Universidad Nacional Tecnológica de Lima Sur Sistemas de Microondas
UNIVERSIDAD NACIONAL TECNOLÓGICA De lima sur
NOMBRE:
León Vasquez, Randy Max
CURSO:
Sistemas de Microondas
TEMA:
Diversidad en los sistemas de
comunicación
PROFESOR:
!ng Santiago Casimiro Anaya
CARRERA:
!ng "lectrónica y
Telecomunica Telecomunicaciones ciones
CICLO: TURNO:
!# Noc$e
2015 Diversidad en Sistemas de %omunicación
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Universidad Nacional Tecnológica de Lima Sur Sistemas de Microondas
DIVERSIDAD EN LOS SISTEMAS DE MICROONDAS.
I. INTRODUCCIÓN. "n la actualidad cuando se transmite en sistemas de microondas se es )ro)enso a un desvanecimiento de este que )uede de*ormar y reducir la intensidad de las se+ales reciidas y disminuir as- la calidad de un *uncionamiento de un sistema Los e*ectos que ocasionan este desvanecimiento en el trayecto de los sistemas de microondas son. "n radioenlaces analógicos.
Ruido de intermodulación. im)ortante en radioenlaces con gran ca)acidad y en aquellos en que se )roduce )or re/exión en el suelo Variación del nivel de la anda ase
"n radioenlaces digitales.
0umenta la inter*erencia entre s-molos deido a la dis)ersión de los im)ulsos "*ectos de la recu)eración de )ortadora. se )roduce una rotación en constelación "*ectos de la recu)eración de la tem)orización. el muestreo no se realiza en el )unto adecuado
Entonces la solución de estos inconvenientes son las tcnicas de diversidad!
II. SISTEMAS DE DIVERSIDAD. Los sistemas de microondas utilizan transmisión de l-nea de vista, al existir alg1n ost'culo entre el transmisor y el rece)tor la se+al es )ro)ensa a una degradación La diversidad nos dice que $ay m's de un m2todo o ruta de transmisión dis)onile "n los sistemas de microondas la diversidad incrementa la con3ailidad del sistema %uando $ay m's de una ruta de transmisión, el sistema )uede seleccionar la se+al de m's alta calidad en rece)ción, los metodos que mas se utlizan son. Diversidad en Sistemas de %omunicación
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Universidad Nacional Tecnológica de Lima Sur Sistemas de Microondas • • • •
Diversidad de es)acio Diversidad de *recuencia Diversidad $irida Diversidad de )olarización
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Diversidad en Sistemas de %omunicación
Diversidad 0ngular Diversidad de tiem)o Diversidad )or selección Diversidad )or conmutación
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De los ti)os de diversidades mencionados los m's utilizados son la diversidad de es)acio, *recuencia, )olarización y tiem)o, )ero se $ar' una mención corta a los dem's ti)os )ara saer en qu2 consisten 0 continuación desarrollaremos comunicaciones
II.1.
las
di*erentes diversidades en
DIVERSIDAD DE ESPACIO.
"s la diversidad m's utilizada, )ara a)licar este modelo se tiene que situar varias antenas rece)toras su3cientemente se)aradas entre s- como )ara )oder garantizar que la se+al reciida en cada antena $a via6ado en condiciones de )ro)agación estad-sticamente inde)endientes de las dem's "s im)ortante que la distancia el2ctrica de un transmisor a cada una de sus antenas y de un rece)tor desde cada una de sus antenas sea m1lti)lo igual al largo de sus longitudes de onda, esto )ara asegurar que cuando dos o m's se+ales de la misma *recuencia lleguen al rece)tor est2n en *ase y se )uedan agregar
"n la 3gura se muestra un sistema de microondas con diversidad de es)acio
"l a)ro)iado es)aciado de las antenas en los sistemas de diversidad de es)acio es determinado )or tres *actores. •
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Mantener des)e6ada la antena m's a6a lo m's a6o )osile 7dentro de la v-a lire a 3n de minimizar la a)arición del desvanecimiento multitrayectoria8 Lograr el grado de me6oramiento de diversidad de es)acio es)eci3cado sore trayectorias terrestres Reducir al m-nimo la )osiilidad de que la se+al en una antena de diversidad se atenu2 )or una su)er3cie multitrayectoria cuando la se+al en la otra antena es atenuada
II.1.1. SEPARACIÓN DE LAS ANTENAS. 0lgunos textos recomiendan una se)aración de. 9 a : m en ((;$z : a (4 m en <;$z (= a (> m en =;$z (9 a 4= m en 4;$z ?tra *orma de calcularlo es a)licando la siguiente *órmula.
"x)erimentalmente se $a com)roado que aunque se a)lique una se)aración reducida igual se otiene un uen e*ecto de diversidad, )or lo menos en la anda de < ;@z %on la mayor se)aración entre la antena in*erior existente y la nueva antena su)erior en amos extremos, en cuyo caso se otiene una altura lire adecuada en todos los trayectos de )ro)agación
%uando se instala una nueva antena arria y otra aa6o de la antena existente en cada extremo, tres de los cuatro trayectos resultan satis*actorios A
%uando la nueva antena queda dea6o de la antena existente en cada extremo, el 1nico trayecto ueno queda entre las antenas su)eriores
Desventaas B!m)osiilidad de e*ectuar )rueas entre amos extremos del trayecto sin retirar el equi)o del servicio BMayor costo del sistema deido al mayor numero de antenas y gu-as de onda necesarias, a)arte de la consiguiente sorecarga de las torres BRequieren dis)ositivos de detección y conmutación de se+ales que aumentan la com)le6idad del equi)o
II.2.
DIVERSIDAD DE FRECUENCIA.
"n un sistema de diversidad de *recuencia, cada terminal de radio contiene )ares de transmisoresCrece)tores redundantes y simult'neamente transmiten la misma se+al sore dos o m's canales dentro de una misma anda de *recuencias %ada transmisor o)era en un canal R di*erente, y amos transmisores son energizados de la misma manera, cada rece)tor o)era en un canal R di*erente )ero id2ntico )ara el corres)ondiente transmisor en el otro extremo del enlace
"n el destino amas )ortadoras son demoduladas y la que de me6or se+al de ! es la que se selecciona
"n la 3gura se muestra la se+al de ! que alimenta a un divisor de )otencia, este dirige a los transmisores de de microondas 0 y E, las salidas de R se cominan y alimentan a la antena de transmisión
"n el rece)tor que se muestra en la 3gura, el se)arador de canales dirige las )ortadoras de R de 0 y E a sus rece)tores de microondas )ara luego convertirse a ! "l circuito )ara detectores de calidad, determinara el canal que tiene me6or calidad y dirige ese canal )ara que se demodule a anda ase Fa que las condiciones atmos*2ricas )ueden degradar una se+al m's que otra, )uede camiarse el interru)tor de ! de un canal a otro y viceversa Un gran retroceso para la diversidad de frecuencia es un uso ineciente del espectro de frecuencia disponible, y esto es prohibido en muchos países.
II.!.
DIVERSIDAD "IBRIDA.
Diversidad $-rida 7@D8 es una me6ora 7SDGD8 de diversidad de es)acio que usa diversidad de *recuencia 7cuando es )ermitido8 Se trata de una con3guración de 5 antenas como se oserva en la 3gura "n un extremo se dis)one de una antena con la con3guración de diversidad de *recuencia "n el otro extremo se dis)onen de dos antenas, cada una de ellas traa6a con una )ortadora distinta De esta manera se dis)onen de dos caminos 7su)erior e in*erior8 que traa6an a distinta *recuencia cominando los e*ectos de diversidad de es)acio y *recuencia
"sta diversidad $-rida es la m's e*ectivo de todos los arreglos de diversidad y es )re*erido en lugares donde $ay 'reas con di3cultad de )ro)agación y en lugares donde el es)acio est' limitado )or monta+as, 'reas uranas y otros lugares donde est' restringido a antenas sim)les Las altas *recuencias de transmisión y rece)ción deen siem)re asignada a la antena su)erior )ara la diversidad de es)acio 7usualmente de )oca elevación8 de cada enlace de diversidad $-rida )ara un ó)timo desem)e+o Usando sistemas de radio de microondas )or dea6o de lo (H;@z, )ara saltos con longitudes de >HIm usualmente son logrados sin )rolemas, usando t2cnicas de diversidad est'ndar %uando largas distancias deen ser cuiertas, sin emargo, los )rolemas de )ro)agación crecen dram'ticamente
II.#.
DIVERSIDAD DE POLARI$ACIÓN.
Se $a com)roado ex)erimentalmente que las se+ales )olarizadas $orizontal y verticalmente )resentan un grado signi3cativo de decorrelación "sta decorrelación es deida a las m1lti)les re/exiones en el canal entre el transmisor y el rece)tor con un coe3ciente de re/exión distinto )ara cada ti)o de )olarización, lo que resulta en di*erentes am)litudes y *ases )ara cada se+al Tras su3cientes re/exiones aleatorias, las se+ales )ueden mostrar un alto grado de decorrelación, $aciendo )osile la ganancia de diversidad
"n este m2todo dos se+ales )rocedentes del radiotransmisor se env-an simult'neamente )or dos antenas se)aradas, una con )olarización vertical y la otra $orizontal La diversidad de )olarización resulta 1til )ara la transmisión )or onda indirecta en la )arte a6a del es)ectro de *recuencias
"n camio, este m2todo no da resultados en la transmisión de microondas )or onda es)acial deido a que generalmente amas se+ales )olarizadas se desvanecen al mismo tiem)o
II.5.
DIVERSIDAD AN%ULAR.
Las di*erentes r2)licas de la se+al )ueden ex)erimentar tami2n di*erentes canales de acuerdo a la dirección en que a)unten los lóulos )rinci)ales de la7s8 antena7s8, tanto en el transmisor como en el rece)tor De esta *orma, al incidir sore di*erentes su)er3cies de dis)ersión 7JscatterersK8, se )ueden otener canales con a6as correlaciones
Las t2cnicas de diversidad de 'ngulo est'n asadas en 'ngulos di*erentes en las se+ales de radio que llegan a la antena rece)tora, cuando las se+ales son resultado de una )ro)agación multitrayecto
II.&.
DIVERSIDAD DE TIEMPO.
La diversidad de tiem)o )uede conseguirse )romediando el desvanecimiento del canal a trav2s del tiem)o Normalmente, el tiem)o de co$erencia del canal es entre diez y cien veces el tiem)o de s-molo, )or lo tanto el canal est' altamente correlado a trav2s de s-molos consecutivos &or consiguiente la in*ormación se transmite re)etidamente a es)acios de tiem)o, de *orma que la re)etición se $aga en condiciones inde)endientes de desvanecimiento Una manera adecuada de otener estas )remisas es mediante el uso del entrelazado en los codi3cadores &or e6em)lo, su)ongamos que transmitimos una se+al ' x(,, xLO de longitud L s-molos y que la se+al reciida viene dada )or la ex)resión
0sumiendo un entrelazado ideal en el que los s-molos xi son transmitidos con su3ciente se)aración entre ellos, )uede asumirse que los hi son inde)endientes "l )ar'metro L se conoce como el n1mero de ramas de diversidad Este tipo de diversidad tiene un inconveniente que hace que su uso esté poco generaliado, y es que se reduce la velocidad de transmisi!n efectiva, y aparte, debido a que la separaci!n temporal entre transmisiones de las réplicas debe ser mayor que la duraci!n media de los desvanecimientos, se produce una considerable latencia.
II.(.
DIVERSIDAD DE SELECCIÓN.
0l clasi3car las t2cnicas de diversidad de acuerdo al )rocesamiento a)licado a las se+ales reciidas o transmitidas, una de las t2cnicas m's sencillas es la de selección %uando se a)lica en el rece)tor, su diagrama de loques es similar al de la 3gura que se muestra donde se )ueden utilizar m demoduladores y m cadenas de
R 7radio *recuencia8 )ara )roveer m ramas de diversidad, seleccion'ndose la rama con mayor SNR, o se )ueden utilizar m antenas y solo un demodulador y cadena de R, seleccionando la rama con la mayor relación )ortadora a ruido 7%NR8 "n caso de su a)licación en transmisión, el rece)tor dee oservar )eriódicamente todos los canales e in*ormar al transmisor sore el canal con mayor envolvente "n caso que todas las ramas tengan la misma SNR media, la am)litud de la se+al de salida del cominador sim)lemente es la magnitud de la se+al m's *uerte
II.).
DIVERSIDAD POR CONMUTACIÓN.
"ste m2todo es muy similar a la diversidad )or selección, exce)to que en lugar de usar la me6or de m se+ales, los canales son oservados en una secuencia determinada $asta encontrar uno con envolvente )or encima de un nivel umral )redeterminado "ste canal se mantiene $asta que cae )or dea6o del umral y el )roceso de 1squeda se reinicia Las estad-sticas de desvanecimiento son un )oco in*eriores a las otenidas )or el m2todo anterior, )ero su im)lementación es m's sencilla, requiriendo de sólo un rece)tor
"n la 3gura se muestra un diagrama de loques de este m2todo
III.
CONCLUSIONES.
