La combinación de diversidad es la técnica aplicada 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 una combinación de selección para elegir (normalmente) el 10% de las mejores imágenes, seguida de una combinación de igual ganancia de las imágenes seleccionadas.
Se han diseñado otras técnicas de combinación de señales para la reducción de ruido y han encontrado aplicaciones en biofísica de molécula única , quimiometría, entre otras disciplinas. [3]
Cuando la atención se centra en la transmisión inalámbrica de secuencias de señales más largas, como por ejemplo paquetes Ethernet, se pueden observar características de rendimiento específicas con respecto a la ganancia de diversidad en un sistema de transmisión inalámbrica redundante en paralelo. Para la "combinación de tiempos", los paquetes de datos se envían de forma redundante y simultánea a través de rutas paralelas. En el lado receptor, de las ramas se selecciona el primer paquete que llega y se procesa inmediatamente hacia la aplicación final. Se descartan más copias del paquete, si llegan. Este tipo de combinador de posdetección se denomina "combinador de temporización", 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 bidireccionales es un método para mejorar el rango de respuesta de walkie-talkie y radios móviles para vehículos. [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 selecciona la señal recibida más utilizable. [6] En los sistemas repetidores , la señal votada se retransmite. En sistemas simplex, va al altavoz de la consola en la estación base. Se ignora el audio de un receptor que no ha sido votado. 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 único receptor del 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 se basaban en un tono codificado en una ruta de audio separada, lo que requería que cada sitio receptor tuviera un circuito de 4 cables o dos rutas de audio. El tono del tono cambió para representar el nivel de la señal recibida , o el voltaje limitador del receptor de FM, en el receptor remoto. Esto funcionó 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 líneas telefónicas defectuosas, la disciplina de nivel deficiente, así como la mejor ruta de recepción de diversidad.
Cuando se comunican con radios portátiles ( walkie-talkies ), las estaciones base generalmente hablan más allá 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 radios bidireccionales en un sistema.
La combinación de diversidad reduce una posible falla de un solo punto: cualquier falla de un solo receptor, o interferencia local a un solo 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 cuando los transmisores se encienden y apagan.
Un problema potencial con los receptores ubicados en sitios receptores de gran elevación es que pueden adquirir señales de condados, prefecturas u otras provincias distantes. Estas señales distantes y 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 distante no deseada. [9] Las llamadas selectivas pueden eliminar que los usuarios tengan que escuchar el audio de señales distantes incluso aunque las señales distantes estén dentro del alcance 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 el estándar TSB-88A de la Asociación de la Industria de las 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 una transmisión recibida, el comparador puede cambiar de receptor cada pocas décimas de segundo. Cuando un usuario de walkie-talkie provoca una pérdida de señal al girar la cabeza, o un camión con remolque que pasa bloquea su señal en el sitio de recepción votado, la unidad combinadora 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 uno de los receptores 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 finalizara la transmisión. [13] Esto funciona mejor con radios móviles porque la intensidad de su señal tiende a ser estable. [14]
En algunos casos, este voto 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 lo hará. Esto se llama dirección del transmisor y se supone que automatiza la selección del transmisor en sistemas donde hay más de un sitio de transmisor 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 las sílabas, pero no lo suficientemente rápido como para que no se pierdan los bits. Los sistemas de datos móviles suelen tener su origen en módems instalados en radios móviles. Las radios móviles generalmente producen señales sólidas en más de un sitio de recepción, por lo que la intensidad de la señal es lo suficientemente fuerte como para que el bloqueo de votos funcione bien. [dieciséis]
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