II MODELOS ESPACIALES DE CANAL II.1 Introducción
TM Señal difractada
B) Modelo Circular
En el modelo circular, se asume que los dispersores se encuentran distribuidos uniformemente dentro de un radio alrededor del terminal móvil. En la figura 11 se muestra el esquema general del modelo circular.
Figura 11. Esquematización del modelo circular
El modelo circular es también un modelo de canal de un solo salto ya que toda señal que se recibe en la estación base ha interactuado con tan solo un dispersor como se puede observar en la figura anterior. Como se puede ver, el dispersor se encuentra dentro de la zona dispersora circular de radio R2. Esto significa que todas las señales multitrayectoria recibidas en la estación base serán originadas tan solo en las cercanías del terminal móvil. Todos los dispersores se encuentran distribuidos de forma uniforme dentro de la zona
EB
TM
circular, lo que significa que existe una concentración equivalente de dispersores en cualquier sector de la zona circular. La línea segmentada corresponde a la distancia en línea de visión directa entre la estación base y el terminal móvil. También en la figura 11, el ángulo de llegada (θb) de las señales multitrayectoria se mide con referencia a la línea de visión directa entre la estación base y el terminal móvil.
La densidad de dispersores propuesta por el modelo circular está enfocada a entornos macrocelulares en donde la altura de las antenas es normalmente mayor que la altura de los dispersores cercanos, haciendo poco probable que se originen componentes multitrayectoria cerca de la estación base. En la figura 12, se puede apreciar un escenario macrocelular3.
Figura 12. Escenario macrocelular
Como puede observarse en la figura 12, las componentes multitrayectoria corresponden a dispersores en las cercanías del terminal móvil. Es menos probable que existan señales
multitrayectoria originadas a partir de dispersores localizados en la vecindad de la estación base debido a que la altura de la antena es mayor que la de los dispersores circundantes. Las consideraciones que se establecen en el modelo circular para su aplicación, son las mismas que se enlistaron anteriormente para el modelo elíptico.
Con el modelo circular, es posible determinar las condiciones imperantes en el entorno espacial, específicamente las contribuciones en términos de señales multitrayectoria que tienen los dispersores ubicados en las cercanías del terminal móvil. Basado en ello, la estación base tiene una idea más clara de la ubicación del usuario debido a que conoce la dirección de arribo de las señales originadas por dispersión.
Cabe destacar que estos modelos son conocidos también como modelos de dispersión, debido a que tomando en cuenta una cierta densidad de dispersores, determinan la concentración de aquellos que contribuyen con señales multitrayectoria con mayor regularidad, es decir, aquellas concentraciones de dispersores que más afectan al sistema de comunicaciones en términos de componentes multitrayectoria recibidas en la estación base. Se debe recordar que las componentes multitrayectoria ocasionan desvanecimiento en pequeña escala de la señal original, y que no obstante, también pueden ser utilizadas para recibir el mensaje original con mayor claridad.
En esta tesis el escenario de operación será un entorno microcelular, por lo que el modelo a analizar para determinar las características espaciales del canal de comunicaciones será el modelo de dispersión elíptico.
II.4 Conclusiones
El canal radio representa un medio de transmisión hostil ya que en él se presentan distintos fenómenos de propagación que afectan a las señales transmitidas. Fenómenos tales como la reflexión, la difracción y la dispersión dan origen a efectos de desvanecimiento y desplazamientos en frecuencia en las señales.
Por esta razón, se requirió de conocer las características del canal radio para contrarrestar los efectos experimentados por las señales debido a los distintos fenómenos de propagación existentes. Es así como surgen los modelos tradicionales de canal, los cuales se enfocaron en la predicción de la variabilidad de la señal a lo largo de su trayectoria desde el transmisor al receptor, clasificando las variaciones en efectos de pequeña escala y de gran escala.
Debido a la creciente demanda en las comunicaciones inalámbricas se requiere de una mayor capacidad en los sistemas. De esta forma aparecen sistemas, como los sistemas de antenas inteligentes, que proponen explotar de mejor forma el dominio espacial para hacer un uso más eficiente del limitado recurso del espectro de radiofrecuencia. Para ello se emplea la técnica de acceso múltiple por división espacial conocida como SDMA que necesita de identificar a los usuarios en términos de su posición en el entorno.
Por tanto, ahora ya no es suficiente la caracterización del canal radio en términos de la variabilidad experimentada por las señales transmitidas, sino que se requiere de modelos que caractericen espacialmente el canal radio. Es por ello que se hace uso de modelos de dispersión geométricos de un solo salto, que dependiendo del entorno de operación (microcelular, macrocelular, etc.) determinan la concentración de los objetos dispersores y
la ubicación de los usuarios en el espacio, mediante las estadísticas de ángulo de llegada (AOA) y tiempo de llegada (TOA) de las componentes multitrayectoria.
En el siguiente capítulo se analizará el modelo de dispersión elíptico de un solo salto utilizado para caracterizar espacialmente el entorno microcelular. Además se planteará el nuevo modelo de dispersión elíptico de doble salto propuesto en esta tesis para caracterizar las contribuciones del entorno, en términos de componentes multitrayectoria, en base a sectores elípticos.