Diferencia entre revisiones de «Intervalo de guarda»

La señal COFDM se suele transmitir en redes denominadas [[SFN]] (Single Frequency Networks, Redes de Frecuencia Única). Este tipo de red se caracteriza porque cada uno de los canales digitales se transmiten a la vez en la misma [[frecuencia]] en todo el territorio que cubre la red. Esta particularidad exige que los transmisores hayan de estar sincronizados en tiempos através de una red de receptor GPS de alta precisión temporal de forma que las señales que lleguen al receptor, procedentes de diferentes transmisores, excepto pequeñas diferencias temporales, lleguen a la vez.

En [[COFDM]], a primeros de cada símbolo se introduce un intervalo de guarda durante el cual los ecos no interfieren en la recepción. Durante este intervalo de guarda, la transmisión de datos digitales (símbolos) se interrumpen para dejar llegar a todos los diversos ecos al receptor, antes de transmitir los nuevos datos, puesto que estos sólo se interpretan fuera de este intervalo.

En [[TDMA]], cada intervalo de tiempo acaba con un intervalo de guarda, para evitar la perdua de datos y reducir la interferencia al usuario siguiente, causado por el retardo de propagación. Es un error común pensar que cada intervalo de tiempo de TDMA empieza con un intervalo de guarda, no obstando las especificaciones técnicas de la [[ITU]] (G/M 05.05) dicen que va al final.

En la difusión de la [[televisión terrestre]], los ecos son los resultados de las trayectorias múltiples cogidas por la señal a transmitir. De hecho, la propagación de onda se somete a su entorno y estas ondas pueden venir através de diferentes obstáculos en su trayectoria. Del transmisor al receptor, el tiempo de propagación es diferente para cada onda. Este fenómeno se le dice eco, la información llega por muchos caminos en diferentes momentos. El retardo de un eco comparado con la señal original se da en unidades de distancia (km o millas) o en tiempo (μs).

Supongamos que tenemos un sistema radioeléctrico dónde se tiene una [[portadora]] modulada digitalmente por símbolos consecutivos, cada uno de longitud N bits y duración Ts y que la señal llega al receptor por dos trayectos diferentes, de diferente longitud, de forma que una señal llega primero y la otra con un retardo equivalente a 4.5Ts como se ilustra en la figura (a). Este retardo da lugar a que en el receptor esté presente el símbolo n durante el [[periodo]] de integración, es decir de desmodulació, simultáneamente con porciones de los símbolos cuarto y quinto previos, n-4 y n-5, que se comportarán como señales interferentes sobre el símbolo deseado.

Antes que nada comentar que dos señales son [[ortogonales]] cuando en un intervalo [t1,t2] cumplen la condición:

Las subportadoras están moduladas por señales representadas por [[números complejos]], que cambian de un símbolo a otro. Si el periodo de integración en el receptor se extiende a una duración de dos símbolos, como en el caso de señales retrasadas mencionado anteriormente, no solamente habrá ISI sobre la subportadora correspondiente al símbolo que se pretende integrar, sino que además habrá interferencia entre subportadoras (un símbolo siempre puede ser afectado por una versión retrasada de sí mismo, [[ICI]],interferencia intrasímbol) y, por consecuencia, destrucción de la información. Para evitar esta situación, se agrega un intervalo de guarda.

La duración del símbolo se aumenta de forma que exceda el periodo de integración del receptor, Tu, de forma que también es la señal modulada completa. Todas las subportadoras son cíclicas durante Tu, de forma que también lo es la señal modulada completa. Por esto, el segmento que se añade al inicio del símbolo para formar el intervalo de guarda, es idéntico al segmento de la misma longitud al final del símbolo. (La razon por la cual el intervalo de guarda consiste en una copia del final del símbolo OFDM, es que el receptor integrará sobre un número entero de ciclos [[sinus|sinusoidales]] por cada uno de los multicaminos cuando realice la desmodulación de OFDM con la [[FFT]]). Mientras que el retardo sufrido por la señal a lo largo de cualquier trayecto, respecto al trayecto más corto sea menor que el intervalo de guarda, todas las componentes de la señal durante el periodo de integración proceden del mismo símbolo y se satisface así la condición de ortogonalitdad. La interferencia entre símbolos o entre portadoras sucederá sólo cuando el retardo relativo exceda la duración del intervalo de guarda.

El intervalo de guarda se tria según el retardo esperado en el medio particular de propagación que se lleva a cabo la comunicación. Por ejemplo en entornos en el interior de construcciones, el retardo o mejor dicho, la dispersión de retardo puede llegar a unas decenas de nanosegundos, mientras que en entornos exteriores, que las distancias son relativamente grandes, la dispersión de retardo puede llegar a hasta 50 μs o más. Puesto que la inserción del intervalo de guarda reduce la tasa binaria efectiva, no debe consumir una fracción importante de la duración del símbolo, Tu, puesto que de otra forma reduciría considerablemente la tasa binaria y la eficiencia espectral. En radiodifusión digital de audio ([[DAB]]), el intervalo de guarda utilizado es de 0.246Tu. En [[DVB-T]] hay varias opciones de las cuales el mayor intervalo es de 0.25Tu. Durante el periodo del intervalo de guarda, el receptor ignora la señal recibida.

Generalmente, el intervalo de guarda en el sistema [[DVB]] se representa por uno de los 4 valores dados en la mesa (1/4, 1/8, 1/16 o 1/32 del intervalo total del símbolo). Según la codificación utilizada, 2k o 8k COFDM, la duración del intervalo de guarda es diferente, 8k COFDM, con un intervalo de guarda de 1/32, es el más utilizado puesto que permito la tasa de símbolo más elevada con un correcto intervalo de guarda.