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Las 5 mejores técnicas para incrementar el throughput de un Radioenlace Terrestre

En Telecomunicaciones, el throughput de un enlace es el caudal neto de información que es capaz de transmitir. Cuando hablamos de enlaces radio, el throughput se incrementa mejorando la eficiencia espectral.

Aquí expongo brevemente algunas de las mejores técnicas que conozco para este fin:

1) Esquemas de modulación más altos

Los enlaces de microondas en el backhaul utilizan casi siempre modulación de amplitud en cuadratura o QAM , que modula tanto la amplitud como la fase de una señal. Desde QPSK hasta 4096-QAM, se puede incrementar el esquema de modulación para obtener mejoras en la capacidad total.

Sin embargo, hay que tener en cuenta que este incremento no es lineal y las mejoras sobre el throughput están bastante limitadas. Probablemente a partir de los 1024-QAM no merezca la pena seguir duplicando el esquema de modulación.

Otra cuestión a tener en cuenta es que un incremento en la modulación se consigue siempre a expensas de la ganancia del sistema, lo cual resulta en radioenlaces más cortos.

2) Técnicas de polarización dual co-canal y XPIC

El uso de doble polarización Horizontal y Vertical permite, literalmente, duplicar la capacidad del canal. No obstante, esta simultaneidad implica la generación de una interferencia conocida como interferencia de polarización cruzada, que limita la calidad de la señal recibida. Para cancelar dicha interferencia es necesario incluir en el receptor un sistema que filtre la componente contrapolar. A este sistema se le ha llamado Cross-Polarization Interference Cancellation (XPIC). En este artículo os explicábamos más detalles sobre el tema y en este otro os contábamos cómo diseñar radioenlaces con la técnica XPIC.

3) Uso de múltiples canales de frecuencia

El uso de varios canales de frecuencia para un mismo link permite multiplicar el throughput total, pero esto tiene la desventaja de que se deberán contratar tantas licencias radio como canales se deseen utilizar.

4) Uso de modulación adaptativa o Adaptive Modulation

La incorporación en nuestro diseño de mecanismos como AM (Adaptive Modulation) permite una mejora en el throughput, aunque implica una severa disminución en determinados escenarios. AM funciona variando dinámicamente la modulación según las condiciones climatológicas: mientras haga buen tiempo, se utilizará la modulación más alta posible; por el contrario, cuando llueve o nieva, la modulación descenderá a esquemas inferiores que, consecuentemente, reducirán el throughput (pero garantizarán, sin embargo, la disponibilidad del radioenlace).

5) Utilizar canales más anchos

Los canales de telecomunicación estándar suelen ser de 7, 14, 28, 56 y 112 MHz. Es posible realizar un “upgrade” sobre las unidades radio para pasar de un canal más estrecho a otro más ancho. Este cambio conlleva costes en el link-budget, que deberá ser actualizado y nos obligará, por tanto, a reajustar la potencia necesaria (o el tamaño de las antenas) para que la transmisión soporte un ancho de banda mayor sin incumplir los niveles de calidad y disponibilidad.

Angel

Siempre quise ser inventor y escritor: por lo primero me hice ingeniero, y en cuanto a lo segundo, escribo aquí de vez en cuando sobre telecomunicaciones y tecnología. Me gustan los robots, los perretes y los libros (analógicos).

2 comentarios

    • Sí, de hecho la diversidad espacial también puede considerarse otra técnica para incrementar el throughput: ya he visto algunas configuraciones comerciales que implementan en paralelo radioenlace en la banda E (80GHz) con otro en la banda tradicional (6-42GHz). En los sistemas clásicos de diversidad de espacio también se suelen usar técnicas de diversidad en frecuencia (diferentes canales, como en la técnica Nº3) para minimizar las interferencias, pero en estos casos no se utiliza para incrementar el throughput como tal, sino para mejorar la calidad de la señal recibida (por ejemplo cuando atravesamos áreas muy reflectivas como la superficie de un lago). Para ello las unidades radio deben conectarse a un mezclador especial (“branching unit”) que reciba por separado las señales RF y las combine en una sola señal IF:
      mixer

      Espero haber respondido a tu pregunta!
      Saludos,

      Ángel

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