El analizador de sistemas de comunicación de Wireless InSite permite evaluar el rendimiento de sistemas LTE, WiMAX, 802.11n y 802.11ac. Estos sistemas pueden contener múltiples transmisores y receptores. Los usuarios pueden ajustar los niveles de ruido e interferencias en la escena y generar métricas de rendimiento útiles como el rendimiento, el corte de rendimiento y la capacidad.
El siguiente ejemplo investiga la cobertura de rendimiento WiFi en una casa proporcionada por routers 802.11ac que operan a 5 GHz utilizando un ancho de banda de 80 MHz. La geometría de la casa se importó de un archivo CAD y se colocó un terreno plano debajo de la casa.
Los routers WiFi se modelan como transmisores que utilizan antenas dipolo cortas con potencias de entrada de 7 dBm. Los routers están situados en el primer y segundo piso de la casa, como se muestra en la Figura 1.
Figura 1: Ubicación de los routers transmisores (patrones rojos de campo lejano) dentro de la geometría de la casa.
Se añadieron rejillas de receptores que cubrían el primer y el segundo piso para captar el comportamiento de la señal en toda la escena. Los receptores utilizan antenas dipolo cortas de polarización vertical y se muestran en la figura 2.
Figura 2: Rejilla de receptores utilizada para estudiar la cobertura del caudal.
Simulación de propagación
Los cálculos generales de propagación para el proyecto se realizaron con el modelo X3D utilizando tres reflexiones, tres transmisiones y una difracción.
Definición del sistema de comunicación
El rendimiento es un resultado postprocesado que se genera al añadir un sistema de comunicación a un proyecto mediante Nuevo > Sistema de comunicación. Los proyectos pueden contener varios sistemas de comunicación, lo que facilita la investigación de distintas configuraciones de transmisor y receptor o protocolos.
Para calcular el rendimiento en la casa, se designaron ambos transmisores como estaciones base y se seleccionaron todos los conjuntos de receptores para incluirlos en el análisis. Tras establecer el Tipo de análisis en "Rendimiento", el Método de acceso inalámbrico se fijó en 802.11ac y el ancho de banda en 80 MHz. Se aceptaron los valores por defecto de Interferencia y Ruido. El número de flujos de datos se dejó en 1. El número de flujos de datos está disponible para los protocolos 802.11n y 802.11ac y puede utilizarse para estimar el rendimiento de los sistemas MIMO basándose en los resultados de la simulación SISO.
Cuando los sistemas de comunicación contienen múltiples transmisores, los receptores establecerán un enlace con un único transmisor basándose en la configuración del campo "Seleccionar transmisor en función de:". Para este análisis, se utiliza "Mayor potencia" como criterio de decisión, por lo que un receptor individual comparará la potencia recibida de cada transmisor activo y establecerá un enlace con el transmisor que proporcione la mayor potencia recibida.
Figura 3: Ventana de propiedades del sistema de comunicación.
Ejecución del análisis de sistemas de comunicación
Los cálculos del Análisis del Sistema de Comunicaciones se ejecutan automáticamente para cada área de estudio activa directamente después del cálculo del modelo de propagación. Alternativamente, el análisis también puede ejecutarse por separado utilizando la opción Cálculo > Ejecución del análisis del sistema de comunicaciones una vez que se disponga de los resultados iniciales de la simulación de propagación.
Resultados de rendimiento
Una vez finalizado el Análisis del Sistema de Comunicación, los resultados del análisis están disponibles para su visualización y trazado. Los resultados de comunicación se encuentran en una subcarpeta bajo el área de estudio, como se muestra en la Figura 4.
Figura 4: Ubicación de las salidas del sistema de comunicación en el árbol de salida.
Los resultados de caudal se presentan para cada estación base del sistema y para todas las estaciones base que funcionan juntas. La figura 5 muestra los niveles de caudal en la casa desde el transmisor de nivel inferior y la figura 6 muestra el caudal desde el transmisor de nivel superior. En la figura 7 se muestra el rendimiento total cuando ambos transmisores cooperan en el sistema de comunicación.
La salida del transmisor más potente, mostrada en la Figura 8, identifica con qué transmisor se enlaza el receptor.
Figura 5: Rendimiento desde el transmisor de nivel inferior a las redes de cobertura.
Figura 6: Rendimiento desde el transmisor de nivel superior a las redes de cobertura.
Figura 7: Rendimiento combinado de los transmisores de nivel inferior y superior.
Figura 8: Identificación del router que proporciona la mayor potencia a la ubicación del receptor. El rojo indica el transmisor de nivel inferior y el verde, el de nivel superior.
La capacidad del canal, basada en el teorema de Shannon-Hartley, es otro resultado del análisis de caudal. La capacidad proporciona una tasa de caudal máxima ideal que teóricamente podría alcanzarse para la SINR y el ancho de banda del sistema de comunicación que funciona en el entorno dado. La figura 9 muestra la capacidad dentro de la casa para el sistema de dos transmisores. El caudal máximo teórico previsto por el cálculo de la capacidad es de 1500 Mbit/s, muy por encima de la velocidad máxima alcanzable de 390 Mbit/s utilizada por 802.11ac con un ancho de banda de 80 MHz (QAM 256, con tasa de codificación de ⅚).
Figura 9: Capacidad del canal para los transmisores superior e inferior.
Límite de rendimiento
En la ventana de propiedades de las salidas de caudal, los usuarios pueden introducir un valor de "Límite de caudal" y mostrar el porcentaje de puntos receptores que alcanzan o superan ese nivel. Esto proporciona una métrica útil para cuantificar la cobertura de caudal de un conjunto de receptores. Por ejemplo, si se desea un caudal de 200 Mbit/s, el 84,90% de los receptores de la cuadrícula inferior cumplen este criterio cuando se incluyen los dos routers transmisores en el sistema de comunicación.
En la Tabla 1 se presentan las tasas de rendimiento basadas en los conjuntos de transmisor y receptor a 200 Mbit/seg para el proyecto de la casa. El sistema de comunicación que utiliza ambos transmisores como estaciones base proporciona tasas de caudal de 200 MBit/s al 83,45% de las ubicaciones de los receptores muestreados. Por otra parte, si sólo se utilizara un transmisor, el situado en la planta superior de la casa sería el que proporcionaría 200 MBit/s a más ubicaciones.
Figura 10: Corte de rendimiento para el sistema de transmisores combinados a la red de receptores de nivel inferior.
Tabla 1: Porcentaje de puntos receptores que alcanzan una tasa de caudal de 200 Mbit/seg.
Cobertura de caudal con dos flujos de datos
Los sistemas WiFi 802.11ac pueden alcanzar mayores velocidades de transmisión de datos estableciendo múltiples flujos entre el router transmisor y el receptor. Para investigar la mejora de la cobertura, se creó un sistema de comunicación adicional utilizando dos flujos de datos y los resultados se postprocesaron rápidamente utilizando el modo de cálculo Ejecutar -> Análisis del sistema de comunicaciones. Los resultados para dos flujos de datos se presentan en la Tabla 2. Con dos flujos de datos, el número total de receptores que alcanzan la tasa de rendimiento deseada de 200 MBit/seg aumentó del 83,45% al 93,20%.
Tabla 2: Porcentaje de puntos receptores que alcanzan una tasa de caudal de 200 Mbit/seg con dos flujos de datos
Conclusión
El análisis de sistemas de comunicación de Wireless InSite permite estimar las tasas de rendimiento de los sistemas LTE, WiMAX, 802.11n y 802.11ac. Estos sistemas pueden contener múltiples transmisores y receptores y ofrecen a los usuarios opciones para ajustar los niveles de ruido e interferencias en la escena. El método de corte del rendimiento proporciona un valor único que puede utilizarse para cuantificar y comparar configuraciones de sistemas competidores.
