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Cobertura en interiores, un gran reto para los despliegues de radio

Hace unos días informábamos de la actualización del sistema TETRA de Torre Picasso, uno de los rascacielos más emblemáticos de Madrid, así que queríamos aprovechar la noticia para hablar de despliegues en este tipo de entornos, en los que es igualmente necesario contar con un sistema de comunicaciones fiable y robusto, que contribuya la correcta ejecución de las operaciones.

A la hora de realizar estos despligues hay que tener una serie de consideraciones, como por ejemplo la concentración de usuarios en un área muy reducida, que hay que atender requerimientos de instalación de diíversa índole o la necesidad de que la solución incorpore aplicaciones específicas para la gestión de la operativa de distintos grupos de usuarios como localización o asignación de tareas, entre otras.

Pero de todas ellos, garantizar que todos los puntos de un edificio, incluyendo por ejemplo los sótanos y subterráneos, tengan cobertura TETRA supone uno de los grandes retos en este tipo de despliegues. Las paredes, muros y suelos y techos afectan a la propagación de la señal radio, y exige una gran labor de planificación y estudio.

Este trabajo comienza en primer término con la definición de los parámetros técnicos, como la frecuencia de operación, la separación frecuencial entre transmisión/recepción o la potencia y antena de los terminales y de las estaciones base, entre otros. Además, se aplican márgenes que consideran las pérdidas y caída de señal ante circunstancias varias: por ejemplo, un terminal cogido en la mano, se considera que la señal de radiofrecuencia sufre una atenuación de 7 dB.

Conocidos estos datos, para los cálculos se utiliza un software de planificación de radio en interiores. Este motor de simulación permite construir modelos 3D realistas del edificio a cubrir con la señal TETRA utilizando los planos arquitectónicos generados por las herramientas de diseño asistido por ordenador (Computer-Aided Design, CAD). El software también evalúa los diferentes tipos de materiales de suelos, paredes y techos o aspectos importantes como la propagación entre pisos, y los fenómenos físicos presentes en la propagación de señales de radiofrecuencia emitidas por las estaciones base y los terminales, como la difracción, la reflexión o la absorción.

Este modelado tan exhaustivo de las habitaciones, los materiales y la arquitectura de los edificios permite estimar con gran precisión la intensidad de la señal y las áreas de cobertura en el edificio analizado.

Los cálculos en interiores se realizan utilizando el modelo Fast Ray Tracing, que es un modelo de propagación determinista (dependiente de la trayectoria) basado en un algoritmo de trazado de rayos que tiene en cuenta múltiples trayectorias entre el transmisor y el receptor de la señal. Para cada píxel del plano de distribución, el algoritmo considera múltiples caminos entre el píxel en estudio y el transmisor de la antena, tal y como se muestra en el siguiente esquema.

El modelo Fast Ray Tracing elige el rayo con menores pérdidas y considera el efecto de guía de ondas en pasillos que permite un cálculo preciso de las pérdidas del trayecto. El modelo de propagación funciona en un espacio 3D considerando la propagación tanto en la dirección horizontal como en la vertical. Esta característica permite predecir la cobertura proporcionada por una antena o cable radiante a través de los diferentes niveles de un edificio.

De este modo, gracias a este tipo de soluciones informáticas se puede conocer con precisión dónde se deben colocar las estaciones base y los distintos elementos radiantes para su mayor eficiencia y qué recepción se va a tener en cualquier punto del edificio a estudio. Una vez ya instalado, se comprueba el correcto funcionamiento del sistema mediante mediciones y pruebas reales in-situ y, si fuera necesario, se realizarían los replanteos necesarios.