El problema de cerca-lejos o hearability problema es el efecto de una fuerte señal de una fuente de señal de cerca en lo que es difícil para un receptor para escuchar una señal más débil a partir de una fuente adicional debido a la interferencia de canal adyacente , la interferencia co-canal , distorsión , efecto de captura , limitación de rango dinámico o similares. Tal situación es común en los sistemas de comunicaciones inalámbricas, en particular CDMA . En algunas técnicas de interferencia de señales , el problema de cerca y lejos se explota para interrumpir (" bloquear ") las comunicaciones.
Analogías
Considere un receptor y dos transmisores, uno cerca del receptor y el otro lejos. Si ambos transmisores transmiten simultáneamente y a la misma potencia, entonces, debido a la ley del cuadrado inverso, el receptor recibirá más potencia del transmisor más cercano. Dado que la señal de una transmisión es el ruido de la otra , la relación señal / ruido (SNR) para el transmisor adicional es mucho menor. Esto hace que el transmisor más lejano sea más difícil, si no imposible, de entender. En resumen, el problema de cerca y lejos consiste en detectar o filtrar una señal más débil entre señales más fuertes. [1]
Para poner este problema en términos más comunes, imagina que estás hablando con alguien a 6 metros de distancia. Si los dos están en una habitación silenciosa y vacía, es muy fácil mantener una conversación a un nivel de voz normal. En un bar ruidoso y lleno de gente, sería imposible escuchar el mismo nivel de voz, y la única solución (para esa distancia) es que tanto usted como su amigo hablen más alto. Por supuesto, esto aumenta el nivel de ruido general en la barra, y todos los demás clientes también tienen que hablar más alto (esto es equivalente a un control de potencia fuera de control). Al final, todo el mundo tiene que gritar para hacerse oír por una persona que está a su lado, y es imposible comunicarse con alguien a más de medio metro de distancia. Sin embargo, en general, un humano es muy capaz de filtrar sonidos fuertes; Se pueden implementar técnicas similares en el procesamiento de señales donde se pueden establecer criterios adecuados para distinguir entre señales (ver procesamiento de señales y, en particular , procesamiento de señales adaptativo ).
Retomando esta analogía con las comunicaciones inalámbricas, el transmisor lejano tendría que aumentar drásticamente la potencia de transmisión, lo que simplemente puede no ser posible.
Soluciones
En sistemas CDMA y redes similares a teléfonos móviles , el problema se resuelve comúnmente mediante el ajuste dinámico de la potencia de salida de los transmisores. Es decir, los transmisores más cercanos usan menos energía, de modo que la SNR para todos los transmisores en el receptor es aproximadamente la misma. A veces, esto puede tener un impacto notable en la duración de la batería, que puede ser drásticamente diferente según la distancia desde la estación base. Sin embargo, en situaciones de alto ruido, los transmisores más cercanos pueden aumentar su potencia de salida, lo que obliga a los transmisores distantes a aumentar su salida para mantener una buena SNR. Otros transmisores reaccionan al aumento de ruido de fondo aumentando su salida. Este proceso continúa y, finalmente, los transmisores distantes pierden la capacidad de mantener una SNR utilizable y se desconectan de la red. Este proceso se llama control de potencia fuera de control . Este principio se puede utilizar para explicar por qué un área con baja señal es perfectamente utilizable cuando la celda no está muy cargada, pero cuando la carga es mayor, la calidad del servicio se degrada significativamente, a veces hasta el punto de la inutilización.
Otras posibles soluciones al problema cercano-lejano:
- Mayor rango dinámico del receptor: use un ADC de mayor resolución. Aumente el rango dinámico de las etapas del receptor que se están saturando.
- Control dinámico de potencia de salida: los transmisores cercanos reducen su potencia de salida para que todas las señales lleguen al receptor con una intensidad de señal similar.
- TDMA: los transmisores utilizan algún esquema para evitar transmitir al mismo tiempo.
Ver también
Referencias
- ^ Goiser, Alois MJ (1998). Handbuch der Spread-Spectrum Technik (1 ed.). Viena: Springer-Verlag. págs. 120-121. doi : 10.1007 / 978-3-7091-6818-9 . ISBN 978-3-7091-7413-5.