Múltiples Antenas

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5.Superar los desafíos del seguimiento de señales[Original Blog]

El sombreado de señales es un desafío común en las comunicaciones inalámbricas que puede afectar significativamente la calidad y confiabilidad de la transmisión de señales. Ocurre cuando obstáculos como edificios, árboles o terreno obstruyen el camino directo entre el transmisor y el receptor, provocando que la señal se debilite o se bloquee por completo. Como resultado, el dispositivo receptor puede experimentar una intensidad de señal degradada, mayores tasas de error o incluso una pérdida total de la señal. Superar los desafíos del sombreado de señales es crucial para garantizar una comunicación inalámbrica fluida e ininterrumpida en diversas aplicaciones, desde redes móviles hasta comunicaciones por satélite.

Desde la perspectiva de los operadores de redes inalámbricas, el sombreado de señales plantea un obstáculo importante para proporcionar conectividad confiable a sus clientes. Por ejemplo, en áreas urbanas densamente pobladas, los edificios altos pueden proyectar sombras que obstruyen la línea de visión entre las estaciones base y los dispositivos móviles. Esto puede provocar llamadas perdidas, velocidades de datos lentas y un rendimiento general deficiente de la red. Para mitigar estos problemas, los operadores de red suelen implementar estaciones base o repetidores adicionales estratégicamente para garantizar una cobertura de señal adecuada y minimizar el impacto del ensombrecimiento. Al planificar cuidadosamente la ubicación de estos elementos de infraestructura, los operadores pueden optimizar la propagación de la señal y mejorar la experiencia general del usuario.

Por otro lado, desde la perspectiva de los fabricantes de dispositivos, superar los desafíos del sombreado de señales requiere diseños de antenas y técnicas de procesamiento de señales innovadores. Las antenas desempeñan un papel crucial en la captura y transmisión de señales, y su rendimiento puede verse muy afectado por las sombras. Los fabricantes invierten importantes esfuerzos en diseñar antenas que sean resistentes a los efectos de sombra y puedan mantener una conexión estable incluso en entornos difíciles. Por ejemplo, algunos dispositivos emplean múltiples antenas con capacidades avanzadas de formación de haces para dirigir dinámicamente la señal hacia el receptor previsto, evitando obstáculos y minimizando el impacto de las sombras.

Para profundizar en las técnicas utilizadas para superar los desafíos del sombreado de señales, exploremos la siguiente lista numerada:

1. Recepción de diversidad: esta técnica implica el uso de múltiples antenas en el receptor para capturar la misma señal desde diferentes ángulos. Al combinar las señales recibidas por cada antena, se pueden mitigar los efectos del sombreado, lo que mejora la calidad y confiabilidad de la señal.

2. Diversidad de frecuencia: al transmitir la misma información a través de múltiples frecuencias simultáneamente, la diversidad de frecuencia permite al receptor seleccionar la frecuencia con los menores efectos de sombra. Esta técnica ayuda a combatir la atenuación selectiva causada por el sombreado y mejora la solidez general del enlace inalámbrico.

3. Modulación y codificación adaptativas: En presencia de sombreado, la calidad de la señal puede variar con el tiempo. Las técnicas de codificación y modulación adaptativa ajustan dinámicamente el esquema de modulación y la tasa de codificación de corrección de errores en función de la intensidad de la señal recibida. Esto permite al receptor mantener una conexión confiable adaptándose a las condiciones cambiantes del canal causadas por el sombreado.

4. Nodos de retransmisión: en escenarios en los que la comunicación directa entre el transmisor y el receptor se ve obstaculizada por el sombreado, se pueden implementar nodos de retransmisión para cerrar la brecha de comunicación. Estos nodos reciben la señal del transmisor y la retransmiten al receptor, evitando efectivamente los obstáculos que causan sombras. Este enfoque es particularmente útil en entornos con terreno desafiante o infraestructura urbana densa.

5. Tecnología MIMO: la tecnología de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO) utiliza múltiples antenas tanto en el transmisor como en el receptor para mejorar la calidad y la capacidad de la señal. Al explotar la diversidad espacial del canal inalámbrico, MIMO puede mitigar los efectos del sombreado y mejorar el rendimiento general del sistema. Por ejemplo, en un sistema MIMO, incluso si una antena experimenta sombra, la señal aún se puede recibir a través de otras antenas, lo que reduce el impacto de la sombra en la calidad general del enlace.

El sombreado de señales presenta un desafío importante en la comunicación inalámbrica. Sin embargo, a través de técnicas innovadoras como recepción por diversidad, diversidad de frecuencia, modulación y codificación adaptativas, nodos de retransmisión y tecnología MIMO, se puede mitigar el impacto del sombreado, garantizando una conectividad inalámbrica confiable y robusta incluso en entornos desafiantes. Al avanzar continuamente en estas técnicas, los investigadores y profesionales de la industria pretenden desentrañar los misterios del sombreado de señales y desbloquear todo el potencial de la comunicación inalámbrica.

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6.Diseño de antena y calidad del canal[Original Blog]

1. Consideraciones de diseño de antena:

- Ganancia de antena: la ganancia de antena juega un papel crucial en la determinación de la intensidad de la señal y el área de cobertura. Las antenas de mayor ganancia pueden mejorar la calidad del canal al aumentar la potencia de la señal recibida.

- Técnicas de Beamforming: El Beamforming permite a la antena enfocar la señal transmitida o recibida en una dirección específica, mejorando la calidad de la señal y reduciendo las interferencias.

- Sistemas de antenas múltiples: la implementación de antenas múltiples, como los sistemas MIMO (múltiples entradas y múltiples salidas), puede mejorar la calidad del canal al explotar la diversidad espacial y aumentar las velocidades de datos.

2. Colocación y Orientación de la Antena:

- Línea de visión (LOS) frente a sin línea de visión (NLOS): la colocación de antenas en condiciones LOS, donde hay un camino despejado entre el transmisor y el receptor, puede mejorar significativamente la calidad del canal. Las condiciones NLOS, por otro lado, introducen obstáculos y reflejos que pueden degradar la señal.

- Altura de la antena: aumentar la altura de la antena puede ayudar a superar obstáculos y mejorar la línea de visión, lo que resulta en una mejor calidad del canal.

- Diversidad de antenas: la implementación de múltiples antenas en diferentes ubicaciones puede mitigar los efectos del desvanecimiento y mejorar la calidad general del canal.

3. Modelado y Simulación de Canales:

- Modelos de pérdida de ruta: el modelado preciso de la pérdida de ruta ayuda a comprender la atenuación de la señal a lo largo de la distancia y a optimizar el diseño de la antena para una mejor calidad del canal.

- Desvanecimiento por trayectos múltiples: La simulación de fenómenos de desvanecimiento por trayectos múltiples, como el desvanecimiento de Rayleigh o Rician, permite evaluar el rendimiento de la antena en condiciones de canal realistas.

- Estimación de la capacidad del canal: al estimar la capacidad del canal, se puede evaluar la velocidad de datos máxima alcanzable y optimizar el diseño de la antena en consecuencia.

4. Ejemplos:

- En un entorno urbano denso, donde los edificios obstruyen la línea de visión, el uso de técnicas de formación de haces con múltiples antenas puede mejorar la calidad del canal al enfocar la señal hacia el receptor previsto.

- En una zona rural con requisitos de comunicación de larga distancia, el despliegue de antenas de alta ganancia puede compensar la pérdida de ruta y mantener un canal confiable.

Al considerar los factores de diseño, ubicación y técnicas de simulación de la antena, podemos mejorar la calidad del canal para la comunicación inalámbrica.

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7.Minimización del impacto de las sombras[Original Blog]

Uno de los desafíos de la optimización de la red es minimizar el impacto del sombreado, que es el fenómeno de atenuación de la señal causado por obstáculos como edificios, árboles o terreno. El sombreado puede degradar la calidad del servicio y reducir el área de cobertura de las redes inalámbricas. Por lo tanto, es importante optimizar la ubicación de las antenas para evitar o mitigar los efectos de sombra. En esta sección, analizaremos algunas de las mejores prácticas para optimizar la ubicación de la antena, considerando diferentes aspectos como la altura, orientación, inclinación y diversidad de la antena. A continuación se ofrecen algunos consejos a seguir:

1. Aumente la altura de la antena. Una de las formas más sencillas de reducir las sombras es aumentar la altura de la antena, lo que puede mejorar la línea de visión (LOS) entre el transmisor y el receptor. Una antena más alta también puede aumentar el área de cobertura y reducir la interferencia de otras fuentes. Sin embargo, aumentar la altura de la antena también puede aumentar el costo y la complejidad de la instalación y el mantenimiento, además de plantear problemas regulatorios y de seguridad.

2. Ajuste la orientación de la antena. Otra forma de optimizar la ubicación de la antena es ajustar la orientación de la antena, que es el ángulo entre el eje principal de la antena y la dirección norte. La orientación de la antena afecta el patrón de radiación y la dirección de máxima ganancia. Al cambiar la orientación de la antena, se puede alinear el lóbulo principal con la dirección deseada y evitar la sombra de los obstáculos cercanos. Por ejemplo, si hay un edificio alto que bloquea la señal desde una dirección, se puede girar la antena para mirar hacia otra dirección donde haya menos obstrucciones.

3. Incline la antena. Un tercer método para optimizar la ubicación de la antena es inclinar la antena, que es el ángulo entre el eje principal de la antena y el plano horizontal. La inclinación de la antena afecta el ángulo de elevación y el ancho de haz vertical del patrón de radiación. Al inclinar la antena, se puede controlar el área de cobertura vertical y reducir las sombras causadas por obstáculos distantes. Por ejemplo, si hay una colina o una montaña que bloquea la señal desde un lugar lejano, se puede inclinar la antena hacia abajo para concentrar más energía en lugares cercanos.

4. Utilice diversidad de antenas. Una cuarta técnica para optimizar la ubicación de la antena es utilizar diversidad de antenas, que es un método para utilizar múltiples antenas en uno o ambos extremos de un enlace inalámbrico para mejorar el rendimiento. La diversidad de antenas puede reducir el sombreado aprovechando la diversidad espacial, lo que significa que diferentes antenas pueden experimentar diferentes niveles de desvanecimiento debido a sus diferentes ubicaciones y orientaciones. Al combinar o cambiar entre múltiples antenas, se puede lograr una relación señal-ruido (SNR) más alta y una tasa de error de bits (BER) más baja. Por ejemplo, si una antena sufre una sombra severa debido a un obstáculo, otra antena puede tener una mejor LOS y proporcionar una señal más fuerte.

Estas son algunas de las mejores prácticas para optimizar la ubicación de la antena y minimizar el impacto de las sombras. Siguiendo estos consejos, se puede mejorar el rendimiento de la red y la calidad del servicio en las redes inalámbricas. Sin embargo, optimizar la ubicación de la antena también puede requerir compensaciones y compromisos entre diferentes factores como el costo, la complejidad, la estética y las regulaciones. Por lo tanto, se deben evaluar cuidadosamente los requisitos y limitaciones de la red antes de aplicar cualquier técnica de optimización.

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8.Mejora del rendimiento de la red[Original Blog]

Uno de los desafíos de la optimización de la red es lidiar con los efectos del sombreado, que es la variación de la intensidad de la señal causada por obstáculos en el entorno de propagación. El sombreado puede provocar un rendimiento deficiente de la red, como un rendimiento bajo, una latencia alta y desconexiones frecuentes. Una posible forma de mitigar el impacto del sombreado es aprovechar la propagación por trayectos múltiples, que es el fenómeno en el que las ondas de radio llegan al receptor a través de diferentes caminos debido a la reflexión, la difracción y la dispersión. En esta sección, analizaremos cómo explotar la propagación de rutas múltiples puede mejorar el rendimiento de la red desde diferentes perspectivas, como la capa física, la capa de enrutamiento y la capa de aplicación. También proporcionaremos algunos ejemplos de técnicas y protocolos que aprovechan la propagación de rutas múltiples para la optimización de la red.

Algunos de los beneficios de explotar la propagación multiruta son:

1. Aumento de la ganancia de diversidad: la ganancia de diversidad es la mejora en la calidad de la señal lograda al combinar múltiples copias de la misma señal que han sufrido diferentes efectos de desvanecimiento. Al explotar la propagación por rutas múltiples, un receptor puede usar múltiples antenas o múltiples interfaces para recibir señales de diferentes rutas y combinarlas para mejorar la relación señal-ruido (SNR) y la tasa de error de bits (BER). Por ejemplo, los sistemas múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO) utilizan múltiples antenas tanto en el lado del transmisor como en el del receptor para aumentar la ganancia de diversidad y la capacidad del canal.

2. Aumento de la reutilización espacial: la reutilización espacial es la capacidad de utilizar la misma banda de frecuencia simultáneamente por varios nodos que están suficientemente alejados entre sí. Al aprovechar la propagación por trayectos múltiples, un transmisor puede utilizar técnicas de formación de haces para dirigir la señal hacia el receptor previsto y evitar interferencias con otros nodos. Por ejemplo, la comunicación de ondas milimétricas (mmWave) utiliza bandas de alta frecuencia que tienen una alta atenuación y pueden admitir la propagación por trayectos múltiples con haces estrechos.

3. Aumento de la diversidad de rutas: la diversidad de rutas es la disponibilidad de múltiples rutas entre un origen y un destino en una red. Al explotar la propagación de múltiples rutas, una fuente puede dividir sus datos en múltiples subflujos y enviarlos a través de diferentes rutas para aumentar la confiabilidad y el rendimiento de la transmisión. Por ejemplo, TCP multiruta (MPTCP) es un protocolo que permite a un host utilizar múltiples interfaces o direcciones para establecer múltiples conexiones TCP con otro host y agregarlas en una sola sesión.

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9.Superar los desafíos del seguimiento con la tecnología MIMO[Original Blog]

El sombreado es un fenómeno que se produce cuando objetos grandes, como edificios o colinas, bloquean o atenúan las señales de radio entre el transmisor y el receptor. Esto puede resultar en una degradación significativa de la calidad y confiabilidad de la comunicación inalámbrica. Para superar este desafío, la tecnología MIMO se puede utilizar para explotar la propagación de ondas de radio por trayectos múltiples. MIMO significa entrada múltiple salida múltiple y se refiere al uso de múltiples antenas en ambos extremos del enlace inalámbrico. MIMO puede aumentar la capacidad, diversidad y robustez del sistema inalámbrico al transmitir y recibir múltiples flujos de datos simultáneamente. Estos son algunos de los beneficios y desafíos de usar la tecnología MIMO para combatir el sombreado:

1. Mejora de la capacidad: MIMO puede aumentar la velocidad de datos del sistema inalámbrico creando múltiples canales paralelos en la misma banda de frecuencia. Esto es posible porque cada par de antenas puede experimentar un patrón de desvanecimiento diferente debido a la propagación por trayectos múltiples. Por lo tanto, MIMO puede mitigar eficazmente el impacto del sombreado al transmitir más información en un tiempo y ancho de banda determinados.

2. Ganancia de diversidad: MIMO puede mejorar la calidad de la señal y la confiabilidad del sistema inalámbrico al explotar la diversidad espacial del canal de radio. Esto significa que cada antena puede recibir una versión diferente de la señal transmitida, que puede tener diferentes niveles de atenuación y distorsión debido al sombreado. Al combinar estas señales de manera óptima, MIMO puede mejorar la relación señal-ruido (SNR) y reducir la tasa de error de bits (BER) del enlace inalámbrico.

3. Beamforming: MIMO también puede utilizar técnicas de formación de haces para enfocar las señales transmitidas o recibidas en una dirección específica. Esto puede ayudar a superar las sombras aumentando la intensidad de la señal en la dirección deseada y reduciendo la interferencia desde otras direcciones. La formación de haces también puede adaptarse a las condiciones cambiantes del canal ajustando los pesos de la antena de acuerdo con la retroalimentación del receptor.

4. Desafíos: a pesar de estas ventajas, MIMO también enfrenta algunos desafíos cuando se trata de sombreado. Uno de ellos es la complejidad y el costo de implementar múltiples antenas y algoritmos de procesamiento de señales en ambos extremos del enlace inalámbrico. Otro desafío es la estimación y retroalimentación del canal, que son esenciales para lograr un rendimiento óptimo de los sistemas MIMO. Sin embargo, estas tareas requieren gastos generales y recursos adicionales, lo que puede reducir la eficiencia espectral y aumentar la latencia del sistema inalámbrico.

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10.Los beneficios de la tecnología MIMO en la comunicación inalámbrica[Original Blog]

La tecnología MIMO es un habilitador clave para la comunicación inalámbrica, especialmente en la era 5G. Significa entrada múltiple salida múltiple, lo que significa usar múltiples antenas tanto en el transmisor como en el receptor para mejorar el rendimiento y la eficiencia del sistema inalámbrico. La tecnología MIMO tiene muchos beneficios para la comunicación inalámbrica, tales como:

1. Eficiencia espectral: la tecnología MIMO puede aumentar la velocidad de datos sin aumentar el ancho de banda o la potencia de transmisión, aprovechando la dimensión espacial del canal inalámbrico. Esto significa que se pueden transmitir más datos en el mismo espectro de frecuencia, lo cual es un recurso escaso y valioso en la comunicación inalámbrica.

2. Mayor rendimiento: la tecnología MIMO también puede mejorar la velocidad de datos mediante el uso de multiplexación espacial, que permite transmitir diferentes flujos de datos en diferentes antenas simultáneamente. Esto multiplica efectivamente la capacidad del sistema inalámbrico, permitiendo una transmisión de datos más rápida y una mayor calidad de servicio.

3. Menor interferencia: la tecnología MIMO puede reducir la interferencia de otros usuarios o fuentes mediante el uso de formación de haces, que es una técnica que enfoca y dirige las señales inalámbricas hacia un objetivo o área específica. La formación de haces también puede ampliar el alcance de la señal y mejorar la calidad de la misma al concentrar la potencia de transmisión en la dirección deseada.

4. Rango extendido: la tecnología MIMO también puede mejorar la cobertura y confiabilidad del sistema inalámbrico mediante el uso de diversidad espacial, que explota las diferentes rutas de propagación de las señales inalámbricas. La diversidad espacial puede combatir los efectos del desvanecimiento y el multitrayecto, que son fenómenos comunes en las comunicaciones inalámbricas que degradan la calidad de la señal y causan errores.

La tecnología MIMO es una poderosa herramienta para la comunicación inalámbrica que puede proporcionar mejoras significativas en el rendimiento y la eficiencia. Al utilizar múltiples antenas y algoritmos avanzados de procesamiento de señales, la tecnología MIMO puede permitir una comunicación inalámbrica más rápida, confiable y flexible para diversas aplicaciones y escenarios.

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11.Avances en velocidad y alcance[Original Blog]

Desde los primeros días de la conexión telefónica a Internet hasta las velocidades ultrarrápidas que disfrutamos hoy en día, la evolución de los estándares Wi-Fi ha sido nada menos que notable. Con cada nueva generación, hemos sido testigos de avances significativos tanto en velocidad como en alcance, lo que nos permite conectar más dispositivos y acceder a datos a velocidades sin precedentes. En esta sección, profundizaremos en el viaje desde las generaciones G a N de Wi-Fi, explorando los desarrollos clave que han dado forma a nuestro panorama de conectividad inalámbrica.

1. El nacimiento de la Generación G de Wi-Fi:

El lanzamiento del estándar 802.11g en 2003 marcó un hito importante en la tecnología Wi-Fi. Introdujo una velocidad máxima de transferencia de datos de 54 Mbps, casi cinco veces más rápida que su predecesor, 802.11b. Este salto en la velocidad permitió una transmisión más fluida, descargas más rápidas y un rendimiento general mejorado. Además, 802.11g operaba en la banda de frecuencia de 2,4 GHz, lo que proporcionaba un mejor alcance en comparación con los estándares anteriores.

2. El auge de la generación Wi-Fi N:

A medida que la tecnología avanzaba, también lo hacía nuestra necesidad de conexiones inalámbricas más rápidas y confiables. Ingrese al estándar 802.11n, lanzado en 2009. Esta generación supuso un salto significativo en capacidades de velocidad y alcance. Con velocidades de transferencia de datos que alcanzan hasta 600 Mbps (o incluso más con múltiples antenas), 802.11n revolucionó la conectividad Wi-Fi al permitir la transmisión fluida de video HD, juegos en línea y transferencias de archivos de gran tamaño.

3. Tecnología de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO):

Una de las características clave que impulsó la Generación N de Wi-Fi fue la tecnología de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO). MIMO utiliza múltiples antenas en los extremos del transmisor y del receptor para mejorar la calidad de la señal y aumentar el rendimiento de los datos. Al emplear técnicas de multiplexación espacial, MIMO permite la transmisión simultánea de múltiples flujos de datos a través del mismo canal, lo que aumenta de manera efectiva el rendimiento general de la red.

4. Soporte de doble banda:

Wi-Fi Generación N también introdujo soporte de doble banda, operando en las bandas de frecuencia de 2,4 GHz y 5 GHz. Esta capacidad de doble banda ofrecía varias ventajas. En primer lugar, redujo la interferencia de otros dispositivos que operan en la concurrida banda de 2,4 GHz, lo que resultó en una conexión más estable y confiable. En segundo lugar, la banda de 5 GHz proporcionaba velocidades más rápidas y menos congestión, lo que la hacía ideal para actividades que requieren un uso intensivo del ancho de banda.

5. Tecnología de formación de haces:

Otro avance significativo en Wi-Fi Generación N fue la introducción de la tecnología de formación de haces.

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12.Estrategias exitosas de optimización de redes en entornos de sombra[Original Blog]

Una de las formas más efectivas de optimizar el rendimiento de la red frente al sombreado es aprender de las estrategias exitosas de otros operadores de red que han enfrentado desafíos similares. Las sombras, o la variación de la intensidad de la señal causada por obstáculos como edificios, árboles o colinas, pueden degradar significativamente la calidad del servicio y la experiencia del usuario de las redes inalámbricas. En esta sección, presentaremos algunos estudios de caso de cómo diferentes operadores de red han implementado técnicas de optimización de red para superar los efectos del sombreado y mejorar el rendimiento de su red. Algunas de las estrategias comunes que discutiremos son:

1. Uso de modulación y codificación adaptativa (AMC): AMC es una técnica que ajusta dinámicamente el esquema de modulación y codificación de la señal transmitida según las condiciones del canal. Al utilizar AMC, los operadores de red pueden aumentar la eficiencia espectral y el rendimiento de sus redes cuando el canal es bueno y reducir la tasa de error de bits y la pérdida de paquetes cuando el canal es malo. Por ejemplo, Verizon Wireless ha implementado AMC en su red 4G LTE para hacer frente a las sombras y otros efectos de desvanecimiento.

2. Uso de antenas de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO): MIMO es una técnica que utiliza múltiples antenas tanto en el transmisor como en el receptor para crear múltiples flujos de datos paralelos. Al utilizar MIMO, los operadores de redes pueden aumentar la capacidad y confiabilidad de sus redes explotando la diversidad espacial y la ganancia de multiplexación. Por ejemplo, AT&T ha implementado MIMO en su red 5G para mejorar su cobertura y velocidad en áreas urbanas con mucha sombra.

3. Uso de formación de haces: la formación de haces es una técnica que utiliza múltiples antenas para dirigir la señal transmitida hacia la dirección deseada y suprimir la interferencia de otras direcciones. Al utilizar la formación de haces, los operadores de redes pueden mejorar la relación señal-ruido y la cobertura de sus redes centrando su potencia de transmisión en los usuarios previstos. Por ejemplo, T-Mobile ha implementado la formación de haces en su red 5G para ampliar su alcance y rendimiento en áreas rurales con baja densidad de población y mucha sombra.

Muchas tecnologías comienzan con un estallido de idealismo, democracia y oportunidad, y con el tiempo se cierran y se vuelven menos amigables con el espíritu empresarial, la innovación y las nuevas ideas. Con el tiempo, las empresas que se vuelven dominantes se apoderan del ecosistema más de lo que lo devuelven.

Tim O'Reilly

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13.Elegir la baliza de avalancha adecuada para usted[Original Blog]

Como ávido esquiador o practicante de snowboard de travesía, sabes que el riesgo de una avalancha es real. Incluso los entusiastas del backcountry más experimentados y mejor preparados pueden quedar atrapados en una avalancha, por lo que una baliza de avalancha es una pieza esencial del equipo. Pero con tantas opciones disponibles, ¿cómo elegir la baliza de avalancha adecuada para usted? En esta sección, exploraremos las diferentes características que debe considerar al seleccionar una baliza de avalancha.

1. Balizas digitales versus analógicas

Cuando se trata de balizas de avalanchas, hay dos tipos disponibles: digitales y analógicas. Las balizas analógicas son la tecnología más antigua y utilizan señales de audio para ayudar a guiar a los rescatistas hasta la víctima. Las balizas digitales, por otro lado, utilizan señales sonoras y visuales para ayudar a los rescatistas a localizar a la víctima. Si bien las balizas analógicas todavía están disponibles y pueden ser más asequibles, las digitales generalmente se consideran más precisas y fáciles de usar.

2. Múltiples antenas

Otra característica importante a considerar al seleccionar una baliza de avalancha es el número de antenas. Una baliza con una sola antena puede funcionar bien, pero una baliza con múltiples antenas puede proporcionar información de ubicación más precisa. La mayoría de las balizas modernas tienen tres antenas, pero algunos modelos de alta gama tienen cuatro o incluso cinco.

3. Rango

El alcance de una baliza de avalancha se refiere a la distancia máxima a la que puede detectar una señal. Si bien la mayoría de las balizas tienen un alcance de alrededor de 50 metros, algunos modelos de alta gama pueden detectar señales desde hasta 70 metros de distancia. Tenga en cuenta que el alcance puede verse afectado por el terreno y otros factores, por lo que es importante practicar el uso de su baliza en diversas condiciones.

4. Facilidad de uso

En caso de emergencia, usted desea que su baliza de avalancha sea fácil de usar. Busque una baliza con controles simples e intuitivos y una pantalla clara. Algunas balizas también tienen características adicionales, como una función de “marcar” que le permite marcar varias víctimas y priorizar cuál buscar primero.

5. Duración de la batería

Por último, considere la duración de la batería de su baliza de avalanchas. La mayoría de las balizas utilizan pilas alcalinas, pero algunos modelos más nuevos tienen pilas recargables. Asegúrese de llevar consigo baterías de repuesto o un cargador portátil en viajes más largos y reemplácelas periódicamente para garantizar que su baliza esté siempre lista para funcionar.

Cuando se trata de seleccionar la baliza de avalancha adecuada para usted, hay muchos factores a considerar. En última instancia, la mejor baliza para usted dependerá de su presupuesto, nivel de experiencia y preferencias personales. Sin embargo, recomendamos invertir en una baliza digital de alta calidad con múltiples antenas y un alcance de al menos 50 metros. Practique el uso de su baliza con regularidad y asegúrese de que todos en su grupo estén familiarizados con cómo usarla. Con el equipo y el entrenamiento adecuados, puedes minimizar el riesgo de quedar atrapado en una avalancha y aumentar tus posibilidades de supervivencia si ocurre lo peor.

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14.Diferentes tipos de redes Wi-Fi[Original Blog]

Las redes Wi-Fi son una parte esencial de nuestra vida diaria. Nos permiten conectar nuestros dispositivos a Internet de forma inalámbrica, lo que permite acceder a información, comunicarnos con otras personas y realizar diversas tareas. Sin embargo, no todas las redes Wi-Fi son iguales. Existen varios tipos de redes Wi-Fi, cada una con sus propias fortalezas y debilidades. En esta sección, exploraremos algunos de los diferentes tipos de redes Wi-Fi y sus características.

1. 802.11a

802.11a es un estándar Wi-Fi más antiguo que opera en la banda de frecuencia de 5 GHz. Ofrece velocidades de datos más altas que su predecesor, 802.11b, pero tiene un alcance más corto debido a su mayor frecuencia. Hoy en día no se utiliza mucho, ya que ha sido sustituido por estándares más nuevos.

2.802.11b

802.11b es un estándar Wi-Fi más antiguo que opera en la banda de frecuencia de 2,4 GHz. Tiene una velocidad de datos menor que 802.11a, pero tiene un alcance mayor debido a su menor frecuencia. Todavía se usa ampliamente hoy en día, especialmente en dispositivos más antiguos que no admiten estándares más nuevos.

3.802,11g

802.11g es un estándar Wi-Fi que opera en la banda de frecuencia de 2,4 GHz. Ofrece velocidades de datos más altas que 802.11b y tiene un alcance mayor que 802.11a. Todavía se utiliza hoy en día, pero está siendo reemplazado por estándares más nuevos.

4. 802.11n

802.11n es un estándar Wi-Fi que opera en las bandas de frecuencia de 2,4 GHz y 5 GHz. Ofrece velocidades de datos más altas y alcances más largos que los estándares anteriores. También utiliza múltiples antenas para mejorar el rendimiento en áreas con interferencias. Se utiliza ampliamente en la actualidad y es el estándar de Wi-Fi más común.

5.802.11ac

802.11ac es un estándar Wi-Fi que opera en la banda de frecuencia de 5GHz. Ofrece velocidades de datos aún mayores y alcances más largos que 802.11n. También utiliza múltiples antenas y canales más amplios para mejorar el rendimiento. Se está volviendo más común a medida que los dispositivos más nuevos lo admiten.

6. Redes de malla

Las redes en malla son un tipo de red Wi-Fi que utiliza múltiples puntos de acceso para crear una red única y perfecta. Cada punto de acceso se comunica con los demás, creando una red que puede cubrir un área grande sin necesidad de cableado adicional. Las redes en malla son ideales para hogares u oficinas grandes donde un único punto de acceso puede no proporcionar una cobertura adecuada.

7. Redes de invitados

Las redes para invitados son un tipo de red Wi-Fi independiente de la red principal. Están diseñados para que los usen los invitados sin darles acceso a la red principal. Las redes de invitados son ideales para empresas u hogares que reciben visitantes con frecuencia.

Existen varios tipos de redes Wi-Fi, cada una con sus propias fortalezas y debilidades. La mejor opción dependerá de las necesidades específicas del usuario. Para la mayoría de los usuarios, 802.11n o 802.11ac proporcionarán un rendimiento adecuado. Las redes en malla son ideales para áreas más grandes, mientras que las redes para invitados son útiles para empresas u hogares que reciben visitantes con frecuencia.

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15.Aplicaciones del mundo real de la tecnología MIMO y el sombreado[Original Blog]

La tecnología MIMO y el sombreado son dos factores importantes que afectan el rendimiento y la confiabilidad de los sistemas de comunicación inalámbrica. MIMO significa entrada múltiple, salida múltiple, lo que significa usar múltiples antenas tanto en el transmisor como en el receptor para aumentar la velocidad de datos y la ganancia de diversidad. El sombreado, por otro lado, es un fenómeno que ocurre cuando la señal es bloqueada o atenuada por obstáculos como edificios, árboles o colinas. El sombreado puede causar desvanecimiento y degradación de la señal, lo que puede reducir la calidad del servicio y el área de cobertura. Sin embargo, el sombreado también se puede aprovechar para mejorar el rendimiento de los sistemas MIMO creando diversidad espacial y propagación por trayectos múltiples. En esta sección, discutiremos algunas de las aplicaciones del mundo real de la tecnología MIMO y el sombreado en sistemas de comunicación inalámbrica.

Algunas de las aplicaciones del mundo real de la tecnología MIMO y el sombreado son:

1. Redes 5G y 6G: la tecnología MIMO es uno de los habilitadores clave para las redes 5G y 6G, cuyo objetivo es proporcionar velocidades de datos ultraaltas, baja latencia, conectividad masiva y una experiencia de usuario mejorada. La tecnología MIMO puede aumentar la eficiencia espectral, energética y de hardware de los sistemas inalámbricos aprovechando la dimensión espacial. Sin embargo, los sistemas MIMO también enfrentan desafíos como la estimación de canales, la gestión de interferencias y la complejidad del hardware. Para superar estos desafíos, se han propuesto varias tecnologías MIMO emergentes para redes 6G, como MIMO masivo (mMIMO), MIMO extremadamente grande (XL-MIMO), superficies reflectantes inteligentes (IRS) y mMIMO sin células (CF-mMIMO). . Estas tecnologías pueden aprovechar los efectos de sombreado para crear más diversidad espacial y componentes de rutas múltiples, lo que puede mejorar la capacidad del canal y la solidez de los enlaces inalámbricos.

2. Localización y detección inalámbrica: la localización y la detección inalámbricas son aplicaciones que utilizan señales inalámbricas para estimar la posición, orientación, movimiento o estado de un objeto o una persona. La localización y la detección inalámbricas pueden permitir diversos casos de uso, como navegación en interiores, hogar inteligente, atención médica, seguridad y realidad aumentada. La tecnología MIMO puede mejorar la precisión y resolución de la localización y detección inalámbrica mediante el uso de múltiples antenas para medir el ángulo de llegada (AoA), el ángulo de salida (AoD), la hora de llegada (ToA), la diferencia horaria de llegada (TDoA) o intensidad de la señal recibida (RSS) de las señales inalámbricas. El sombreado también se puede utilizar para mejorar la localización y la detección inalámbrica proporcionando información adicional sobre el entorno o el objetivo. Por ejemplo, el seguimiento puede ayudar a identificar la presencia o ausencia de un obstáculo o un objetivo, o a estimar su forma o tamaño.

3. Comunicaciones vehiculares: Las comunicaciones vehiculares son aplicaciones que permiten la comunicación inalámbrica entre vehículos (V2V), entre vehículos e infraestructura (V2I), o entre vehículos y otros dispositivos (V2X). Las comunicaciones vehiculares pueden respaldar diversos servicios, como seguridad vial, eficiencia del tráfico, información y entretenimiento y conducción autónoma. La tecnología MIMO puede mejorar el rendimiento y la confiabilidad de las comunicaciones vehiculares al aumentar la velocidad de datos y la ganancia de diversidad. Sin embargo, las comunicaciones vehiculares también enfrentan desafíos como alta movilidad, topología dinámica y condiciones complejas del canal. El sombreado es una de las principales fuentes de variabilidad de canales en las comunicaciones vehiculares, lo que puede causar graves desvanecimientos e interrupciones de la señal. Por lo tanto, el diseño y la optimización que tengan en cuenta las sombras son esenciales para las comunicaciones vehiculares.

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16.Técnicas utilizadas para mitigar los efectos de los CME en las comunicaciones de radio[Original Blog]

Cuando se trata de eventos meteorológicos espaciales como ejecciones de masa coronal (CMES), la ionosfera juega un papel crucial en la determinación de su impacto en las comunicaciones de la radio.La ionosfera, que es la capa de la atmósfera de la Tierra que contiene una alta concentración de iones y electrones libres, puede verse dramáticamente afectada por los CME, lo que lleva a una variedad de efectos en las comunicaciones de la radio.Estos efectos pueden incluir interrupciones en las comunicaciones por satélite, la interferencia con las señales GPS e incluso la pérdida completa de la comunicación por radio en algunos casos.

Para mitigar los efectos de los CME en las comunicaciones de la radio, se puede utilizar una variedad de técnicas.Estas técnicas se pueden clasificar ampliamente en dos categorías: técnicas pasivas y técnicas activas.Las técnicas pasivas implican el diseño de sistemas de comunicación que son inherentemente resistentes a los efectos de los CME, mientras que las técnicas activas implican monitorear y ajustar activamente sistemas de comunicación en respuesta a eventos meteorológicos espaciales.

Estas son algunas de las técnicas más efectivas utilizadas para mitigar los efectos de los CME en las comunicaciones de radio:

1. Recepción de diversidad: la recepción de diversidad implica el uso de múltiples antenas para recibir la misma señal, lo que puede ayudar a reducir el impacto del desvanecimiento de la señal causado por las perturbaciones ionosféricas.Al usar múltiples antenas, la recepción de diversidad puede ayudar a garantizar que al menos una antena reciba una señal fuerte en todo momento, incluso durante los períodos de alteraciones ionosféricas.

2. El salto de frecuencia: el salto de frecuencia implica un cambio rápidamente entre diferentes frecuencias durante la comunicación, lo que puede ayudar a mitigar los efectos de la interferencia causada por las perturbaciones ionosféricas.Al cambiar rápidamente entre frecuencias, el salto de frecuencia puede ayudar a garantizar que la comunicación se mantenga incluso cuando las frecuencias individuales son interrumpidas por los CME.

3. Codificación adaptativa y modulación: la codificación adaptativa y la modulación implica ajustar los esquemas de codificación y modulación utilizados en los sistemas de comunicación en tiempo real en función de la calidad de la señal recibida.Al ajustar los esquemas de codificación y modulación en respuesta a perturbaciones ionosféricas, la codificación adaptativa y la modulación pueden ayudar a mantener la comunicación incluso cuando la calidad de la señal recibida se degrada.

4. Pronóstico del clima espacial: el pronóstico del clima espacial implica monitorear la actividad solar y la predicción del impacto de los CME en la ionosfera.Al predecir el impacto de las CME en la ionosfera, el pronóstico del tiempo del espacio puede ayudar a los sistemas de comunicación a prepararse y mitigar los efectos de los eventos meteorológicos espaciales.

Mitigación de los efectos de los CME en las comunicaciones de la radio es crucial para garantizar que los sistemas de comunicación sigan siendo operativos incluso durante los períodos de trastornos del clima espacial.Mediante el uso de una gama de técnicas pasivas y activas, los sistemas de comunicación pueden diseñarse y operarse para ser resistentes a los efectos de los CME, lo que ayuda a garantizar que los enlaces de comunicación críticos sigan siendo operativos incluso durante períodos de actividad meteorológica de alto espacio.

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17.Mejora de la calidad del canal mediante técnicas de procesamiento de señales[Original Blog]

1. Modulación y codificación adaptativa (AMC):

- Matiz: AMC ajusta dinámicamente el esquema de modulación y la velocidad de codificación según las condiciones del canal. Optimiza el equilibrio entre velocidad de datos y resistencia a errores.

- Perspectiva: Desde el punto de vista del transmisor, AMC se adapta a la calidad variable del canal, garantizando una utilización eficiente del espectro.

- Ejemplo: imagine un dispositivo móvil que se desplaza desde un campo abierto (con una intensidad de señal excelente) a una zona urbana abarrotada (con desvanecimiento e interferencias). AMC cambiaría sin problemas a un esquema de modulación más robusto (por ejemplo, QPSK) para mantener una comunicación confiable.

2. Técnicas de ecualización:

- Matiz: la ecualización compensa la distorsión inducida por el canal, especialmente en entornos multitrayecto.

- Perspectiva: Los receptores emplean ecualizadores para mitigar la interferencia entre símbolos (ISI) causada por componentes de señal retardados y atenuados.

- Ejemplo: Consideremos un tren de alta velocidad que pasa por túneles. La señal inalámbrica experimenta reflejos y ecos. Los ecualizadores adaptativos (por ejemplo, ecualizadores de retroalimentación de decisión) ayudan a desenredar la señal distorsionada y recuperar los datos originales.

3. Técnicas de diversidad:

- Matiz: La diversidad aprovecha múltiples rutas de señal para combatir el desvanecimiento y mejorar la confiabilidad.

- Perspectiva: la diversidad espacial (usando múltiples antenas) y la diversidad temporal (combinando señales a lo largo del tiempo) mejoran la calidad del canal.

- Ejemplo: los sistemas MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) aprovechan la diversidad espacial. Piense en un enrutador Wi-Fi con múltiples antenas, cada una de las cuales transmite una versión ligeramente diferente de los mismos datos. El receptor combina estas señales, reduciendo el impacto del desvanecimiento.

4. Codificación de canales:

- Matiz: los códigos de corrección de errores añaden redundancia a los datos transmitidos, lo que permite a los receptores recuperarse de los errores.

- Perspectiva: los códigos convolucionales, los códigos Reed-Solomon y los códigos turbo son opciones comunes.

- Ejemplo: la comunicación por satélite se basa en una potente codificación de canales. Incluso si algunos bits están dañados debido a interferencias atmosféricas, el receptor puede reconstruir el mensaje original.

5. Espectro ensanchado por salto de frecuencia (FHSS):

- Matiz: FHSS difunde la señal a través de múltiples canales de frecuencia.

- Perspectiva: Mitiga la interferencia de banda estrecha y mejora la robustez.

- Ejemplo: los dispositivos Bluetooth saltan rápidamente entre 79 canales diferentes. Si un canal sufre interferencias (por ejemplo, un horno microondas), FHSS cambia a otro canal sin problemas.

6. Cancelación de interferencias:

- Matiz: Cancelar interferencias no deseadas mejora la calidad del canal.

- Perspectiva: Los filtros adaptativos estiman la interferencia y la restan de la señal recibida.

- Ejemplo: los auriculares con cancelación de ruido utilizan un concepto similar. Analizan el ruido ambiental y generan una señal antiruido para anularlo.

7. Símbolos piloto y estimación de canales:

- Matiz: los símbolos piloto (datos conocidos) ayudan a estimar las características del canal.

- Perspectiva: al estimar las ganancias del canal y los cambios de fase, los receptores pueden ecualizar la señal.

- Ejemplo: En OFDM (Multiplexación por división de frecuencia ortogonal), se insertan tonos piloto periódicamente para estimar la respuesta del canal.

En resumen, mejorar la calidad del canal mediante técnicas de procesamiento de señales implica un delicado equilibrio entre adaptabilidad, robustez y eficiencia. Ya sea ajustando la modulación, combatiendo la interferencia o aprovechando la diversidad, estos métodos elevan colectivamente la comunicación inalámbrica a nuevas alturas. Recuerde, la danza invisible entre señales y canales da forma a nuestro mundo conectado, y estas técnicas son la coreografía que garantiza una comunicación perfecta.

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18.Conclusión[Original Blog]

En el intrincado panorama de las comunicaciones inalámbricas, la búsqueda de mejorar la calidad del canal sigue siendo un esfuerzo primordial. A medida que atravesamos el intrincado terreno de la propagación de señales, el ruido y la interferencia, nos encontramos en la encrucijada del avance tecnológico y la exploración teórica. La culminación de nuestro viaje se encuentra en la conclusión, donde destilamos la esencia de nuestros hallazgos, reflexionamos sobre las implicaciones y trazamos un rumbo para futuros esfuerzos.

1. Armonización de ruido y señal: un ballet delicado

- El baile de calidad del canal es un delicado ballet entre la señal prístina y el ruido rebelde. Nuestra exploración ha revelado que lograr una calidad óptima del canal requiere una interacción armoniosa entre estas dos fuerzas. Considere el escenario de un dispositivo móvil que se comunica con una estación base en un entorno urbano bullicioso. La señal, similar a la de un violinista solitario en una orquesta repleta de gente, debe elevarse por encima de la cacofonía de los dispositivos vecinos, las interferencias electromagnéticas y las perturbaciones atmosféricas. A través de técnicas avanzadas de modulación, códigos de corrección de errores y filtrado adaptativo, orquestamos este delicado equilibrio. Por ejemplo, la multiplexación por división de frecuencia ortogonal (OFDM) divide elegantemente el espectro en subportadoras, lo que permite la coexistencia elegante de múltiples usuarios sin pisarse unos a otros.

2. Compensaciones y vientos alisios: un tablero de ajedrez multidimensional

- La mejora de la calidad del canal es un tablero de ajedrez multidimensional donde cada movimiento implica compensaciones. Nos enfrentamos al dilema entre eficiencia espectral y robustez. Imagine un enlace inalámbrico que abarque un vasto océano: las ondas espectrales transportan nuestros paquetes de datos, pero las tempestades de desvanecimiento, sombras y reflejos de múltiples trayectorias amenazan con volcar nuestro barco de comunicaciones. La curva en cascada revela las compensaciones: a medida que ascendemos hacia velocidades de datos más altas, la eficiencia espectral aumenta, pero la vulnerabilidad al desvanecimiento se profundiza. Por el contrario, los esquemas de modulación conservadores proporcionan robustez pero a costa de la eficiencia espectral. La estrategia de modulación y codificación adaptativa (AMC) ajusta hábilmente las velas, navegando por estas aguas traicioneras. Por ejemplo, durante una tormenta de desvanecimiento, el sistema cambia suavemente a un esquema de modulación más robusto, asegurando la continuidad de los datos.

3. Más allá del horizonte: antenas y diversidad

- El horizonte nos invita a explorar la vasta extensión de diversidad de antenas. Como un radiotelescopio que escanea el cosmos, desplegamos múltiples antenas para capturar la elusiva diversidad espacial. Los sistemas MIMO (Multiple-Input Multiple-Output), similares a una sinfonía de instrumentos sincronizados, aprovechan las dimensiones espaciales para combatir el desvanecimiento. Consideremos a un usuario móvil en una bulliciosa estación de tren: el desvanecimiento se manifiesta a medida que los ecos rebotan en las paredes cavernosas. Al desplegar múltiples antenas, capturamos estos ecos y reconstruimos la señal original. La técnica de combinación de relación máxima (MRC) orquesta esta sinfonía, fusionando los ecos en una melodía armoniosa. Además, la formación de haces dirige nuestras antenas como brújulas celestes, enfocando la energía hacia el receptor deseado, trascendiendo las limitaciones de la radiación isotrópica.

4. El dilema cuántico: incertidumbre y entrelazamiento

- A medida que nos adentramos en el reino cuántico, la incertidumbre y el entrelazamiento proyectan sus enigmáticas sombras. Los canales cuánticos desafían la intuición clásica: los bits se transforman en qubits, las partículas entrelazadas danzan a través del espacio-tiempo y la distribución de claves cuánticas (QKD) promete un cifrado inquebrantable. Imagine a Alice y Bob comunicándose a través de fotones entrelazados: sus mensajes codificados en misteriosos estados de espín. La calidad del canal trasciende las meras relaciones señal-ruido; se convierte en una conversación cósmica. El principio de incertidumbre de Heisenberg susurra secretos: cuanto más precisamente medimos un aspecto (por ejemplo, la polarización), menos sabemos sobre otro (por ejemplo, la fase). En este ballet cuántico, la calidad del canal se entrelaza con el tejido de la realidad misma.

5. Epílogo: La saga en curso

- Nuestro viaje a través de la calidad del canal es una saga continua: una sinfonía sin nota final. Mientras miramos hacia el futuro, 5G, 6G y más allá nos llaman. El espectro de ondas milimétricas, el MIMO masivo y la comunicación de terahercios esperan su turno en el escenario. La Internet cuántica nos atrae y promete comunicación instantánea a través de años luz. Nuestra conclusión no es más que una pausa (una fermata) antes de que comience el siguiente movimiento. Entonces, levantemos nuestros bastones metafóricos, abracemos la cacofonía y componamos el futuro de la comunicación inalámbrica.

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19.Explorando el sombreado en la comunicación inalámbrica[Original Blog]

El sombreado es un fenómeno que afecta a las comunicaciones inalámbricas, especialmente en entornos urbanos. Ocurre cuando hay obstáculos, como edificios, árboles o colinas, que bloquean o atenúan las señales de radio entre el transmisor y el receptor. El sombreado provoca fluctuaciones en la potencia de la señal recibida, lo que puede degradar la calidad y confiabilidad del enlace de comunicación. En esta sección, exploraremos algunos aspectos del sombreado en la comunicación inalámbrica, como por ejemplo:

1. Cómo modelar matemáticamente el sombreado. Una forma común de modelar el sombreado es suponer que la potencia de la señal recibida sigue una distribución log-normal, lo que significa que el logaritmo de la potencia de la señal tiene una distribución normal (o gaussiana). La media y la desviación estándar de esta distribución dependen de factores como la distancia entre el transmisor y el receptor, la altura de la antena, la frecuencia de la señal y las características del entorno. Por ejemplo, en las zonas urbanas, la desviación estándar del sombreado suele ser mayor que en las zonas rurales, porque hay más obstáculos que provocan variaciones de la señal.

2. Cómo medir el sombreado experimentalmente. Una forma de medir el sombreado es utilizar un receptor móvil que se mueve a lo largo de una ruta fija y registra la potencia de la señal recibida en diferentes ubicaciones. Al promediar la potencia de la señal en intervalos cortos (para eliminar los efectos del desvanecimiento por trayectos múltiples), se pueden obtener los valores de potencia media local, que reflejan el impacto del sombreado. Luego, al comparar estos valores con la potencia media del área (que se obtiene promediando distancias más largas), se puede estimar la desviación estándar del sombreado para esa ruta. Alternativamente, se pueden utilizar varios receptores en diferentes ubicaciones y medir la potencia de la señal simultáneamente desde un transmisor fijo.

3. Cómo mitigar los efectos de sombra en la comunicación inalámbrica. Una posible forma de reducir el impacto del sombreado es utilizar múltiples antenas en ambos extremos del enlace de comunicación, lo que se conoce como tecnología MIMO (múltiples entradas y múltiples salidas). MIMO puede aprovechar la propagación multitrayecto de señales de radio para aumentar la capacidad y confiabilidad del canal inalámbrico. Al utilizar diferentes antenas para transmitir y recibir múltiples flujos de datos simultáneamente, MIMO puede superar las variaciones de señal causadas por el sombreado y lograr velocidades de datos más altas y tasas de error más bajas que los sistemas de una sola antena. La tecnología MIMO se utiliza ampliamente en estándares inalámbricos modernos como Wi-Fi 4 (802.11n), Wi-Fi 5 (802.11ac), 4G LTE y 5G NR.

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20.Introducción a la tecnología MIMO y al sombreado[Original Blog]

La tecnología MIMO y el sombreado son dos aspectos importantes de la comunicación inalámbrica que afectan el rendimiento y la confiabilidad de las redes inalámbricas. MIMO significa entrada múltiple salida múltiple, que es una técnica que utiliza múltiples antenas tanto en el transmisor como en el receptor para aumentar la velocidad de datos, la capacidad y la calidad del enlace inalámbrico. El sombreado es el fenómeno en el que la potencia de la señal recibida fluctúa debido a obstáculos que bloquean o atenúan las ondas de radio entre el transmisor y el receptor. En esta sección, presentaremos estos dos conceptos y explicaremos cómo funcionan en la comunicación inalámbrica.

1. La tecnología MIMO aprovecha la propagación de ondas de radio por trayectos múltiples para enviar y recibir múltiples flujos de datos simultáneamente a través del mismo canal. Esto puede mejorar la eficiencia espectral, la ganancia de diversidad y la gestión de interferencias de las redes inalámbricas.

2. La tecnología MIMO se puede clasificar en diferentes tipos según la cantidad de usuarios, antenas y flujos de datos involucrados. Algunos tipos comunes son MIMO de usuario único (SU-MIMO), MIMO multiusuario (MU-MIMO), MIMO masivo y formación de haces.

3. El sombreado es causado por objetos de gran escala como edificios, colinas, árboles y paredes que obstruyen las rutas con línea de visión (LOS) o sin línea de visión (NLOS) entre el transmisor y el receptor. El sombreado puede provocar que la señal se desvanezca, se corte o se bloquee.

4. El sombreado se puede modelar como un proceso aleatorio logarítmico normal que varía con la distancia, la frecuencia y el entorno del canal inalámbrico. La desviación estándar del efecto de sombra refleja la profundidad o gravedad de la atenuación de la señal.

5. El sombreado se puede mitigar mediante el uso de técnicas como combinación de diversidad, modulación y codificación adaptativas, control de potencia y traspaso. La tecnología MIMO también puede ayudar a superar el sombreado aprovechando la diversidad espacial y la ganancia de multiplexación.

En la Figura 1 se muestra un ejemplo de cómo la tecnología MIMO y el sombreado pueden afectar la comunicación inalámbrica. En este escenario, una estación base (BS) con cuatro antenas se comunica con dos estaciones móviles (MS) con dos antenas cada una usando MU-MIMO. La BS utiliza formación de haces para dirigir sus señales a cada MS por separado. Sin embargo, una de las MS está ubicada detrás de un edificio, lo que provoca sombras y reduce la potencia de la señal recibida. La BS puede ajustar su asignación de energía y estrategia de formación de haces para compensar el efecto de sombra y mantener un enlace confiable con ambas MS.

Figura 1: Un ejemplo de tecnología MIMO y sombreado en comunicación inalámbrica

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