Sistemas de Radiocomunicaciones (página 2)

Partes: 1, 2

CARACTERIZACIÓN EN BANDA ANCHA DE LOS CANALES RADIOELÉCTRICOS (II)
En radioenlaces digitales los anteriores efectos provocan una degradación en la tasa de errores en los bits que llega a un valor umbral que no se reduce (I-BER).
Compensación del multitrayecto:
Técnicas de diversidad
Saltos de frecuencia (frecuency hopping)
Ecualizadores digitales en el receptor.
Receptores de gran resolución para separar los ecos (receptor RAKE) a partir de las características del canal.
Utiliza sondeadores en banda estrecha y ancha para extraer la información del canal.

MODELOS DE CANAL MULTITRAYECTO
Por su naturaleza:
Modelos matemáticos basados en la representación de las ondas por rayos y su interacción con fuentes dispersoras.
Modelos físicos: materialización de los fenómenos mediante circuitos electrónicos
Por su variabilidad:
Modelos estáticos, el receptor es fijo.
Modelos dinámicos, el receptor es móvil.
Por el tipo de tratamiento:
Modelo determinístico manejan estructuras de dispersores no aleatorias
Modelo aleatorio caracterizan el canal como un proceso aleatorio multidimensional.

MODELO DETERMINÍSTICO DE DISPERSORES
Señal en receptor es la suma de N rayos que después de incidir en un dispersor alcanzan el receptor.
Señal paso bajo equivalente supone que en un intervalo elemental la estructura de dispersores es invariante y la variación de la señal moduladora pequeña:

Contribución del rayo i (dispersor i-ésimo)

Aproximaciones:
Señal:
Amplitud constante
Función de retardo con variación lineal
Intervalo temporal suficientemente pequeño
Fase de la señal (una variación de p rad para 1800 Mhz equivale a un retardo de 0.556 ns)
Contribución resultante del rayo i:

Expresión de la variación de la función de retardo:
Desplazamiento Doppler:
Señal resultante del rayo i:

Señal total, suma de todas las contribuciones:

Parámetros de dependencia:
Amplitud
Frecuencia Doppler:
Retardo:
Desfasamiento:
MODELO DETERMINÍSTICO DE DISPERSORES (II)
di(0)
di(?t)
v(?t)
ai
ai

CARACTERIZACIÓN DE CANALES MULTITRAYECTO (I): FUNCIONES DEL SISTEMA
Canales variables multitrayecto (caracterización clasica): función de transferencia y respuesta impulsiva.
Fenómenos a considerar: variación temporal y desplazamiento Doppler:
Manejo de cuatro variables: tiempo, frecuencia, dispersión temporal y desplazamiento Doppler
Funciones básicas de Bello:
Función de respuesta impulsiva variable con el tiempo IDSF (Input Delay Spread Function):
Función de transferencia variable con el tiempo TVTF (Time Variable Transfer Function):
Función desplazamiento Doppler-retardo DDSF (Doppler Delay Spread Function):
Función de transferencia de frecuencia-desplazamiento Doppler ODSF (Output D.S.F):
(Gp:) Dispersión
temporal ?
(Gp:) Desvanecimiento
selectivo en frec. f
(Gp:) Variabilidad
temporal t
(Gp:) Dispersión
frecuencia ?

Dominio (f, ?)
Dominio (?, t)

FUNCIONES DEL SISTEMA (II)
(Gp:) DFTt
(Gp:) DFT?
(Gp:) DFTt
(Gp:) DFT?
(Gp:) IFTf
(Gp:) IFTf
(Gp:) IFT?
(Gp:) IFT?

Relación entre las funciones de Bello
Problema: imposibilidad de disponer de la función densidad multidimensional
Solución: trabajo con las funciones de correlación suponiendo procesos gaussianos de media nula
(Gp:) DFTt
(Gp:) DFT?
(Gp:) DFTt
(Gp:) DFT?
(Gp:) IFTf
(Gp:) IFTf
(Gp:) IFT?
(Gp:) IFT?

CARACTERIZACIÓN DE CANALES PRÁCTICOS (I)
Para recorridos pequeños de los terminales t1 y t2 difieren poco y los procesos y H(t,f) son estacionarios en sentido amplio (WSS) por lo que sus funciones de correlación dependen únicamente de la diferencia de tiempos.
La propiedad WSS implica incorrelación Doppler
Las variables t,f y t, ? son duales por lo que las propiedades de WSS y US se trasladan.
Los canales móviles reales, en una buena aproximación, son WSS en la variable t y US en t por lo que también son WSS en f y US en ?. Si definimos la variable u=t2-t1 y v=f2-f1 las nuevas funciones quedan:
(Gp:) DFTu
(Gp:) DFT?
(Gp:) DFTu
(Gp:) DFT?
(Gp:) IFTv
(Gp:) IFTv
(Gp:) IFT?
(Gp:) IFT?

Descripción de las funciones anteriores:
Función Ph(u,t), WSS en u y US en t; u=0, Ph(0,t)= Ph(t)=PDP, perfil retardo potencia.
Función de correlación en f (WSS) y en u (US) de aquí se deduce el ancho de coherencia (en el caso u=0) o el tiempo de coherencia (v=0) (RT(u,v))
Función de correlación en v (WSS) y de dispersión Doppler (US) (PH(v, ?))
Función densidad de potencia en la variable dispersión (PS(t, ?)). Para t=0, PS(?) constituye el perfil de potencia Doppler. Esta función se ha tomado como base para el desarrollo de muchos software.
Características del Perfil de Retardo potencia (PDP):
Proporciona una información primaria sobre los valores del desplazamiento Doppler.
Parámetros: retardo máximo último valor de t con cruce por el nivel de ruido
Dispersión de retardo D (trasnp.31)
Retardo medio: (transp31)
Los mismos parámetros se pueden definir respecto a la dispersión Doppler con la función perfil de potencia Doppler.
CARACTERIZACIÓN DE CANALES PRÁCTICOS (II)

CARACTERIZACIÓN DE CANALES PRÁCTICOS (III)
Dispersión de retardo
(Gp:) Retardo medio

(Gp:) Valor medio de la dispersión Doppler

Dispersión Doppler

ANCHURA DE BANDA DE COHERENCIA Y TIEMPO DE COHERENCIA
Anchura de banda de coherencia del canal Bc, para el nivel de correlación ?, es el intervalo comprendido entre 0 y f1 para la que RT(f1)= ?. Para determinar dicho intervalo suele tomarse ?=0.5.
Para un perfil de retardo potencia exponencial con parámetro D dispersión de retardo, el ancho de banda de coherencia es

Que se ve que es inversamente proporcional a la dispersión de retardo.
Tiempo de coherencia Tc, para el nivel de correlación ?, es el valor de u para el que R(u)= ?; suele tomarse ?=0.5.
Si la duración de un elemento de señal es T>Tc el canal es selectivo en el tiempo
Si la duración de un elemento de señal es T