Comunicación Inalámbrica: Fundamentos y Tecnologías
Ondas de Radio
Las ondas de radio son ondas electromagnéticas con una longitud de onda superior a 0,001 m. Cubren un amplio rango del espectro electromagnético. Las ondas con longitud de onda más corta se denominan microondas. Las ondas de radio son utilizadas en radares y en la transmisión de señales de televisión. En la naturaleza, son producidas por estrellas, galaxias, rayos y relámpagos, y de forma artificial mediante circuitos electrónicos.
Generación y Sintonización de Ondas de Radio
Las ondas de radio se generan con circuitos oscilantes, que consisten en una bobina y un condensador conectados en paralelo a una fuente de alimentación. El condensador se descarga a través de la bobina, generando una corriente autoinducida que vuelve a cargar el condensador, repitiendo el ciclo. Debido a pequeñas pérdidas, parte de la energía se disipa calentando los cables y otra se desprende en forma de radiación electromagnética. La frecuencia de oscilación depende de las características del condensador y la bobina.
Para sintonizar una frecuencia específica, se modifica la capacidad del condensador variable hasta que la frecuencia del circuito sintonizador coincida con la de la onda que se desea recibir.
Modulación de las Señales de Radio
La modulación es el proceso mediante el cual una señal se modifica para transmitir información. Se emplean:
- Señal moduladora: Contiene la información a transmitir.
- Señal portadora: Señal electromagnética de alta frecuencia que se modifica según la información de la señal moduladora.
La modulación se logra modificando la amplitud o la frecuencia de la señal portadora:
- Modulación de Amplitud (AM): La amplitud de la onda portadora varía según la señal moduladora.
- Modulación de Frecuencia (FM): La frecuencia de la onda portadora varía según la señal moduladora.
Telefonía Móvil Vía Satélite
En la telefonía móvil vía satélite, las estaciones que detectan y comunican las terminales se encuentran en los satélites. El objetivo es establecer comunicaciones entre estaciones terrestres fijas y móviles, con una cobertura que abarca prácticamente todo el planeta. Los terminales suelen ser más voluminosos que los de la telefonía móvil terrestre, y las tarifas son generalmente más elevadas.
Generaciones de Telefonía Móvil
- Primera Generación (1G): 1979. Sistemas analógicos con terminales voluminosos, poca cobertura y transmisión exclusiva de voz. La tecnología predominante era AMPS.
- Segunda Generación (2G): 1990. Terminales digitales de tamaño reducido y mayor cobertura. Permiten el envío de datos a bajas velocidades y mensajes SMS. La tecnología predominante en Europa fue GSM.
- Tercera Generación (3G): Ofrecen cobertura global, altas velocidades de conexión y transmisión de todo tipo de comunicación. La tecnología más utilizada es UMTS.
- Cuarta Generación (4G): Siglo XXI. Aumento significativo en la velocidad de transmisión de datos, basados en el protocolo de Internet.
Satélites de Comunicaciones
Satélites Geoestacionarios
La velocidad orbital de un satélite depende de su altitud. A una altura de aproximadamente 36.000 kilómetros sobre el nivel del mar, la velocidad de traslación del satélite es igual a la velocidad de rotación de la Tierra, lo que se conoce como órbita geosíncrona. Si además la órbita se encuentra en el plano del ecuador, el satélite mantiene una posición fija con respecto a un punto concreto de la Tierra, denominándose satélite geoestacionario. Estos satélites son especialmente útiles para las comunicaciones.
Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS)
Existen cuatro sistemas para determinar la posición de un receptor móvil:
- COMPASS (China): En preparación.
- GALILEO (Europeo): En preparación.
- GLONASS (Ruso): Operativo.
- GPS (Americano): Operativo.
GPS (Sistema de Posicionamiento Global)
El GPS está formado por 24 satélites distribuidos en 6 planos orbitales con 4 satélites cada uno. Esta distribución asegura que, en cualquier parte del mundo y en cualquier momento, se tenga visión directa de al menos cuatro satélites. Cada satélite completa dos vueltas a la Tierra por día y emite una señal con un código específico. Los receptores GPS conocen los códigos de cada satélite y su posición en cada momento. Al recibir las señales de cuatro satélites, el receptor calcula la distancia a partir del tiempo que tarda la señal en llegar desde los satélites hasta él. Con estos datos, es posible determinar la latitud, longitud, altura y tener una referencia del tiempo.
GNSS Diferencial (DGNSS)
El DGNSS ofrece un margen de error inferior a un metro. Esto se logra mediante estaciones terrestres de coordenadas conocidas. Cuando un usuario de DGNSS desea conocer su posición, los satélites miden su posición y la de la estación de referencia más cercana. Los datos se envían a un centro de cálculo que, en tiempo real, calcula el error de medición de los satélites y la posición exacta del usuario, enviando la información a este último por radio o vía satélite.