Problema de cerca-lejos

El problema de la proximidad o de la audibilidad se refiere al efecto que produce una señal fuerte proveniente de una fuente cercana, que dificulta que un receptor escuche una señal más débil proveniente de una fuente más lejana debido a la interferencia de canales adyacentes , la interferencia de canales paralelos , la distorsión , el efecto de captura , la limitación del rango dinámico , entre otros. Esta situación es común en los sistemas de comunicación inalámbrica, en particular en CDMA . En algunas técnicas de interferencia de señales , el problema de la proximidad se aprovecha para interrumpir (" bloquear ") las comunicaciones.

Analogías

Consideremos un receptor y dos transmisores, uno cerca del receptor y el otro lejos. Si ambos transmisores transmiten simultáneamente y con igual potencia, debido a la ley del cuadrado inverso, el receptor recibirá más potencia del transmisor más cercano. Dado que la señal de una transmisión es el ruido de la otra , la relación señal-ruido (SNR) del transmisor más lejano es mucho menor. Esto hace que la señal del transmisor más lejano sea más difícil, si no imposible, de comprender. En resumen, el problema de la proximidad entre transmisores consiste en detectar o filtrar una señal más débil entre señales más fuertes. ^{[ 1 ]}

Para poner este problema en términos más sencillos, imagina que estás hablando con alguien a 6 metros de distancia. Si ambos están en una habitación tranquila y vacía, es bastante fácil mantener una conversación a un volumen normal. En un bar ruidoso y abarrotado, sería imposible oír al mismo volumen, y la única solución (a esa distancia) es que tanto tú como tu amigo hablen más alto. Por supuesto, esto aumenta el nivel general de ruido en el bar, y todos los demás clientes también tienen que hablar más alto (esto equivale a un control de potencia descontrolado). Al final, todos tienen que gritar para hacerse oír por alguien que está justo al lado, y es imposible comunicarse con alguien a más de medio metro de distancia. Sin embargo, en general, el ser humano es muy capaz de filtrar los sonidos fuertes; se pueden emplear técnicas similares en el procesamiento de señales, donde se pueden establecer criterios adecuados para distinguir entre señales (véase procesamiento de señales y, en particular, procesamiento adaptativo de señales ).

Retomando esta analogía con las comunicaciones inalámbricas, el transmisor lejano tendría que aumentar drásticamente la potencia de transmisión, lo cual simplemente puede no ser posible.

Soluciones

En los sistemas CDMA y redes similares a las de telefonía celular , el problema se suele solucionar ajustando dinámicamente la potencia de salida de los transmisores. Es decir, los transmisores más cercanos consumen menos potencia para que la relación señal/ruido (SNR) sea prácticamente la misma para todos los transmisores en el receptor. Esto a veces puede afectar notablemente la duración de la batería, que puede variar drásticamente según la distancia a la estación base. Sin embargo, en situaciones de mucho ruido, los transmisores más cercanos pueden aumentar su potencia de salida, lo que obliga a los transmisores más distantes a aumentar la suya para mantener una buena SNR. Otros transmisores reaccionan al aumento del nivel de ruido incrementando su potencia de salida. Este proceso continúa y, finalmente, los transmisores más distantes pierden la capacidad de mantener una SNR utilizable y se desconectan de la red. Este proceso se denomina descontrol de potencia . Este principio puede explicar por qué una zona con poca señal es perfectamente utilizable cuando la celda no está muy cargada, pero cuando la carga es mayor, la calidad del servicio se degrada significativamente, a veces hasta el punto de ser inutilizable.

Otras posibles soluciones al problema de la proximidad:

Mayor rango dinámico del receptor: utilice un convertidor analógico-digital (ADC) de mayor resolución. Aumente el rango dinámico de las etapas del receptor que se estén saturando.
Control dinámico de la potencia de salida: los transmisores cercanos disminuyen su potencia de salida para que todas las señales lleguen al receptor con una intensidad similar.
TDMA: Los transmisores utilizan algún esquema para evitar transmitir al mismo tiempo.

Véase también

Referencias

^ Goiser, Alois MJ (1998). Handbuch der Spread-Spectrum Technik (1 ed.). Viena: Springer-Verlag. págs. 120-121 . doi : 10.1007/978-3-7091-6818-9 . ISBN 978-3-7091-7413-5.

[1] Goiser, Alois MJ (1998). Handbuch der Spread-Spectrum Technik (1 ed.). Viena: Springer-Verlag. págs. 120-121 . doi : 10.1007/978-3-7091-6818-9 . ISBN 978-3-7091-7413-5.

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