Teoría de la Comunicación para Redes Móviles

Transcripción

1 Teoría de la Comuniaión para Redes Introduión y oneptos básios 2/2 9/12/07 1

2 Introduión Introduión Coneptos básios Unidades logarítmias Ganania de una antena Anho de banda Señales paso banda Ruidos 2

3 Unidades logarítmias En muhos asos, las señales presentan un margen dinámio muy amplio. otenias en un sistema de omuniaiones Emisora de radio ~kw 103 Watios Sonda espaial ~ W Watios 14

4 Unidades logarítmias rodutos y oientes > sumas y restas Comparaión magnitudes Mismo punto instantes distintos Distintos puntos Reerenia K log x x 2 n 1 Unidades derivadas del deibelio dbw 3 + # 10 W % 30dBW X dbw 10log10 & " $ * REF ' 10 % $ 150dBW [ 15 REF 1W 15

5 16 Unidades logarítmias dbm db, dbm [ 30 [ log [ dbw dbm dbm dbm W dbm mw REF X REF + " # % $ % & & ' * + $ " # $ $ % & " # $ $ % & " # $ $ % & " # $ $ % & " # $ $ % & 1[ [ 20log [ 1[ [ 20log [ [ [ 20log / / 10log [ [ 10log m dbm db Z Z W W X X REF X REF X REF X

6 G Ganania de una antena diretiva isotropia Isótropa [dbi Dipolo λ/2 [dbd Diretiva Alta ganania 0 db i 2.15 db i 14 db i IRE otenia Isótropa Radiada Equivalente EIR, Eetive Isotropi Radiated ower EIRpotenia tx dbm perdidas línea tx db + G dbi EREIR respeto antena dipolo EREIR-2.15dBot. tx dbm pérdidas db + G dbd 17

7 Ganania de una antena 18

8 Longitud de onda veloidad luz λ reuenia km/s Ejemplos: 900 MHz λ 333 mm 2.4 GHz λ 125 mm 5 GHz λ 60 mm 19

9 Anho de banda Diversas deiniiones Anho de banda absoluto Anho de banda 3 db 20

10 Anho de banda Diversas deiniiones Anho de banda de 10log 10 α db Anho de banda R % # # 2 S X d 1 " 100 S d 0 X R 21

11 Anho de banda Diversas deiniiones Anho de banda equivalente de ruido " 0 { } S d B max S X eq X Anho de banda entre nulos 22

12 Señales paso banda Anho banda 2B Freuenia entral Reales S S- angle[s-angle[s- Sin simetría alrededor S + S - 2B << angle[s + -angle[s - 23

13 Señales paso banda s I, s Q omponentes en ase y uadratura reales, banda base: B s t s tos2 t " s tsin2 t I Q Equivalente banda base envolvente ompleja u t s t s I t + js Q t a t e j" t Re[ u tos2 t # Im[ u tsin2 t 1 * S [ U + U 2 Si S es simétria respeto a uts I t Re[ u t e j2 t 24

14 Señales paso banda Canal equivalente paso bajo banda base, h l t h t 2 Re[ t 2 t e j * H C + C Simétrio alrededor > t real En wireless, no simétrio > t I t+j Q t Señal reibida rtst*ht RSH señal paso banda. 25

15 26 Señal paso banda Señal reibida equivalente paso bajo [ 2 1 [ 2 1 * Re[ Re[ * * * * 2 2 U C U C U C R e t t u t r e t v t r t t u t v t j t j + + " "

16 Señal paso banda Señal reibida: omponentes st real v t s t * t js t * t I I + st ompleja I Intererenia entre omponentes Q v t [ s t * t s t * t + j[ s t * t s t * t I I Q Q I Q + Fase depende de ase y uadratura de ut Cuadratura depende de ase y uadratura de ut Q I 27

17 erturbaiones erturbaión Conjunto de atuaiones internas/externas sobre el sistema de transmisión que provoan que la señal reibida no sea igual a la emitida Tipos Externa Intererenias Interna Distorsión o intermodulaión Externa ó interna Ruido Algunas se produen sin haber señal 28

18 Distorsión Determinista Lineal H k y ke # j2" onstantes Todas las señales se propagan a una ierta veloidad, que depende del medio y de la reuenia de la señal. Retardo transmisión ariaión de la ase de las señales. 29

19 Distorsión Caso ideal Misma orma del espetro en todas las reuenias Transmisor st t sr t st t " t0 Medio de Transmisión st t sr t st t " t0 j t0 H j " e # Modelo <1 Reeptor ase H jw wt 0 Fase lineal on la reuenia 30

20 Distorsión Caso real Transmisor st t sr t st t " t0 Medio de Transmisión Reeptor Amplitud Constante en el anho de banda de interés " Fase Lineal en el anho de banda interés Magnitud 1 Fase Freuenia " #" t 0 Freuenia 31

21 Ruido Fuente de problemas en transmisión: ruido Ruido térmio resente en todos los dispositivos eletrónios y medios de transmisión Debido a la agitaión de los eletrones en un ondutor. roporional a la temperatura Distribuido uniormemente en todo el espetro de reuenias. 38

22 Ruido Ruido impulsivo. ulsos irregulares de orta duraión Gran amplitud rovoados por induiones, onmutaiones eletromagnétias. El ruido impulsivo aleatorio, inesperado y no repetitivo. Errores en ráagas Otros ruidos Cuantiiaión, sobrearga pendiente delta Medida: relaión señal a ruido & S # SNR $ % N " Signal Noise 39

23 Ruido Ruido térmio Media 0. Densidad espetral de potenia distribuida uniorme por todo el espetro de reuenias. Inorrelaión temporal S N N # R N " 0 N 0 40

24 Ruido Densidad espetral de potenia proporional a la temperatura k J/K: Constante Boltzmann T: temperatura en Kelvins Con temperatura ambiente N T17º C K N 0 W " kt # $ % Hz & W " dbw " dbm " & ' & ' & ' Hz Hz Hz kt # 4$ 10 % 204 %

25 Ruido otenia: proporional al anho de banda B S N B N 0 N ktb W [ dbw dbw/hz+10log T + 10log B N Ejemplo: un sistema de 10 MHz de anho de banda a temperatura ambiente dbm N [ dbw/hz+10log log dbm 42

26 Fator de resta Relaión entre los pios de señal y su RMS max s t CF 1 % $ 2 lim s t dt 2% # % % " CF alto > grandes pios respeto RMS Neesarios ampliiadores altamente lineales Ampliiadores poo eiientes 53