Multitrayecto

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El multicamino es un efecto visto en la propagación de señales . Surge bajo la condición de que en el punto de recepción de la señal de radio no sólo exista una directa, sino también uno o toda una serie de rayos reflejados y/o refractados [1] . En otras palabras, no solo los rayos directos llegan a la antena receptora (directamente desde la fuente misma), sino también los reflejados (desde la superficie terrestre, edificios, estructuras y otros objetos).

Efectos

La propagación por trayectos múltiples está presente en la mayoría de los enlaces de radio y puede introducir errores que distorsionan la determinación de los parámetros de la señal de radio. La aparición de señales reflejadas retrasadas en el tiempo de llegada conduce a una distorsión de la forma del pico de correlación de la señal y, como resultado, a un desplazamiento en la estimación del retraso real. El fenómeno de trayectos múltiples puede provocar fluctuaciones en la amplitud , la fase y el ángulo de llegada, lo que da como resultado un efecto de desvanecimiento .

Si el retardo de propagación de todos los haces es pequeño en comparación con la duración del símbolo del canal, solo se produce interferencia de onda , lo que provoca desvanecimiento.
- Métodos de control: aumento de potencia, recepción de diversidad, AGC
Si el retardo de propagación de todos los haces es comparable a la duración del símbolo del canal, los símbolos del canal anterior se superponen con los siguientes (interferencia entre símbolos).
- Métodos de lucha: ecualizador de canales , señales de banda ancha , control de patrones de directividad , aumento de intervalos de guardia entre símbolos.

Por tanto, se pueden distinguir dos consecuencias principales del efecto multitrayecto de la propagación de la señal: desvanecimiento de la envolvente, interferencia entre símbolos.

Interferencia entre símbolos

La interferencia entre símbolos (ISI) es el efecto de la superposición de símbolos en un receptor. Una característica de muchos enlaces de radio (por ejemplo, troposféricos, satelitales, móviles, etc.) es la naturaleza de caminos múltiples de la propagación de la señal de radio. En el punto de recepción, la señal es la suma de un gran número de señales elementales de diferentes amplitudes con un tiempo de retardo aleatorio. Los haces individuales pueden tener un retraso significativo entre sí (gran diferencia de trayectoria entre diferentes haces en el canal de radio), lo que provoca el efecto ISI.

ISI: distorsión de la señal debido a las respuestas a otros símbolos (anteriores), que pueden aparecer como interferencia. Además, este efecto se puede observar debido al ancho de banda limitado de la ruta de radio . Según el grado de distorsión de la forma del pulso, la interferencia entre símbolos puede ser grande o pequeña, y este mismo grado, cuando las señales se superponen, depende de la diferencia en el tiempo de llegada de las señales al punto de recepción. La diferencia en el tiempo de propagación entre los trayectos máximo y mínimo se conoce comúnmente como tiempo de trayectos múltiples .

Por regla general, la propagación de señales por trayectos múltiples degrada el rendimiento del sistema de comunicación. Sin embargo, al adoptar medidas especiales y métodos de recepción de señales, el rendimiento del sistema puede mejorarse con respecto al rendimiento de un solo trayecto. En particular, esta situación se realiza en sistemas con receptores de rake.

Rake receptores

En la propagación por trayectos múltiples, las señales que provienen de diferentes trayectos están débilmente correlacionadas. El efecto de desvanecimiento se puede reducir combinando tales señales. Pero para esto es necesario separar las señales que llegan a lo largo de diferentes haces.

Considere una señal de banda ancha con un ancho de banda mayor que el ancho de banda de coherencia del canal . Con una elección adecuada de la modulación de la señal, es posible lograr la resolución de los componentes de trayectos múltiples recibidos que tienen la siguiente diferencia de llegada . Aquí está el tiempo máximo de dispersión. Por lo tanto, en el tiempo máximo de dispersión, puede existir un componente de señal . … Por lo tanto, se pueden obtener componentes de señal separables en el lado receptor. $W_{1}$ $W_2$ ${\ estilo de visualización 1/W_{1}}$ $Tmáx$ $Tmáx$ $N=W_{1}\cdot Tmáx$ ${\displaystyle Tmáx\simeq 1/W_{2))$ ${\ estilo de visualización W_{1}/W_{2}}$

Para que los componentes de trayectos múltiples desplazados en el tiempo se observen por separado a la salida de un filtro de receptor lineal, es necesario que la respuesta del filtro a cada componente de la señal sea a corto plazo en comparación con su desplazamiento de tiempo mutuo. Como filtro de recepción, lo mejor es tomar uno emparejado, ya que la respuesta de este filtro a la señal es la función de autocorrelación (ACF) de la señal. Las señales con ACF agudos son más adecuadas para separar componentes de trayectos múltiples. Por lo tanto, las señales de banda ancha se utilizan para la diversidad de trayectos múltiples: la señal es larga, pero el filtro la acorta. La señal distorsionada por el canal multitrayecto (a) se aplica al filtro adaptado y, si la señal se sintetiza correctamente, se observan los componentes en forma de picos agudos que no se superponen en la salida del filtro. Estos picos se asemejan a rastrillos de jardín ("rastrillo" en inglés). Por lo tanto, un dispositivo que realiza la separación de trayectos múltiples se denomina receptor rake (o receptor de diversidad ).

El receptor de rastrillo fue desarrollado por R. Price ( ing. Robert Price ) y P. Green ( ing. Paul Green ) en 1958 en los EE. UU. La introducción de dicha tecnología a escala industrial se ha vuelto relativamente reciente y, en lugar de costosos filtros adaptados, se utilizan correladores paralelos simples equivalentes con un número de canales igual al número de haces a separar.

La oscilación recibida r(t) se alimenta a M correladores paralelos, a cuyas entradas se alimentan las señales de referencia k = 1 ... M, que son copias de la señal con cambios de tiempo . A la salida de cada correlador, se forma una respuesta al componente correspondiente de la señal de entrada. Además, las lecturas obtenidas se envían al dispositivo de combinación. El requisito de ancho de banda de la señal es necesario pero no suficiente. Entre las muchas señales de banda ancha, solo aquellas con un ACF "agudo" son adecuadas para un receptor rake. ${\ estilo de visualización s (tk \ cdot \ tau)}$

Véase también

Modelo Saleh-Valenzuela

Notas

↑ Soluciones inalámbricas para sistemas de automatización de almacenes . Consultado el 3 de junio de 2016. Archivado desde el original el 5 de agosto de 2016. (indefinido)

Enlaces

Literatura

"Principios de construcción y operación de GLONASS" Cuarta edición, revisada. y adicional Editado por A. I. Perov, V. K. Kharisov "Radioingeniería" Moscú, 2010
“Comunicaciones digitales. Fundamentos teóricos y aplicación práctica” Segunda edición, revisada. B. Sklyar "Williams" Moscú-San Petersburgo-Kyiv, 2003
Bykhovskiy M. A. Pioneros de la era de la información: la historia del desarrollo de la teoría de la comunicación - M.: Technosfera, 2006. - 376 p. - (Historia de las telecomunicaciones y la ingeniería de radio; Número 4).