Características del canal
El canal inalámbrico es susceptible a una variedad de impedimentos de transmisión, como path loss, interference y blockage. Estos factores restringen el alcance, la velocidad de datos y la confiabilidad de la transmisión inalámbrica.
Tipos de caminos
La medida en que estos factores afectan la transmisión depende de las condiciones ambientales y la movilidad del transmisor y el receptor. El camino que siguen las señales para llegar al receptor, son de dos tipos, tales como:
Ruta directa
La señal transmitida, cuando llega directamente al receptor, se puede denominar como directpath y los componentes presentes que están presentes en la señal se denominan como directpath components.
Multi-ruta
La señal transmitida cuando llega al receptor, a través de diferentes direcciones, experimentando diferentes fenómenos, tal camino se denomina como multi-path y los componentes de la señal transmitida se denominan como multi-path components.
Se reflejan, difractan y dispersan por el entorno, y llegan al receptor desplazados en amplitud, frecuencia y fase con respecto a la componente del trayecto directo.
Características del canal inalámbrico
Las características más importantes del canal inalámbrico son:
- Camino perdido
- Fading
- Interference
- desplazamiento Doppler
En las siguientes secciones, discutiremos estas características del canal una por una.
Camino perdido
La pérdida de ruta se puede expresar como la relación entre la potencia de la señal transmitida y la potencia de la misma señal recibida por el receptor, en una ruta determinada. Es función de la distancia de propagación.
La estimación de la pérdida de ruta es muy importante para diseñar e implementar redes de comunicación inalámbrica.
La pérdida de trayectoria depende de varios factores, como la frecuencia de radio utilizada y la naturaleza del terreno.
El modelo de propagación en el espacio libre es el modelo de pérdida de trayectoria más simple en el que hay una señal de trayectoria directa entre el transmisor y el receptor, sin atenuación atmosférica o componentes de trayectos múltiples.
En este modelo, la relación entre la potencia transmitida Pt y el poder recibido Pr es dado por
$$ P_ {r} = P_ {t} G_ {t} G_ {r} (\ frac {\ lambda} {4 \ Pi d}) ^ 2 $$Dónde
Gt es la ganancia de la antena del transmisor
Gr es la ganancia de la antena del receptor
d es la distancia entre el transmisor y el receptor
λ es la longitud de onda de la señal
El modelo bidireccional también denominado como modelos de dos trayectos es un modelo de pérdida de trayecto ampliamente utilizado. El modelo de espacio libre descrito anteriormente asume que solo hay una ruta única desde el transmisor al receptor.
En realidad, la señal llega al receptor a través de múltiples caminos. El modelo de dos caminos intenta capturar este fenómeno. El modelo asume que la señal llega al receptor a través de dos caminos, uno en la línea de visión y el otro en el camino a través del cual se recibe la onda reflejada.
Según el modelo de dos caminos, la potencia recibida viene dada por
$$ P_ {r} = P_ {t} G_ {t} G_ {r} (\ frac {h_ {t} h_ {r}} {d ^ 2}) ^ 2 $$Dónde
pt es la potencia transmitida
Gt representar la ganancia de la antena en el transmisor
Gr representar la ganancia de la antena en el receptor
d es la distancia entre el transmisor y el receptor
ht es la altura del transmisor
hr son la altura del receptor
Desvanecimiento
El desvanecimiento se refiere a las fluctuaciones en la intensidad de la señal cuando se recibe en el receptor. El desvanecimiento se puede clasificar en dos tipos:
- Desvanecimiento rápido / desvanecimiento a pequeña escala y
- Desvanecimiento lento / desvanecimiento a gran escala
El desvanecimiento rápido se refiere a las fluctuaciones rápidas en la amplitud, la fase o los retardos por trayectos múltiples de la señal recibida, debido a la interferencia entre múltiples versiones de la misma señal transmitida que llegan al receptor en momentos ligeramente diferentes.
El tiempo entre la recepción de la primera versión de la señal y la última señal con eco se llama delay spread. La propagación por trayectos múltiples de la señal transmitida, que provoca un desvanecimiento rápido, se debe a los tres mecanismos de propagación, a saber:
- Reflection
- Diffraction
- Scattering
Las múltiples rutas de señal pueden agregarse a veces de manera constructiva o, en ocasiones, de manera destructiva en el receptor, provocando una variación en el nivel de potencia de la señal recibida. Se dice que la envolvente única recibida de una señal de desvanecimiento rápido sigue unaRayleigh distribution para ver si no hay una línea de visión directa entre el transmisor y el receptor.
Desvanecimiento lento
El nombre Slow Fading en sí mismo implica que la señal se desvanece lentamente. Las características del desvanecimiento lento se indican a continuación.
El desvanecimiento lento ocurre cuando los objetos que absorben parcialmente la transmisión se encuentran entre el transmisor y el receptor.
El desvanecimiento lento se denomina así porque la duración del desvanecimiento puede durar varios segundos o minutos.
El desvanecimiento lento puede ocurrir cuando el receptor está dentro de un edificio y la onda de radio debe atravesar las paredes de un edificio, o cuando el receptor está temporalmente protegido del transmisor por un edificio. Los objetos que obstruyen provocan una variación aleatoria en la potencia de la señal recibida.
El desvanecimiento lento puede hacer que varíe la potencia de la señal recibida, aunque la distancia entre el transmisor y el receptor sigue siendo la misma.
El desvanecimiento lento también se conoce como shadow fading ya que los objetos que provocan el desvanecimiento, que pueden ser grandes edificios u otras estructuras, bloquean la ruta de transmisión directa desde el transmisor al receptor.
Interferencia
Las transmisiones inalámbricas deben contrarrestar la interferencia de una amplia variedad de fuentes. Dos formas principales de interferencia son:
- Interferencia de canal adyacente y
- Interferencia cocanal.
En el caso de interferencia de canal adyacente, las señales en frecuencias cercanas tienen componentes fuera de sus rangos asignados, y estos componentes pueden interferir con la transmisión en curso en las frecuencias adyacentes. Puede evitarse introduciendo cuidadosamente bandas de guarda entre los rangos de frecuencia asignados.
Co-channel interference, a veces también conocido como narrow band interference, se debe a que otros sistemas cercanos utilizan la misma frecuencia de transmisión.
Inter-symbol interference es otro tipo de interferencia, donde la distorsión en la señal recibida es causada por la propagación temporal y la consiguiente superposición de pulsos individuales en la señal.
Adaptive equalizationes una técnica comúnmente utilizada para combatir la interferencia entre símbolos. Implica reunir la energía del símbolo dispersa en su intervalo de tiempo original. En el proceso de ecualización se utilizan complejos algoritmos de procesamiento digital.