La combinación de diversidad es la técnica que se aplica para combinar las múltiples señales recibidas de un dispositivo de recepción de diversidad en una única señal mejorada.
Se pueden distinguir varias técnicas de combinación de diversidad:
A veces se utiliza más de una técnica de combinación; por ejemplo, Lucky Imaging utiliza la combinación de selección para elegir (normalmente) el 10 % de las mejores imágenes, seguida de una combinación de ganancia igual de las imágenes seleccionadas.
Se han diseñado otras técnicas de combinación de señales para la reducción de ruido y han encontrado aplicaciones en la biofísica de moléculas individuales , la quimiometría, entre otras disciplinas. [3]
Cuando el enfoque se centra en la transmisión inalámbrica de secuencias de señales más largas, como por ejemplo paquetes Ethernet, se pueden observar características de rendimiento específicas en relación con la ganancia de diversidad en un sistema de transmisión inalámbrica redundante en paralelo. Para la "combinación de tiempo", los paquetes de datos se envían de forma redundante y simultánea por rutas paralelas. En el lado receptor, de las ramas, se selecciona el primer paquete que llega y se procesa inmediatamente hacia la aplicación final. Las copias posteriores del paquete (si llegan) se descartan. Este tipo de combinador de posdetección se denomina "combinador de tiempo", ya que se obtiene una mejora significativa del rendimiento mediante el procesamiento inmediato del primer paquete que llega. [4]
En la radio móvil terrestre , donde las radios portátiles y montadas en vehículos se comunican con una estación base de radio a través de una sola frecuencia, la diversidad espacial se logra al tener varios receptores en diferentes sitios. La combinación de diversidad, o votación , en sistemas de radio bidireccional es un método para mejorar el alcance de respuesta de los walkie-talkies y las radios móviles vehiculares. [5]
Los receptores están conectados a un dispositivo denominado comparador de votación o votante.
El comparador de votación realiza una evaluación de todas las señales recibidas y elige la señal recibida más utilizable. [6] En los sistemas repetidores , la señal votada se retransmite. En los sistemas simplex, va al altavoz de la consola en la estación base. El audio de un receptor que no se vota se ignora. Los comparadores de votación en sistemas FM analógicos pueden cambiar entre receptores en décimas o centésimas de segundo (más rápido que una sílaba). Siempre que una señal inteligible llegue a un solo receptor en el sistema, el audio repetido, o el audio enviado al altavoz de la consola, será inteligible.
En esta disposición, los receptores en sitios remotos están conectados al comparador de votación mediante líneas telefónicas privadas, un canal en un banco de canales D4 en un DS1 o un canal de banda base de microondas analógico .
Los primeros comparadores de votación dependían de un tono codificado en una ruta de audio independiente, lo que requería que cada sitio receptor tuviera un circuito de 4 cables o dos rutas de audio. El tono del tono cambiaba para representar el nivel de señal recibida , o el voltaje del limitador del receptor de FM, en el receptor remoto. Esto funcionaba mal porque no tenía en cuenta el ruido de la banda base de microondas ni los circuitos ruidosos de las compañías telefónicas.
Los comparadores de votación más nuevos comparan la relación señal-ruido en el comparador de votación, teniendo en cuenta el ruido de extremo a extremo, las malas líneas telefónicas, la mala disciplina de nivel, así como la mejor ruta de recepción de diversidad.
Cuando se comunican con radios portátiles ( walkie-talkies ), las estaciones base generalmente hablan más lejos de lo que pueden recibir. La votación entre varios receptores en diferentes sitios aumenta la probabilidad de que uno de los receptores adquiera una señal utilizable de los radios bidireccionales de un sistema.
La combinación de diversidad reduce la posibilidad de un fallo puntual: cualquier fallo de un receptor o interferencia local en un receptor no bloqueará la recepción en todo el sistema. Los sitios de equipos pueden albergar muchos transmisores y receptores de radio. [7] Un solo sitio está sujeto a señales de interferencia locales específicas del sitio. Estas señales de interferencia pueden aparecer y desaparecer a medida que los transmisores se encienden y se apagan.
Un problema potencial con los receptores ubicados en sitios de recepción a gran altitud es que pueden adquirir señales de condados, prefecturas u otras provincias distantes. Estas señales distantes no deseadas pueden ser más fuertes que las señales deseadas de los walkie-talkies locales. [8] Las señales distantes pueden bloquear las señales débiles locales en algunos casos. Tener varios sitios de recepción aumenta la probabilidad de que uno de los sitios reciba la señal local en presencia de una señal distante no deseada. [9] La llamada selectiva puede eliminar que los usuarios tengan que escuchar el audio de señales distantes incluso si las señales distantes están dentro del rango de recepción de uno o más receptores.
En la literatura se cita una cobertura mínima del 95% para sistemas de radio bidireccionales de servicios críticos o de emergencia. [10] Una definición de cobertura del sistema es la norma TSB-88A de la Asociación de la Industria de Telecomunicaciones (TIA). [11]
La mayoría de las instalaciones que utilizan equipos de combinación de diversidad evalúan continuamente la mejor señal recibida frente a todas las demás señales. A lo largo de la transmisión recibida, el comparador puede cambiar de receptor con una frecuencia de hasta unas décimas de segundo. Cuando un usuario de un walkie-talkie provoca un desvanecimiento de la señal al girar la cabeza, o cuando un camión con remolque que pasa bloquea su señal en el sitio de recepción elegido, la unidad de combinación cambia rápidamente a un receptor diferente. [12]
En algunas instalaciones, el equipo de combinación de diversidad está configurado para bloquearse en un receptor. Por ejemplo, en algunos sistemas de cobertura regional rural, cada receptor cubre un área geográfica única. No hay mucha superposición. Si el sistema constara de dos sitios, norte y sur, elegiría el mejor de los dos y permanecería bloqueado en ese receptor hasta que terminara la transmisión. [13] Esto funciona mejor con radios móviles porque sus intensidades de señal tienden a ser constantes. [14]
En algunos casos, este sistema de votación y retención se utiliza para dirigir la selección del transmisor. Consideremos el caso de un sistema regional con dos estaciones base: norte y sur. Si el equipo de combinación de diversidad vota "norte", la próxima vez que el despachador presione el botón de transmisión, el transmisor norte será el que emita el código. Se denomina " dirección del transmisor" y se supone que esto automatiza la selección del transmisor en sistemas donde hay más de un sitio de transmisión disponible. En algunos casos, no funciona bien. [15]
En los sistemas de datos móviles, se prefiere la opción de bloqueo de votos porque el cambio constante entre receptores provoca la pérdida de paquetes de datos. El equipo de combinación de diversidad cambia lo suficientemente rápido como para que no se pierdan sílabas, pero no lo suficientemente rápido como para que no se pierdan bits. Los sistemas de datos móviles suelen originarse con módems en radios móviles. Las radios móviles suelen producir señales sólidas en más de un sitio de recepción, por lo que las intensidades de la señal son lo suficientemente fuertes como para que el bloqueo de votos funcione bien. [16]
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