ITU-R F 752-2 SPANISH-2006 Diversity techniques for point-to-point fixed wireless systems《点到点固定无线系统的各种技术》.pdf

1、 Rec. UIT-R F.752-2 1 RECOMENDACIN UIT-R F.752-2*Tcnicas de diversidad para sistemas inalmbricos fijos punto a punto (1992-1994-2006) Cometido En la presente Recomendacin se describen tcnicas de diversidad para sistemas inalmbricos fijos punto a punto. Se analizan las tcnicas de diversidad en el dom

2、inio del espacio, angular, de frecuencias o una combinacin de stos. En el Anexo 1 se especifican los mtodos bsicos para seleccionar la diversidad, y obtener o procesar las seales de diversidad, y se describen tambin efectos prcticos de la diversidad basados en datos de propagacin. La Recomendacin no

3、 describe las tcnicas de diversidad que emplean otros medios de transmisin o la diversidad de ruta/emplazamiento que pueden aplicarse con el fin de mejorar la disponibilidad del sistema. La Asamblea de Radiocomunicaciones de la UIT, considerando a) que el desvanecimiento selectivo en frecuencia pued

4、e deformar y reducir la intensidad de las seales recibidas en trayectos de visibilidad directa y transhorizonte y disminuir as la calidad de funcionamiento de un sistema inalmbrico fijo; b) que la aplicacin de las tcnicas de diversidad es til para reducir los efectos del desvanecimiento sobre la cal

5、idad del sistema; c) que se necesita proporcionar la recepcin por diversidad a fin de alcanzar una calidad satisfactoria en los trayectos por difraccin y transhorizonte; d) que se han estudiado y estn en uso varias tcnicas para realizar la diversidad en trayectos de visibilidad directa, con difracci

6、n y transhorizonte; e) que la aplicacin de las tcnicas de diversidad puede proporcionar una calidad elevada en los sistemas de visibilidad directa que utilizan eficazmente el espectro radioelctrico; f) que en las Recomendaciones UIT-R P.530 y UIT-R F.1093 figura ms informacin sobre el uso y aplicaci

7、n de tcnicas de diversidad, recomienda 1 que se utilice la informacin presentada en el Anexo 1 al aplicar las tcnicas de diversidad a los sistemas inalmbricos fijos, (vase la Nota 1). NOTA 1 El Manual UIT-R Sistemas de relevadores radioelctricos digitales tambin contiene informacin sobre tcnicas de

8、diversidad para sistemas inalmbricos fijos. *Esta Recomendacin debe sealarse a la atencin de la Comisin de Estudio 3 de Radiocomunicaciones. 2 Rec. UIT-R F.752-2 Anexo 1 Tcnicas de diversidad para sistemas inalmbricos fijos punto a punto 1 Mtodos para obtener seales por diversidad Los mtodos clsicos

9、 se conocen genricamente como diversidad de frecuencias y diversidad en el espacio. En la diversidad de frecuencias la misma informacin se transmite por ms de un radiocanal. En la diversidad en el espacio, la seal alcanza al receptor recorriendo trayectos radioelctricos diferentes entre las antenas

10、transmisora y receptora correspondientes. Una descripcin de las diferentes posibilidades de diversidad para sistemas afectados de forma diferente por la propagacin anmala requiere una descripcin detallada de las tcnicas de diversidad en el espacio. Los sistemas transhorizonte utilizan diversidad en

11、transmisin y en recepcin. Utilizan diversidad mltiple con amplia flexibilidad en el emplazamiento tridimensional de las antenas, y algunas veces diversidad angular formando haces mltiples o diagramas directivos con una sola antena. La diversidad angular proporciona seales relativamente no correlacio

12、nadas aprovechando las variaciones del ngulo de llegada en el receptor de la energa dispersada. En los trayectos con visibilidad directa, la diversidad en el espacio se realiza habitualmente, cuando las degradaciones son la distorsin y la prdida de potencia de la seal, mediante dos antenas en el rec

13、eptor con una separacin vertical suficiente como para que las seales obtenidas presenten unas degradaciones, debidas al desvanecimiento por trayectos mltiples, suficientemente no correlacionadas. A fin de mantener la calidad de los sistemas radioelctricos digitales, en los cuales la degradacin ms im

14、portante debida a la propagacin es la distorsin de la seal, se han aplicado mtodos de diversidad basados en la estructura no uniforme del campo electromagntico incidente cerca de la antena receptora principal, en lugar de utilizar grandes separaciones para que las degradaciones no estn correlacionad

15、as. En estos mtodos, que se denominan de diversidad por diagrama o diversidad angular, la seal de diversidad se obtiene de una segunda antena o haz que tiene un diagrama de directividad o anchura angular del haz diferente en el plano vertical y/o un ngulo de elevacin diferente del eje de puntera. Es

16、tos mtodos de diversidad que pueden realizarse con antenas a la misma o casi la misma altura, o con alimentadores mltiples en una misma antena, permiten aadir la diversidad a un tramo existente sin ampliar la altura de la torre para obtener en el trayecto un margen sobre los obstculos para la recepc

17、in en diversidad. Aunque en ocasiones se ha hecho distincin entre diversidad angular y diversidad por diagrama, en otros casos los dos trminos se utilizan indistintamente. Debido a que la eficacia de cualquier sistema de diversidad depende de la correlacin de las degradaciones de las seales, la sepa

18、racin en el espacio, en los ngulos de apuntamiento y las diferencias de frecuencia son fundamentales para determinar la calidad del sistema. Rec. UIT-R F.752-2 3 2 Mtodos de tratamiento de la seal 2.1 Disposiciones Las Figs. 1a) y 1b) muestran las disposiciones bsicas, en el caso de algunos sistemas

19、 digitales, en las cuales se utilizan dos o cuatro seales para obtener una salida combinada o seleccionar la mejor. Aunque los sistemas en trayectos con visibilidad directa utilizan a menudo diversidad de frecuencia para realizar la conmutacin de reserva 1 + 1 con la disposicin de la Fig. 1a), es ms

20、 habitual utilizar uno, o a veces dos, radiocanales de reserva para varios radiocanales de trabajo. En la Fig. 1c) se muestra la disposicin para el modo de funcionamiento 1 + 4. Dicha proteccin se aplica con frecuencia conjuntamente con la diversidad de espacio para los radiocanales individuales. En

21、 condiciones extremas, como es el caso de trayectos con visibilidad directa con reflexin, la diversidad de espacio se utiliza conjuntamente con proteccin por diversidad de frecuencia de tipo 1 + 1. Se ha utilizado tambin para trayectos difciles largos o sobre agua la diversidad cudruple, ya sea como

22、 diversidad cudruple de espacio o como una combinacin de la diversidad doble de espacio y la diversidad doble de frecuencia. 2.2 Consideraciones sobre la realizacin prctica En los sistemas actuales la diversidad se realiza utilizando combinadores en radiofrecuencia, frecuencia intermedia o frecuenci

23、a de banda de base, o utilizando conmutadores en la frecuencia intermedia o en la frecuencia de banda de base. Estos combinadores pueden utilizar algoritmos de control de ganancia, de mxima potencia o de mnima dispersin. Debido a que las diferencias en la calidad de la transmisin son pequeas, la ele

24、ccin del diseo del equipo entre dichas alternativas se basa normalmente en la conveniencia o el grado de propagacin anmala esperada y por las caractersticas de la seal transmitida. La mejora real que puede obtenerse con la diversidad depende de muchos parmetros, entre ellos la influencia de la dispe

25、rsin de amplitud dentro de banda y de la interferencia entre sistemas sobre la calidad de funcionamiento para un canal determinado, as como de los algoritmos que se apliquen en la realizacin prctica de la diversidad. 4 Rec. UIT-R F.752-2 En los sistemas inalmbricos fijos digitales de alta velocidad

26、se han utilizado dispositivos de combinacin con mnima dispersin (MID) as como receptores de doble recepcin en los que las seales de diversidad se procesan por combinacin de mxima potencia (MAP), y la seal global por igualacin adaptativa (EQ). La utilizacin de MAP + EQ produce un efecto sinrgico, es

27、decir una disminucin considerable de la proporcin de bits errneos. Los mtodos utilizados para combinar las seales con diversidad de espacio sobre la base del principio de mxima potencia, y que se utilizan en los receptores con MAP + EQ, pueden clasificarse en las tres categoras siguientes: MAPEG o c

28、ombinacin mxima potencia igual ganancia. Este mtodo, en el que se utiliza la adicin lineal, tiene el inconveniente siguiente: en el caso de producirse un desvanecimiento completo de una de las seales con diversidad, la relacin seal/ruido a la salida del combinador es 3 dB peor que la obtenida con un

29、 receptor convencional. MAPEG/SW o mxima potencia, igual ganancia/combinacin por conmutacin. En este mtodo se utiliza la adicin lineal y no hay ninguna prdida de la relacin seal/ruido como consecuencia de la desconexin del combinador del receptor cuya seal de entrada es ( 2 + 1) veces ms dbil que la

30、 seal de entrada del segundo receptor. Este mtodo tiene el inconveniente siguiente: durante la conmutacin se produce un proceso transitorio que da lugar a un aumento de la proporcin de errores en los sistemas digitales de alta velocidad. MAPOPT o combinacin optimizada de mxima potencia. Este mtodo n

31、o tiene los inconvenientes inherentes a los sistemas MAPEG y MAPEG/SW. En el sistema MAPOPT, los ramales de diversidad frente al sumador contienen atenuadores electrnicos cuya atenuacin vara automticamente en proporcin a la relacin entre las potencias de las seales con diversidad de espacio recibida

32、s. En un combinador MAPOPT se produce la adicin lineal cuando la relacin de potencias entre la seal fuerte y la dbil 25) 4.5 Estadsticas de dispersin Los estudios publicados han desarrollado descripciones estadsticas de los efectos dispersivos del desvanecimiento por trayectos mltiples. En el contex

33、to de los sistemas transhorizonte, se desarroll una evaluacin terica de las distribuciones, con diversidad y sin ella, de la dispersin de amplitud lineal, suponiendo que las amplitudes individuales tienen distribuciones de Rayleigh. Un estudio ms reciente ha desarrollado predicciones de la probabili

34、dad de que la dispersin de amplitud lineal exceda de un valor crtico a la salida tanto de combinadores de potencia mxima como de combinadores de dispersin mnima. Se han utilizado simulaciones de diversidad de frecuencia con un modelo de tres rayos de banda ancha a fin de obtener una descripcin simul

35、tnea del desvanecimiento selectivo, en todos los canales de una banda de radiofrecuencia. Para una disposicin 1 + 1 este modelo predice que, contrariamente a lo que sucede en aplicaciones de relevadores radioelctricos analgicos, dentro de ciertos lmites, la mejora de la calidad de un sistema radioelctrico digital tiende a aumentar a medida que disminuye la separacin de frecuencia entre los dos radiocanales.