Comunicación inalámbrica: técnicas
En algunos casos, existe un alcance de deterioro del rendimiento que afecta la producción. La causa principal de esto podría ser la degradación del canal móvil. Para resolver esto, existen tres técnicas populares:
Igualada
Un ecualizador dentro de un receptor compensa el rango promedio de amplitud de canal esperada y características de retardo. En otras palabras, un ecualizador es un filtro en el receptor móvil cuya respuesta al impulso es inversa a la respuesta al impulso del canal. Tales ecualizadores encuentran su uso enfrequency selective fading canales.
Diversidad
La diversidad es otra técnica que se utiliza para compensar fast fadingy normalmente se implementa utilizando dos o más antenas receptoras. Por lo general, se emplea para reducir la profundidad y la duración de los desvanecimientos experimentados por un receptor en un canal de desvanecimiento plano.
Codificación de canales
Channel codingmejora el rendimiento del enlace de comunicaciones móviles al agregar bits de datos redundantes en el mensaje transmitido. En la parte de banda base del transmisor, un codificador de canal asigna una secuencia de mensaje digital a otra secuencia de código específico que contiene un mayor número de bits que el original contenido en el mensaje. La codificación de canales se utiliza para corregirdeep fading o spectral null.
Igualdad
ISI (Interferencia entre símbolos) se ha identificado como uno de los principales obstáculos para la transmisión de datos a alta velocidad a través de canales de radio móviles. Si el ancho de banda de modulación excede elcoherence bandwidth del canal de radio (es decir, desvanecimiento selectivo de frecuencia), los pulsos de modulación se esparcen en el tiempo, causando ISI.
Un ecualizador en la parte frontal de un receptor compensa el rango promedio de amplitud de canal esperada y características de retardo. Como los canales móviles se desvanecenrandom y time varying, los ecualizadores deben rastrear las características variables en el tiempo del canal móvil y, por lo tanto, deben ser variables en el tiempo o adaptables. Un ecualizador adaptativo tiene dos fases de funcionamiento:training y tracking.
Modo de entrenamiento
Inicialmente, el transmisor envía una secuencia de entrenamiento de longitud fija conocida para que el ecualizador del receptor pueda promediar un ajuste adecuado. Training sequence es típicamente una señal binaria pseudoaleatoria o una fija, de patrón de bits prescrito.
La secuencia de entrenamiento está diseñada para permitir que un ecualizador en el receptor adquiera el proper filter coefficienten las peores condiciones posibles del canal. Un filtro adaptativo en el receptor utiliza por tanto unrecursive algorithm para evaluar el canal y estimar los coeficientes de filtro para compensar el canal.
Modo de seguimiento
Cuando finaliza la secuencia de entrenamiento, los coeficientes del filtro son casi óptimos. Inmediatamente después de la secuencia de entrenamiento, se envían los datos del usuario.
Cuando se reciben los datos de los usuarios, el adaptive algorithms del ecualizador rastrea el cambio de canal. Como resultado, el ecualizador adaptativo cambia continuamente las características del filtro con el tiempo.
Diversidad
La diversidad es una poderosa técnica de recepción de comunicaciones que proporciona una mejora del enlace inalámbrico a un costo relativamente bajo. Diversity techniques se utilizan en los sistemas de comunicaciones inalámbricas principalmente para mejorar el rendimiento en un canal de radio que se desvanece.
En tal sistema, el receptor está provisto de múltiples copias de la misma señal de información que se transmiten a través de dos o más canales de comunicación reales o virtuales. Por tanto, la idea básica de diversidad esrepetition o redundancy of information. En prácticamente todas las aplicaciones, las decisiones de diversidad las toma el receptor y el transmisor las desconoce.
Tipos de diversidad
El desvanecimiento se puede clasificar en small scale y large scale fading. Los desvanecimientos a pequeña escala se caracterizan por fluctuaciones de amplitud rápidas y profundas que se producen a medida que el móvil se desplaza a distancias de unas pocas longitudes de onda. Para las señales de banda estrecha, esto normalmente da como resultado unaRayleigh faded envelope. Para evitar que se produzcan desvanecimientos profundos, las técnicas de diversidad microscópica pueden aprovechar la señal que cambia rápidamente.
Si los elementos de antena del receptor están separados por una fracción de la longitud de onda transmitida, entonces las diversas copias de la señal de información o denominadas genéricamente como ramificaciones, se pueden combinar adecuadamente o se puede elegir la más fuerte de ellas como señal recibida. Esta técnica de diversidad se denominaAntenna or Space diversity.
Diversidad de frecuencias
La misma señal de información se transmite en diferentes portadoras, siendo la separación de frecuencias entre ellas al menos el ancho de banda de coherencia.
Diversidad de tiempo
La señal de información se transmite repetidamente en el tiempo a intervalos regulares. La separación entre eltransmit times should be greater than the coherence time, Tc. El intervalo de tiempo depende de la tasa de desvanecimiento y aumenta con la disminución de la tasa de desvanecimiento.
Diversidad de polarización
Aquí, los campos eléctricos y magnéticos de la señal que transporta la información se modifican y muchas de estas señales se utilizan para enviar la misma información. Asíorthogonal type of polarization is obtained.
Diversidad de ángulos
Aquí, las antenas direccionales se utilizan para crear copias independientes de la señal transmitida a través de múltiples rutas.
Diversidad espacial
En la diversidad espacial, hay múltiples antenas receptoras colocadas en diferentes ubicaciones espaciales, lo que da como resultado diferentes señales recibidas (posiblemente independientes).
La diferencia entre los esquemas de diversidad radica en el hecho de que en los dos primeros esquemas, hay wastage of bandwidth debido a duplication of the informationseñal a enviar. Así se evita el problema en los tres esquemas restantes, pero con el costo de un aumentoantenna complexity.
La correlación entre señales en función de la distancia entre los elementos de la antena viene dada por la relación -
$$ \ rho = J_0 ^ 2 \ lgroup \ frac {2 \ Pi d} {\ lambda} \ rgroup $$Dónde,
J0 = Función de Bessel de orden cero y primer tipo
d = distancia de separación en el espacio de elementos de antena
λ = longitud de onda portadora.