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Propagación por trayectos múltiples

Propagación por trayectos múltiples

La propagación por trayectos múltiples es una realidad en cualquier escenario de radio terrestre. Si bien la ruta directa o de línea de visión es a menudo la principal señal deseada, un receptor de radio recibirá diferentes versiones de la misma señal que han viajado desde el transmisor a través de muchas rutas diferentes.

Conceptos básicos de la propagación por múltiples rutas

La gran cantidad de rutas de señales diferentes surge del hecho de que las señales son reflejos de edificios, montañas u otras superficies reflectantes, incluida el agua, etc., que pueden estar adyacentes a la ruta principal. Además, otros efectos, como los reflejos ionosféricos, dan lugar a la propagación por trayectos múltiples, al igual que los conductos troposféricos.

Las antenas utilizadas para la transmisión y la recepción influyen en el número de trayectorias que puede tomar la señal. Las antenas no directivas irradiarán la señal en todas las direcciones, mientras que las directivas enfocarán la potencia en una dirección reduciendo la fuerza de las señales reflejadas lejos del haz principal.

La propagación por trayectos múltiples resultante de la variedad de trayectos de señal que pueden existir entre el transmisor y el receptor puede dar lugar a interferencias de diversas formas, incluida la distorsión de la señal, la pérdida de datos y el desvanecimiento por trayectos múltiples.

En otras ocasiones, se puede aprovechar la variedad de trayectos de señales que surgen de la propagación por trayectos múltiples. Los esquemas como MIMO utilizan la propagación por trayectos múltiples para aumentar la capacidad de los canales que utilizan o buscan mejorar la relación señal / ruido.

Desvanecimiento por trayectos múltiples

Las señales se reciben en un entorno terrestre, es decir, donde hay reflejos y las señales llegan al receptor desde el transmisor a través de una variedad de rutas. La señal general recibida es la suma de todas las señales que aparecen en la antena. A veces, estos estarán en fase con la señal principal y se sumarán a ella, aumentando su fuerza. En otras ocasiones, interferirán entre sí. Esto resultará en una reducción de la intensidad de la señal general.

  • Desvanecimiento por trayectos múltiples: El desvanecimiento por trayectos múltiples se puede detectar en muchas señales en todo el espectro de frecuencias desde las bandas de HF hasta las microondas y más allá. Puede hacer que las señales aumenten y disminuyan en intensidad. . Leer más sobre desvanecimiento por trayectos múltiples.
  • Desvanecimiento de Rayleigh: El desvanecimiento de Rayleigh es el nombre que se le da a la forma de desvanecimiento que a menudo se experimenta en un entorno donde hay una gran cantidad de reflejos presentes. Leer más sobre Rayleigh desvaneciéndose.

Interferencia causada por la propagación por trayectos múltiples

La propagación por trayectos múltiples puede dar lugar a interferencias que pueden reducir la relación señal / ruido y reducir las tasas de error de bits para las señales digitales. Una de las causas de la degradación de la calidad de la señal es el desvanecimiento por trayectos múltiples ya descrito. Sin embargo, existen otras formas en las que la propagación por trayectos múltiples puede degradar la señal y afectar su integridad.

Una de las formas que es particularmente obvia cuando se conduce en un automóvil y se escucha una radio FM. En ciertos puntos, la señal se distorsionará y parecerá romperse. Esto surge del hecho de que la señal está modulada en frecuencia y, en un momento dado, la frecuencia de la señal recibida proporciona el voltaje instantáneo para la salida de audio. Si se produce propagación por trayectos múltiples, aparecerán dos o más señales en el receptor. Una es la señal directa o de línea de visión y otra es una señal reflejada. Como estos llegarán en diferentes momentos debido a las diferentes longitudes de ruta, tendrán diferentes frecuencias, debido al hecho de que las dos señales han sido transmitidas por el transmisor en momentos ligeramente diferentes. En consecuencia, cuando las dos señales se reciben juntas, puede surgir distorsión si tienen niveles de intensidad de señal similares.

Otra forma de interferencia de propagación por trayectos múltiples que surge cuando se utilizan transmisiones digitales se conoce como Interferencia entre símbolos, ISI. Esto surge cuando el retraso causado por la longitud de la trayectoria extendida de la señal reflejada. Si el retardo es una proporción significativa de un símbolo, entonces el receptor puede recibir la señal directa que indica una parte del símbolo o un estado, y otra señal que indica otro estado lógico. Si esto ocurre, los datos pueden estar corruptos.

Una forma de superar esto es transmitir los datos a una velocidad a la que se muestrea la señal, solo cuando hayan llegado todas las reflexiones y los datos sean estables. Esto, naturalmente, limita la velocidad a la que se pueden transmitir los datos, pero garantiza que los datos no se corrompan y se minimice la tasa de errores de bits. Para calcular esto, es necesario calcular el tiempo de retardo utilizando estimaciones de los retardos máximos que probablemente se encontrarán a partir de las reflexiones.

Utilizando las últimas técnicas de procesamiento de señales, se pueden utilizar una variedad de métodos para superar los problemas con la propagación por trayectos múltiples y las posibilidades de interferencia.

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