _(m) PTx BTS _(dBm) Altura de la antena _(m)

Sur 1 69 45 25 Sur 2 109 45 25 Sur 3 240 45 25 Sur 4 135 45 25 Sur 5 196 45 25 Sur 6 112 45 25 Norte 7 52 45 35 Occidente 8 49 45 35 Occidente 9 288 45 35 Occidente 10 144 45 35 Occidente 11 25 45 35 Occidente 12 64 45 35 Occidente 13 84 45 35

Tabla 3.3. Resumen de datos utilizados para hallar las perdidas por propagación

3.1.3 Amplitud

Los niveles de amplitud se ajustaron en cada segmento del analizador de espectro sin exceder los niveles máximos de señal a la entrada; pues de lo contrario se producen espurios mayores que la variación promedio de ruido de piso, para cada medida. Estudios de espectro previos [105], sugieren que un buen criterio para configurar el rango dinámico de un equipo de medida, al que se le conecta un amplificador a la entrada, es ajustar los niveles de amplitud para que las señales se encuentren dentro del Margen dinámico libre de espurios (SFDR), el cual se calcula como:

(9) Donde, PI es la potencia de la señal a la entrada y PN es la potencia de ruido

equivalente a la entrada. El objetivo era tener tanta sensibilidad como fuera posible en el receptor con el uso del amplificador, evitando que los niveles de espurios pudieran ser detectados como actividad de un usuario primario (usuario licenciando). El nivel de ruido promedio del instrumento para cada medida fue determinado con la ubicación de una impedancia de 50 Ω a la entrada del analizador de espectro, con un nivel de

atenuación de 0 dB, detección RMS (root mean square) y un periodo de tiempo de medición. El nivel de decisión (λ) se presentan en la Tabla 3.4, y se encontró a partir de (10) con una probabilidad de falsa alarma ( ) del 1% [106-107]:

(10) Donde Γ(.) y Γ(.,.) son la función gamma completa e incompleta, respectivamente y m es el producto del tiempo por el ancho de banda [104].

44 =0.052s * 200KHz = 10.4 λ =5

Zona Nivel de ruido promedio detectado (dBm) Nivel de decisión promedio (dBm) Sur -95 -90 Occidente -85 -80 Norte -94 -89

Tabla 3.4. Umbral de detección por banda para el analizador de espectro