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Análisis de sistemas de comunicación

El analizador de sistemas de comunicación Wireless InSite utiliza los resultados de simulaciones de modelado de canales de trazado de rayos y aplica cálculos de post-procesamiento para predecir una serie de diferentes métricas de comunicación.  Estos incluyen SINR, rendimiento y capacidad, tasa de errores de bits y resultados de resumen que identifican las estaciones base de mejor rendimiento para cada punto receptor y proporcionan la cobertura general del sistema en su conjunto.  Los usuarios con una licencia MIMO pueden además seleccionar entre una serie de técnicas MIMO que se pueden aplicar para mejorar el canal o crear múltiples flujos de datos antes de realizar el análisis de comunicación (ver más abajo). 

Configuración de sistemas de comunicación para análisis

En Wireless InSite, un sistema de comunicación es una colección de transmisores y conjuntos de receptores.  Un transmisor representa una estación base, mientras que un conjunto de receptores puede representar una cuadrícula de mapa de campo, equipo de usuario (UE) en puntos individuales o posiciones a lo largo de una ruta.  El sistema también puede incluir interferers, generalmente utilizados para representar estaciones base de células vecinas que no forman parte de la red que se está analizando, pero que pueden afectar su rendimiento a través de interferencias celulares adyacentes.

Una vez que se configura un sistema de comunicación, un usuario puede elegir entre tres tipos generales de análisis para evaluar su rendimiento:

  • Rendimiento y capacidad

  • Tasa de error de bits (BER)

  • Análisis de ruido e interferencia

Para los usuarios con una licencia MIMO, hay cálculos adicionales realizados para aplicar las técnicas MIMO antes de comenzar el análisis de comunicación.

Análisis de interferencia y ruido

El primer paso en cualquier análisis es utilizar datos de canal y especificaciones de ruido para determinar la potencia de la señal, la interferencia y el ruido.  La potencia acústica se determina a partir de la densidad de potencia acústica, el ancho de banda de la señal y el umbral y la cifra de ruido del receptor.  La interferencia se determina utilizando la potencia recibida de las estaciones base dentro del sistema, así como cualquier interferers (estaciones de base vecinas fuera del sistema definido).  De estas entradas, el analizador determina cantidades tales como el ruido total y la energía de interferencia en cada punto del receptor en el estudio, la señal-a-ruido-cociente (SNR), la relación señal-interferencia-más-ruido (SINR), y un número de otros relacionados Cantidades.  Los datos resumidos también se recopilan, por ejemplo, determinando el mejor SINR en cada punto y la estación base desde la que se logró ese SINR.

Rendimiento

Wireless InSite puede predecir el rendimiento y la capacidad (velocidad de datos máxima teórica) para un canal del ancho de banda y SINR.  Es compatible con una serie de diferentes métodos de acceso inalámbrico, incluyendo:

  • LTE

  • Wimax

  • 802.11 n, CA

  • Tabla definida por el usuario

Las tablas definidas por el usuario se pueden utilizar para definir otros métodos de acceso o para personalizar la selección del esquema de modulación y codificación como una función de SINR (a menudo una relación específica del proveedor).  

Cálculos de rendimiento inalámbricos InSite para 3 anchos de banda LTE diferentes. Ruta a través de la escena (línea roja) muestra detalles adicionales de reducción de rendimiento en áreas donde hay caídas en la cobertura

Una vez seleccionado el método de acceso inalámbrico, el usuario elige entre los anchos de banda permitidos para los transportistas, y el analizador calcula el rendimiento basándose en los datos de la documentación, las especificaciones de los estándares de comunicación y el SINR calculado para cada canal en el análisis de la comunicación.

Tasa de error de bits

Wireless InSite ofrece tres métodos para el análisis de la tasa de errores de bits: 

  • AWGN: asume un canal de ruido Gaussiano blanco aditivo (AWGN)

  • Desvanecimiento teórico: asume un canal de desvanecimiento de Rayleigh o Rician

  • Semi-analítico: determinado basado en un análisis de la respuesta de impulso compleja del canal

El cálculo de la tasa de error de bits depende en gran medida de la selección del esquema de modulación y codificación (p. ej., modulación de amplitud de cuadratura o QAM) y del tamaño del alfabeto (p. ej., 64).  También depende del SINR, el ancho de banda, y para algunos de los métodos, detalles adicionales sobre las características del canal, derivado de la respuesta de impulso compleja. 

La comparación de la tasa de error de bits para 4-QAM (izquierda) y 256-QAM (derecha) muestra un alto BER en una proporción mayor del área de cobertura cuando se utiliza la modulación de orden superior.

MIMO beamforming, multiplexación espacial y diversidad

Cuando un usuario tiene una licencia MIMO, se ofrecen varias técnicas MIMO como opciones para cualquier estación base MIMO o UE que esté presente en el sistema de comunicación.  Para las estaciones base en el sistema que tienen antenas MIMO, el usuario puede elegir una de las siguientes opciones:

  • Beamforming adaptable con MRT

  • Tabla de precodificación (soporta técnicas de beamforming o diversidad)

  • Sin formación de haces/precodificación

  • Multiplexación espacial usando la descomposición del valor singular (SVD)

Para los receptores (UEs) que tienen antenas MIMO, el usuario puede elegir entre estas opciones:

  • Combinación de selección (SC)

  • Combinación de ganancia equitativa (EGC)

  • Combinación de relación máxima (MRC)

  • Multiplexación espacial usando la descomposición del valor singular (SVD)

Cada una de estas opciones aprovecha la diversidad espacial en las antenas MIMO en el transmisor y el receptor para cada enlace punto a punto e intenta mejorar el rendimiento utilizando las técnicas especificadas en cada extremo, o en el caso de SVD, coordinando desde ambos extremos del enlace.  El resultado generalmente aumentará el SINR a través de beamforming o diversidad, o proporcionará múltiples flujos de datos paralelos a través de la multiplexación espacial.  Los cálculos de rendimiento y BER se aplicarán a cada uno de los flujos de datos resultantes para cada vínculo punto a punto con el fin de determinar los resultados.  Ver MIMO beamforming, Multiplexing y diversidad en InSite sin hilos para obtener más información.