modelo de propagacion en interiores_visiwave

UNIVERSIDAD TÉCNICA PARTICULAR DE LOJA

La Universidad Católica de Loja

ESCUELA DE ELECTRÒNICA

Y TELECOMUNICACIONES

PROPAGACIÓN DE ONDAS

Fecha: 20/05/2013

Paralelo: 8vo “B”

Integrantes: -Eduardo Israel Brito Vivanco.

-Eduardo Luis Campoverde Encalada.

-Alexander Patricio Sócola Coronel.

1. PROBLEMA:

En la ciudad de Loja, el en barrio San Rafael, en las calles E. Unda y Jorge Hugo Rengel, se

encuentra ubicada la residencia de tres pisos a la cual vamos a realizar el análisis de la red WLAN

implementada con el fin de observar el nivel de cobertura para en caso de no cumplir con el

requerimiento mínimo del 90% poder mejorarla. El análisis se realizará mediante un estudio de la

cobertura de la señal a través del software Visiwave Site Survey para luego constrastar dichos

resultados con los obtenidos teóricamente mediante el uso del modelo empírico para

propagación de interiores de la Recomendación UIT-R 1238-7; además se realizará el estudio de

interferencia co-canal o por usuario adyacente por medio del software InSSIDer para determinar si

existe solapamiento de señales y en caso de existir, configurar de manera manual un canal libre

para el funcionamiento del Access Point.

2. OBJETIVOS:

Medir el nivel de cobertura de la señal a través del software Visiwave Site Survey y

obtener las gráficas resultantes.

Realizar los cálculos teóricos del nivel de cobertura mediante el método empírico de

propagación de interiores de la Recomendación UIT-R 1238-7 para un punto determinado

para cada planta de la residencia.

Contrastar los resultados obtenidos por software con los obtenidos mediante el modelo

empírico de propagación de interiores utilizado.

Observar los canales utilizados por las redes Wifi en el lugar de la medición a través del

software inSSIDer y determinar si el canal empleado por el Access Point de la residencia es

óptimo o debe ser modificado.

Proponer una mejora de diseño red WLAN en caso de que la red actual existente no

cumpla con un nivel mínimo de cobertura del 90%.

3. ANTECEDENTES

La vivienda que se ha seleccionada para el análisis de la red WLAN es una residencia de tres pisos

ubicada en el barrio San Rafael, en las calles E. Unda y Jorge Hugo Rengel, la red WLAN existente

es NELY MARIA HERRERA, misma que se ha implementado a través de un Access Point marca

Huawei HG530 ubicado en el cuarto de estudio en la segunda planta alta de la vivienda y que

cuenta con la CNT como ISP.

4. MEDICIÓN DEL NIVEL DE COBERTURA EN LA RESIDENCIA

Para obtener el nivel de cobertura de la señal en la residencia se utilizó el software VisiWave Site

Survey, para lo cual se inserta los planos de la vivienda y luego se selecciona la red WLAN a la que

se le realizará el estudio. Ya en la interfaz del programa se dibuja los distintos puntos donde se

desea conocer el nivel de la intensidad de la señal receptada teniendo en cuenta que coincidan los

puntos marcados en el programa con la ubicación física donde se realiza la medida.

Para este trabajo se ha utilizado la versión 2.1.10 del software Visiwave Site Survey misma que

consta de dos secciones el VisiWave Site Survey y el VisiWave Site Survey Report, en el primero se

carga el plano de la planta de la vivienda y se traza los puntos donde se requiere medir el nivel de

cobertura; mientras que en el segundo se obtienen las gráficas de cobertura para dicha planta

analizada.

4.1. VISIWAVE SITE SURVEY

A continuación se muestra las imágenes, donde se observan los distintos puntos dibujados sobre

el plano y la planta de la vivienda a la que se hace referencia:

Trazo de Puntos en Planta Baja

Figura 1. Trazo de puntos en planta baja - VisiWave Site Survey.

Trazo de Puntos en Planta Alta

Figura 2. Trazo de puntos en planta alta - VisiWave Site Survey.

Trazo de Puntos en Segunda Planta Alta

Figura 3. Ubicación física del Access Point en segunda planta alta.

Access Point Ubicación física

Figura 4. Ubicación simulada del Access Point en segunda planta alta.

Al trazar los puntos en la segunda planta alta y graficarse el lugar de ubicación aproximado del

Access Point, se tiene una diferencia de 1.64m de posición pues no coincide el lugar establecido

por el software con el punto físico donde se encuentra el AP; sin embargo se aproxima.

Una vez que se ha elegido la red WLAN y dibujados los distintos puntos sobre el plano, se procede

a obtener el reporte de los resultados de cobertura, para lo cual se hace uso del programa

VisiWave Site Survey Report.

Access Point Ubicación simulada

4.2. VISIWAVE SITE SURVEY REPORT

A continuación se presentan las gráficas del nivel de cobertura obtenidas para las distintas plantas

de la vivienda analizada:

Planta Baja

Figura 5. Nivel de cobertura en planta baja.

La gráfica obtenida muestra los niveles intensidad de señal que se está receptando representados

mediante diferentes colores. En la planta baja se puede observar que existe cobertura en gran

parte del lugar con valores que oscilan entre los -64.6 a -80 dBm; donde no existe cobertura es en

la cocina con valores mayores al umbral de recepción de un dispositivo móvil, ya que en este sitio

el nivel de intensidad receptada oscila entre -87.4 a -102.6 dBm.

Planta Alta

Figura 6. Nivel de cobertura en planta alta.

En la planta superior se tiene una mejor cobertura de la señal con valores entre los -44.8 a -78.4

dBm y sólo en una parte del dormitorio 1 no existe la suficiente señal de cobertura, ya que en

ciertos lugares la intensidad de la señal sobrepasa el umbral de recepción de un dispositivo (-95.2

a -100.8 dBm) y en otras zonas de este dormitorio está a punto de sobrepasar este umbral ya que

se tiene un nivel de cobertura que oscila entre un rango de -84 a -89.6 dBm.

Segunda Planta Alta

Figura 7. Nivel de cobertura en segunda planta alta.

En la segunda planta alta se encuentra ubicado el Access Point, por ende existe un mayor nivel de

cobertura de la señal, y en efecto esto se puede apreciar en la gráfica ya que la potencia alrededor

del Access Point es -24.5 dBm, mientras que la potencia mínima que se receta será de -68.6 dBm,

un valor lejano al umbral de recepción de un dispositivo, comprobando así que existe cobertura

total en esta planta.

5. NIVEL DE INTENSIDAD DE SEÑAL RECEPTADA PARA TRES PUNTOS ESPECÍFICOS

EN EL INTERIOR DE LA RESIDENCIA

5.1. DE MANERA PRÁCTICA

En base al software VisiWave Site Survey se han obtenido los siguientes valores de intensidad para

los tres puntos seleccionados dentro de la vivienda.

Planta Baja

Para esta planta el punto que se ha seleccionado es el centro de la sala donde se observa que el

nivel de potencia recibida es de -67dBm para la red WLAN analizada, NELY MARIA HERRERA.

Figura 8. Nivel de potencia recibida en la sala de la planta baja.

Planta Alta

El punto que se ha seleccionado está ubicado al inicio de la planta alta donde se observa que el

nivel de potencia recibida en dicho punto es -64dBm.

Figura 9. Nivel de potencia recibida en el inicio de la planta alta.

Segunda Planta Alta

Para esta planta el punto que se ha seleccionado está ubicado en el centro del dormitorio 4 donde

se observa que el nivel de potencia recibida para dicho punto es -63 dBm.

Figura 10. Nivel de potencia recibida en el dormitorio 4 de la segunda planta alta.

5.2. DE MANERA TEÓRICA

Para contrastar los valores obtenidos en la red WLAN real mediante software, se ha calculado la

potencia recibida teóricamente mediante el método empírico de propagación en interiores de la

Recomendación UIT-R 1238-7 [1]; estos cálculos se han realizado para un punto determinado por

cada planta en la residencia. Así se han obtenidos los siguientes resultados:

Planta baja:

( ) ( )

El AP se encuentra ubicado físicamente en la segunda planta alta por lo que el valor de n es de 3

para este caso en el que el usuario se encuentra ubicado en la planta baja; por ello:

( ) ( )

( )

( ) ( )

La distancia entre el AP y el punto de ubicación del host para este caso es de 6,24m.

( )

La potencia recibida teóricamente por el host es:

La potencia transmitida por el AP es de 12,3dBm, la ganancia de la antena transmisora es de 2dB

[2] y la ganancia de la antena receptora es de 3Db [2], por lo tanto:

En la medición real realizada en el punto considerado para este caso se tuvo una potencia recibida

de -67dBm, por lo que el error entre el valor teórico y el valor práctico es de:

( ) | |

| |

( ) | ( )|

| |

( )

Planta alta:

( ) ( )


para este caso en el que el usuario se encuentra ubicado en la planta alta; por ello:

( ) ( )

( )

( ) ( )


( )






( ) | |

| |

( ) | ( )|

| |

( )

Segunda planta alta:

( ) ( )


para este caso en el que el usuario se encuentra ubicado en la misma planta que el AP; por ello:

( ) ( )

( )

( ) ( )


( )






( ) | |

| |

( ) | ( )|

| |

( )

6. SECTORES DE LA VIVIENDA EN DONDE NO EXISTE SEÑAL

Planta Baja

Los resultados obtenidos nos muestran que para la planta baja la señal de WLAN no está

cubriendo la parte de la cocina como se puede apreciar en la siguiente gráfica según los diferentes

colores de intensidad de la señal.

Figura 11. Zona que no se cubre en la planta baja.

Tomando parte de la cocina seleccionamos un área rectangular donde la señal sobrepasa el límite

del umbral de recepción, entonces como una porción de ésta si está dentro de este límite y posee

una figura similar a la de un triángulo, se restó esta área de la rectangular y así obtenemos el área

que no se está cubriendo.

En este caso para la planta alta el área que no se está cubriendo es de

Planta Alta

En la planta alta la señal de la WLAN no cubre una parte que del Dormitorio 1.

Figura 12. Zona que no se cubre en la planta alta.

La cobertura no llega en la zona que está de contorno azul en la figura anterior y sólo cubre una

pequeña porción de esta que está simbolizada con un tríangulo rectángulo de color amarillo, para

calcular el área de esta zona recurrimos a los planos y procedemos a medir para sacar las

diferentes áreas, en este caso el área del rectángulo menos el área del triángulo y obtendremos el

área que no se está cubriendo.

Para la planta alta el área que no se cubre es

El total que no se estría cubriendo en toda la vivienda sería del área sin cobertura de planta baja

más la planta alta:

El área total de la casa es de , y para obtener el valor de área que en realidad se está

cubriendo basta restar el total menos el área calculada anteriormente.. Por lo tanto,

comprobamos que si se tiene el 90% de la cobertura restando del área total menos el área que no

se está cubriendo:

El requerimiento que se pide es del 90% de cobertura en toda la residencia y esto sería

163.18 Por lo tanto, se comprueba que si se tiene más del 90% de cobertura en la vivienda con

un 91,83% de nivel de cobertura.

7. SOLUCIÓN PARA MEJORAR EL NIVEL DE COBERTURA EN LA RESIDENCIA

Para mejorar los niveles de intensidad de señal y abarcar mayor cantidad de áreas de cobertura se

debe modificar la ubicación física del Access Point poniéndolo en el vestíbulo en la planta alta de la

vivienda, colocándolo de tal forma que quede centrado tridimensionalmente.

Se ha realizado la simulación de ésta solución en el software RF3D teniendo las siguientes imágenes del nivel de cobertura de cada una de las plantas de la vivienda:

Planta Baja

Figura 13. Solución de cobertura para la planta baja.

Planta Alta

En esta planta es donde se ha ubicado el Access Point en la ubicación que se puede ver en la figura

a continuación:

Figura 14. Solución de cobertura para la planta alta.

Segunda Planta Alta

8. INTERFERENCIA CO-CANAL

El Access Point que se está usando es del proveedor de internet CNT, por lo que se encuentra

ubica por defecto en el canal 11 como se lo puede observar en el caso de la red WLAN analizada.

En la gráfica puesta a continuación se puede observar que se tienen 5 redes más que también

ocupan el canal 11 por lo cual se tiene una interferencia co-canal que no inside de manera

considerable en el funcionamiento de la red debido a que la potencia recibida para las demás

redes está por debajo de los -80dBm que es un valor bajo comparado con los valores de la

potencia recibida para la red WLAN analizada.

Figura 15. Solución de cobertura para la segunda planta alta.

Figura 16. Distribución de los canales de las WLAN existentes.

En la imagen que se muestra a continuación se puede observar los niveles de potencia recibida de

las señales de las redes WLAN que se tienen con cobertura en el interior de la residencia, en ella se

muestra que la red WLAN analizada en este trabajo tiene niveles de potencia recibida elevados

comparados con las demás redes que se presentan.

Figura 17. Niveles de potencia recibida de la señal - InSSIDer.

9. CAMBIAR EL CANAL DE TRABAJO DEL ROUTER HUAWEI HG530 PARA

SOLUCIONAR LA INTERFERENCIA CO-CANAL

Lo primero que se debe hacer es iniciar la sesión de configuración web del router HG530 en un

navegador web, ingresando la siguiente dirección http://192.168.1.1/ que nos llevará hacia un

cuadro de diálogo donde tendremos que ingresar el nombre del usuario y contraseña como se

aprecia en la siguiente figura:

http://192.168.1.1/

Figura 18. Cuadro de diálogo inicial del Router HG530

Una vez que se accede al router se tendrá una página de inicio que nos mostrará información

acerca del sistema y en la parte superior izquierda opciones que se pueden modificar de tipo

básico o avanzado como observamos en la siguiente figura.

Figura 19. Página de inicio del router HG530

Lo que nos interesa es modificar el canal del Access Point para que no haya interferencia co-canal

ya que por defecto este router viene configurado en el canal 11, para modificar este canal de

WLAN nos vamos a opciones básicas y elegimos la opción de Wireless LAN y nos mostrará algunas

otras características cómo el canal, ID de la Red, tipo de seguridad, etc.

Figura 20. Configuraciones básicas del Wireless Lan

Como se puede observar en la figura anterior la red NELY MARIA HERRERA se encuentra en el

canal 11, los resultados de interferencia a través del software inSSIDer mostraron que cinco redes

más ocupaban este canal, por lo que es necesario cambiar este canal para que no exista una

interferencia co-canal.

Figura 21. Cambio de canal del router

En la figura anterior apreciamos como se hizo el cambio de canal del predeterminado que es 11 al

canal 3, a través de la opción Channel ID, se escogió este canal ya que no existen redes en los

canales 2 y 4 que son los canales que se pueden solapar, por ende no existiría interferencia.

10. CONCLUSIONES

Al contrastar los valores medidos mediante el software VisiWave Site Survey de la

intesidad de señal para los puntos específicos con los obtenidos de forma teórica para los

mismos puntos a través de método empírico de la Recomendación UIT-R 1238-7, se tiene

que existe un error máximo entre dichos valores del 10.01% para el peor de los casos que

corresponde al punto seleccionado en la segunda planta alta.

Al calcular el área de las secciones para las cuales la intensidad de señal es inferior al

umbral de recepción de los dispositivos se tiene un valor de 14.31m2 que corresponde a

ciertas regiones ubicadas tanto en la planta baja como la planta alta; por lo que se tiene

un 91.83% de cobertura total en la vivienda analizada.

El canal utilizado por el Access Point de la red WLAN propia de la vivienda es el canal 11;

sin embargo al analizar las redes presentes en el casa se tiene que existen cinco WLANs

cinco más que también ocupan el canal 11 por lo cual se tiene una interferencia co-canal

que no inside de manera considerable en el funcionamiento de la red debido a que la

potencia recibida para las demás redes está por debajo de los -80dBm que es un valor bajo

comparado con los valores de la potencia recibida para la red WLAN analizada.

Para mejorar los niveles de intensidad de señal y abarcar mayor cantidad de áreas de

cobertura se debe modificar la ubicación física del Access Point poniéndolo en el vestíbulo

en la planta alta de la vivienda, colocándolo de tal forma que quede centrado

tridimensionalmente.

Para evitar la interferencia co-canal presente en la WLAN de la vivienda analizada se debe

cambiar el canal 11 de funcionamiento del Access Point a uno que esté libre dígase por

ejemplo al canal 3.

11. RECOMENDACIONES:

Para analizar el nivel de cobertura que una WLAN brinda se recomienda utilizar el

software VisiWave Site Survey versión 2.1.10, pues para esta versión dicho programa

consta de dos herramientas VisiWave Site Survey y el VisiWave Site Survey Report, en el

primero se carga el plano de la planta de la vivienda y se traza los puntos donde se

requiere medir el nivel de cobertura; mientras que en el segundo se obtienen las gráficas

de cobertura para dicha planta analizada.

Luego de cargarse el plano de la vivienda en el programa VisiWave Site Survey y

seleccionarse la red WLAN, al dibujarse los puntos donde se desea conocer el nivel de la

intensidad de la señal receptada se debe tener en cuenta que exista concordancia entre

los puntos marcados en el programa con la ubicación física donde se realiza la medida.

Para obtener los valores de intensidad de la señal recibida de manera teórica se aconseja

utilizar el método empírico de propagación en interiores de la Recomendación UIT-R 1238-

7, pues con este método se obtuvo valores próximos a los obtenidos a través de

mediciones por software.

Al momento de analizar los canales utilizados por las diferentes WLANs existentes en un

lugar determinado, se recomienda utilizar el software inSSIDer que nos muestra el canal

utilizado por cada WLAN así como la disposición gráfica de éstos; además, el nivel de

intensidad promedio, la dirección MAC, la marca y radio de cobertura del AP.

12. REFERENCIAS:

[1] “MODELOS DE PROPAGACIÓN INTERIORES”, [en línea], <http://es.scribd.com/doc/56623745/Interiores>.

[Consulta de 14 de mayo de 2013].

[2] “MÉTODOS DE DISEÑO Y COBERTURA PARA REDES WIFI INDOOR Y OUTDOOR, CASO UTPL”, [en

línea],<http://cepra.utpl.edu.ec/bitstream/123456789/6311/1/TESIS_LESLYE_CASTRO_ANDREA_JARAMILLO.pdf>.

[Consulta de 14 de mayo de 2013].

ANEXOS

INFORMACIÓN DEL ROUTER DE CNT HG530

ENLACE DE DESCARGA DE VISIWAVE SITE SURVEY:

http://www.visiwave.com/index.php/ScrInfoDownload.html

ENLACE DE TUTORIAL VISIWAVE SITE SURVEY:

http://www.visiwave.com/index.php/ScrInfoQS.html

ENLACE DE DESCARGA DE INSSIDER:

http://inssider.softonic.com/descargar

http://www.visiwave.com/index.php/ScrInfoDownload.html

http://www.visiwave.com/index.php/ScrInfoQS.html

http://inssider.softonic.com/descargar

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