RADIOCOMUNICACIONES TERRESTRES Y ESPACIALES

1.1. Introducción
1.2. Normativa y Seguridad
1.3. Procedimiento de Medida
1.4. Medidas y Efectos.
1.5. Casos prácticos.

2.1. Modelos de Propagación
2.1.1. Entornos Macrocelulares
2.1.1.1. Rurales
2.1.1.2. Urbanos
2.2. Planificación de Sistemas de Radiocomunicaciones Terrestres
2.2.1. Balance de potencias, Cálculo de Cobertura Individual y de Sistema, y Mapa de Mejor Servidor
2.2.2. Herramientas de Simulación basadas en Sistemas de Información Geográfica

3.1. Introducción a los Sistemas de Comunicaciones Espaciales
3.1.1. Historia y elementos principales de las comunicaciones por satélite. Responsabilidades éticas y sociales.
3.1.2. Aplicaciones de las Comunicaciones Espaciales, principales empresas e instituciones. Aplicaciones sociales y medioambientales.
3.2. Mecánica Orbital
3.2.1. Leyes de Kepler y obtención de curvas orbitales
3.2.2. Perturbaciones y Clasificación de órbitas. Eclipses y tránsitos solares.
3.2.3. Cálculo de acimut y elevación de antenas. Puntos de Lagrange y efecto Doppler.
3.3. Subsistemas del satélite y entorno espacial.
3.3.1. Subsistemas del Bus del satélite
3.3.2. Carga útil, fiabilidad y entorno espacial. Basura espacial y observación de la Tierra.
3.4. Lanzaderas espaciales
3.4.1. Lanzaderas espaciales y mecanismos de puesta en órbita de satélites.
3.5. Enlace radioeléctrico en las comunicaciones por satélite.
3.5.1. Evaluación del enlace radioeléctrico en comunicaciones por satélite
3.6. Aplicaciones de las Comunicaciones por Satélite
3.6.1. Redes VSAT, DBS-TV, Comunicaciones Móviles.

Las tres sesiones propuestas requieren de una parte de trabajo autónomo y otra de trabajo cooperativo. En su conjunto lo que se propone es un aprendizaje basado en la ejecución de un proyecto único de instalación de una infraestructura de comunicaciones móviles. En esta primera sesión los estudiantes aprenderán a proyectar la instalación de radioeléctrica, realizando el desarrollo previo del análisis previo del entorno y los cálculos radioeléctricos necesarios para estimar unos niveles de exposición a emisiones electromagnéticas derivados de la instalación de una estación transmisora que da servicio a sistemas de comunicaciones móviles como exige un sistema complejo de telecomunicación.

En la segunda sesión los estudiantes realizarán medidas reales en un entorno expuesto a emisiones electromagnéticas y recogerán los datos del propio entorno distintos a los radioeléctricos necesarios para completar el estudio.

En la última sesión se integrarán las diferentes disciplinas abordadas en las sesiones previas. Se combinarán los datos del estudio previo con los datos tomados `in situ¿ y se extraerán conclusiones sobre la conformidad o no de la instalación con la normativa aplicable. Se elaborará un informe completo de las tres sesiones de la misma forma que debe hacerse enuna situación real. Deberán contrastarse los resultados obtenidos con los valores recogidos en la legislación aplicable al objeto de garantizar los aspectos de seguridad, salud, ambientales y de carácter social exigibles.

El alumno debe calcular el porcentaje de densidad de potencia que está por debajo de un cierto umbral alrededor de un emplazamiento urbano en el que operan diversos sistemas de radiocomunicaciones. De esta manera, se llevará a cabo el manejo de ciertos conceptos complejos relacionados con el ámbito de las radiocomunicaciones de forma que se pueda llegar a formular determinados juicios a la vista de los mapas de cobertura obtenidos. Entregable: informe detallado de la resolución de la práctica. Éste se realizará por parejas con el fin de potenciar el trabajo cooperativo, así como el aprendizaje entre iguales.

El alumno debe resolver un caso real de cálculo de potencia recibida en un terminal móvil situado a pie de calle sobre un mapa de Valencia, a partir de hojas de especificaciones del correspondiente transmisor (con información implícita, limitada o incompleta) y otros parámetros del entorno real urbano considerado. En este sentido, se abordará todo el proceso de proyecto, diseño y desarrollo de un sistema de radiocomunicaciones terrestres (con especial atención al hecho de que se emplee una metodología apropiada), haciendo hincapié en las consideraciones necesarias de salud y seguridad relacionadas con la intensidad de la señal recibida por el terminal de usuario. Entregable: Informe detallado de la resolución del Caso Práctico. Éste se realizará por parejas con el fin de potenciar el trabajo cooperativo, así como el aprendizaje entre iguales.

Los alumnos, a través de material multimedia como documentales de televisión, realizarán un recorrido por la historia de las comunicaciones por satélite desde sus orígenes hasta la actualidad. Así mismo, se podrán ver en funcionamiento diversas aplicaciones de los satélites, a partir de las que se podrá profundizar en la multidisciplinariedad de campos científicos necesaria para su implementación. Se incidirá en las aplicaciones de satélites destinado al control medioambiental de la Tierra y a la limitación de los efectos del cambio climático. Se presentará el problema que supone para la seguridad de las misiones espaciales la presencia de basura espacial, aportando posibles soluciones tecnológicas. Entregable: Cuestionario y charla/coloquio en la que los estudiantes tendrán que manejar conceptos complejos relacionados con las comunicaciones espaciales, incidiendo en aspectos éticos y de contribución a la mejora de la sociedad a través de estas tecnologías.

Los estudiantes a través del entorno de programación en Matlab y en base a las leyes de Kepler y ecuaciones de Newton simularan el movimiento de satélites en diferentes órbitas típicas (MEO, LEO, GEO, HEO). Por otra parte, utilizarán programas sencillos de simulación de órbitas donde podrán apreciar ciertos aspectos fundamentales de éstas. En esta práctica de laboratorio los estudiantes profundizarán en los tipos de órbitas más habituales destinadas a la observación de la Tierra y a su monitorización medioambiental. Asimismo, se estudiarán los problemas asociados a la presencia de basura espacial en los diferentes tipos de órbita y la forma de paliar sus efectos. Se incidirá en los distintos aspectos multidisciplinares necesarios para desplegar un sistema de comunicaciones espaciales en un determinada constelación orbital (mecánica, fiabilidad, radiocomunicaciones, uso de propulsores, etc...). Entregable: En esta práctica de laboratorio los estudiantes trabajarán de forma cooperativa para la presentación de un informe de resultados. Asimismo, se propone la implementación de un pequeño proyecto de diseño de una constelación de satélites para dar un determinado tipo de servicio de comunicaciones.

Esta práctica está dedicada al estudio de enlaces radioeléctricos por satélite empleando el entorno Matlab. Para este cometido se realizarán balances de potencia para diversos tipos de enlaces por satélite cambiando parámetros como la distancia o el tipo de antenas transmisoras y receptoras. Se estudiará el efecto de los posibles errores de apuntamiento entre antenas que existan en los enlaces. Por otro lado, se trabajará con diferentes configuraciones de receptores de cara a estimar la relación señal a ruido a la salida de cada uno de ellos. Finalmente, se estudiarán ejemplos de enlaces de satélites reales. Los estudiantes manejarán conceptos complejos relacionadas con los radioenlaces en sistemas de comunicaciones espaciales, como aquellos relacionados con efectos no lineales asociados a altas potencias manejadas (Multipactor, Corona, Intermodulación Pasiva), acceso compartido al medio, clasificación de transpondedores, etc. Los estudiantes tendrán que ser capaces de diseñar un radioenlace por satélite a partir de especificaciones limitadas con información incompleta. Entregable: Se realizará de forma cooperativa un informe de resultados de la práctica de laboratorio. Se propone el desarrollo de un proyecto de radioenlace por satélite, teniendo en cuenta sus elementos fundamentales. Para esta última tarea se trabajará de forma autónoma y cooperativa.

1.1. Introduction
1.2. Normative
1.3. Measurement Procedure.
1.4. Measurements and Effects.
1.5. Practical Situations.

2.1. Propagation Models
2.1.1. Macrocellular Environments
2.1.1.1. Rural
2.1.1.2. Urban
2.2. Planning of Land Radiocommunication Systems
2.2.1. Power Analysis, Individual and System Coverage Calculation, and Best Server Map
2.2.2. Simulation Tools based on Geographic Information Systems

3.1. Introduction to Satellite Communications Systems
3.1.1. Satellite Communications Main Elements and History
3.1.2. Satellite Communications Applications, Main Private Companies and Public Institutions
3.2. Orbital Mechanics
3.2.1. Kepler's Laws and Orbital Trayectory Evaluation
3.2.2. Orbits types and perturbations. Solar Eclipses and Transits
3.2.3. Azimuth and elevation of an antenna pointing to a Satellite. Lagrangian Points and Doppler Effect.
3.3. Satellite Subsystems and Space Environmental Conditions
3.3.1. Satellite Bus Subsystems
3.3.2. Payload, Equipment Reliability and Space Environment
3.4. Space Launchers
3.4.1. Space Launchers and in orbit maneuvers and mechanisms
3.5. Satellite Link Design
3.5.1. Satellite Link Prediction and Evaluation
3.6. Satellite Communications Applications
3.6.1. VSAT Networks, DBS-TV, Satellite Mobile Communications