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Análisis de sistemas de comunicación

Calcule la SINR, el rendimiento, la capacidad teórica y la tasa de errores de bits (BER) para visualizar y evaluar el rendimiento de los dispositivos inalámbricos.

WI_Throughput-1

El analizador de sistemas de comunicación de Wireless InSite utiliza los resultados de las simulaciones de modelado de canales con trazado de rayos y aplica cálculos de posprocesamiento para predecir una serie de métricas de comunicación diferentes. Entre ellas se incluyen la SINR, el rendimiento y la capacidad, la tasa de errores de bit y los resultados resumidos que identifican las estaciones base con mejor rendimiento para cada punto receptor y proporcionan la cobertura global del sistema en su conjunto. Los usuarios con una licencia MIMO pueden además seleccionar entre una serie de técnicas MIMO que pueden aplicarse para mejorar el canal o crear múltiples flujos de datos antes de realizar el análisis de la comunicación (véase más adelante). 

Creación de un sistema de comunicación para el análisis

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

  • Tasa de errores de bits (BER)
  • Rendimiento
  • Capacidad Shannon

El primer paso de todos estos análisis es el cálculo del ruido, las interferencias de otras fuentes y la relación señal/interferencia más ruido (SINR). Para los usuarios con licencia MIMO, se realizan cálculos adicionales para aplicar técnicas MIMO antes de comenzar el análisis de la comunicación.

Análisis de interferencias y ruidos

El primer paso en cualquier análisis es utilizar los datos del canal y las especificaciones de ruido para determinar la potencia de la señal, las interferencias y el ruido. La potencia de ruido se determina a partir de la densidad de potencia de ruido, el ancho de banda de la señal y el factor y umbral de ruido de cada receptor. La interferencia se determina utilizando la potencia recibida de las estaciones base dentro del sistema, así como de cualquier interferente (estaciones base vecinas fuera del sistema definido). A partir de estas entradas, el analizador determina cantidades como la potencia total de ruido e interferencia en cada punto receptor del estudio, la relación señal/ruido (SNR), la relación señal/interferencia más ruido (SINR) y otras cantidades relacionadas. También se recogen datos resumidos, por ejemplo, la determinación de la mejor SINR en cada punto y la estación base desde la que se alcanzó esa SINR.

Rendimiento y capacidad

Wireless InSite puede predecir el rendimiento y la capacidad (velocidad de datos máxima teórica) de un canal a partir del ancho de banda y la SINR. Admite varios métodos de acceso inalámbrico, entre ellos:

  • 5GNR (FR1, FR2)
  • LTE
  • 802.11n, ac, ax
  • Tabla definida por el usuario

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

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

ThroughputCoverageMap+y+ThroughputPlot
Cálculos de rendimiento de Wireless InSite para tres anchos de banda LTE diferentes. La ruta a través de la escena (línea roja) muestra detalles adicionales de la reducción del rendimiento en zonas donde hay cortes de cobertura.
Bit+Error+Rate+Section
La comparación de la tasa de bits erróneos para 4-QAM (izquierda) y 256-QAM (derecha) muestra una elevada BER en una mayor proporción del área de cobertura cuando se utiliza la modulación de orden superior.

Tasa de bits erróneos

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

  • AWGN: supone un canal con ruido blanco gaussiano aditivo (AWGN)

  • Desvanecimiento teórico: se supone un canal con desvanecimiento de Rayleigh o Rician

  • Semianalítica: se determina a partir de un análisis de la respuesta al impulso complejo del canal

El cálculo de la tasa de bits erróneos depende en gran medida de la selección del esquema de modulación y codificación (por ejemplo, modulación de amplitud en cuadratura, o QAM) y del tamaño del alfabeto (por ejemplo, 64). También depende de la SINR, del ancho de banda y, para algunos métodos, de detalles adicionales sobre las características del canal, derivados de la respuesta al impulso complejo. 

Formación de haces MIMO, 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 5G/6G o puntos de acceso WiFi del sistema que tengan antenas MIMO (normalmente definidas como transmisores), el usuario puede elegir una de las siguientes opciones:

  • Formación adaptativa de haces mediante MRT
  • Tabla de precodificación/formación de haces (admite técnicas de formación de haces o diversidad)
  • Sin formación de haz/precodificación
  • Multiplexación espacial en bucle cerrado (MIMO MxN) mediante descomposición de valores singulares (SVD)

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

  • Selección combinada (SC)
  • Combinación de igual ganancia (EGC)
  • Combinación de máxima relación (MRC)
  • Mesa de precodificación/conformado de vigas
  • Multiplexación espacial en bucle cerrado (MIMO MxN) mediante descomposición de valores singulares (SVD)

Cada una de estas opciones aprovecha la diversidad espacial de 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 la SINR mediante la formación de haces o la diversidad, o proporcionará múltiples flujos de datos paralelos mediante multiplexación espacial. A continuación, se aplicarán cálculos de rendimiento y BER a cada uno de los flujos de datos resultantes para cada enlace punto a punto con el fin de determinar los resultados.  


Consulte Formación de haces MIMO, multiplexación y diversidad en Wireless InSite para obtener más información.

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