En teoría de la información e ingeniería de telecomunicaciones, la relación señal-interferencia más ruido ( SINR [1] ) (también conocida como relación señal-ruido más interferencia ( SNIR ) [2] ) es una cantidad utilizada para dar límites superiores teóricos a la capacidad del canal (o la tasa de transferencia de información) en sistemas de comunicación inalámbrica como las redes. De manera análoga a la relación señal-ruido (SNR) utilizada a menudo en sistemas de comunicaciones por cable , la SINR se define como la potencia de una determinada señal de interés dividida por la suma de la potencia de interferencia (de todas las demás señales de interferencia) y la poder de algún ruido de fondo. Si el término de potencia del ruido es cero, entonces la SINR se reduce a la relación señal-interferencia (SIR). Por el contrario, la interferencia cero reduce la SINR a la SNR, que se utiliza con menos frecuencia al desarrollar modelos matemáticos de redes inalámbricas como las redes celulares . [3]
La complejidad y aleatoriedad de ciertos tipos de redes inalámbricas y la propagación de señales ha motivado el uso de modelos de geometría estocástica para modelar la SINR, particularmente para redes celulares o de telefonía móvil. [4]
SINR se usa comúnmente en comunicaciones inalámbricas como una forma de medir la calidad de las conexiones inalámbricas. Normalmente, la energía de una señal se desvanece con la distancia, lo que se conoce como pérdida de ruta en las redes inalámbricas. Por el contrario, en las redes cableadas la existencia de una ruta cableada entre el emisor o transmisor y el receptor determina la correcta recepción de los datos. En una red inalámbrica hay que tener en cuenta otros factores (por ejemplo, el ruido de fondo, la intensidad de interferencia de otras transmisiones simultáneas). El concepto de SINR intenta crear una representación de este aspecto.
La definición de SINR generalmente se define para un receptor (o usuario) en particular. En particular, para un receptor ubicado en algún punto x en el espacio (generalmente, en el plano), entonces su SINR correspondiente dada por
donde P es la potencia de la señal entrante de interés, I es la potencia de interferencia de las otras señales (interferentes) en la red y N es algún término de ruido, que puede ser constante o aleatorio. Al igual que otras proporciones en ingeniería electrónica y campos relacionados, la SINR suele expresarse en decibelios o dB.
Para desarrollar un modelo matemático para estimar la SINR, se necesita un modelo matemático adecuado para representar la propagación de la señal entrante y las señales de interferencia. Un enfoque de modelo común es asumir que el modelo de propagación consta de un componente aleatorio y un componente no aleatorio (o determinista). [5] [6]
El componente determinista busca capturar cómo una señal decae o se atenúa a medida que viaja en un medio como el aire, lo que se logra introduciendo una función de atenuación o pérdida de trayectoria. Una elección común para la función de pérdida de trayectoria es una ley potencial simple. Por ejemplo, si una señal viaja desde el punto x al punto y , entonces decae según un factor dado por la función de pérdida de trayectoria
donde el exponente de pérdida de trayectoria α>2 y |xy| denota la distancia entre el punto y del usuario y la fuente de señal en el punto x . Aunque este modelo adolece de una singularidad (cuando x=y ), su naturaleza simple hace que se utilice con frecuencia debido a los modelos relativamente manejables que ofrece. [3] Las funciones exponenciales se utilizan a veces para modelar señales de rápida decadencia. [1]
El componente aleatorio del modelo implica representar el desvanecimiento de la señal por trayectos múltiples, que es causado por las señales que chocan y se reflejan en diversos obstáculos, como edificios. Esto se incorpora al modelo introduciendo una variable aleatoria con alguna distribución de probabilidad . La distribución de probabilidad se elige según el tipo de modelo de desvanecimiento e incluye Rayleigh , Rician , sombra (o sombreado) log-normal y Nakagami .
El modelo de propagación conduce a un modelo para SINR. [2] [6] [4] Considere una colección de estaciones base ubicadas en puntos en el plano o espacio 3D. Luego, para un usuario ubicado, por ejemplo , en , la SINR para una señal procedente de la estación base, por ejemplo , viene dada por
donde se desvanecen variables aleatorias de alguna distribución. Bajo el modelo simple de pérdida de trayectoria de ley de potencia se convierte en
En las redes inalámbricas, los factores que contribuyen a la SINR suelen ser aleatorios (o parecen aleatorios), incluida la propagación de la señal y el posicionamiento de los transmisores y receptores de la red. En consecuencia, en los últimos años esto ha motivado la investigación en el desarrollo de modelos de geometría estocástica manejables para estimar la SINR en redes inalámbricas. El campo relacionado de la teoría de la percolación continua también se ha utilizado para derivar límites de SINR en redes inalámbricas. [2] [4] [7]
![{\displaystyle \mathrm {SINR} (x_{i}){=}{\frac {\frac {F_{i}}{\ell (|x_{i}|)}}{\sum _{j\neq i}\left[{\frac {F_{j}}{\ell (|x_{j}|)}}\right]+N}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/242552db5cd4ffdf5c7bca8ecd7760e915af229f)
