interferencia entre símbolos (ISI), canales y frecuencias

Al describir 802.11b / gy los canales de 2.4 GHz , o 802.11a / n con canales de 5 GHz , los libros de texto ( Guía de estudio oficial de CWNA ) a menudo muestran alguna figura con canales espaciados de manera que ciertos canales no pueden superponerse y, por lo tanto, se evita el ISI . La explicación es que ISI ocurre en casos de trayectos múltiples, donde las señales de la misma frecuencia interfieren. Esto tiene sentido para mí, es decir, que las señales de la misma frecuencia pueden interferir, por lo que los canales que no se superponen evitarían ISI.

Entiendo que el diseño 802.11 asigna 1 señal por ancho constante de "espacio de frecuencia" en un canal, por ejemplo

• 1 señal por 2 MHz en un canal DSSS
• 1 señal por subportadora en canal OFDM

Si observamos las cifras en las URL, el espaciado de los canales y las frecuencias muestra un orden secuencial por Hz. Lo que no está claro para mí es si la misma secuencia exacta también debe mantenerse para el momento de la llegada de cada señal. Por ejemplo, considere el canal 1 de 2.4 GHz: ¿la señal de 2.410 GHz siempre llega al receptor antes que la señal de 2.414 GHz? Después del primer ciclo 1, supongo que las señales dentro de un solo canal llegan en el orden de Hz más bajo a más alto. ¿Pero se mantiene este orden preciso después de un período de tiempo? ¿Qué evitaría que las señales a diferentes Hz lleguen exactamente al mismo instante? O si ya se espera la llegada simultánea de señales de frecuencia diferente, entonces, ¿cómo discierne la radio cuál es la señal correcta para recibir?

Estos tipos de transmisiones de radiofrecuencia son "división de frecuencia multiplexada" (FDM). Los diferentes canales (es decir, frecuencias) transmiten y reciben al mismo tiempo. Es como un cóctel donde cada conversación elige un rango de tono diferente: los tenores no tienen problemas para escucharse entre los bajos en la siguiente mesa.

En FDM, los receptores están sintonizados para que solo capten transmisiones en el canal (el rango de frecuencia) al que se supone que deben escuchar. Entonces, en un rango más amplio (por ejemplo, el wifi de 2.4Ghz) hay divisiones más pequeñas de rangos de frecuencia en canales. Las transmisiones se mueven a casi la velocidad de la luz, por lo que cualquier transmisor en la misma frecuencia, el mismo canal en una banda de frecuencia determinada, por ejemplo, el canal 11 de 2.4Ghz, hablará instantáneamente uno encima del otro. Por lo tanto, dos dispositivos de canal 11 de 2.4Ghz que se encuentren dentro del alcance colisionarán instantáneamente.

Quizás la parte que no es obvia es que la teoría electromagnética muestra que la superposición de ondas E&M no es un problema. Es como olas al aire libre, océano; Puede tener olas cortas de tres pies (una frecuencia alta), moviéndose sobre la superficie al mismo tiempo que tiene olas oceánicas largas (frecuencia baja). En el receptor E&M, "simplemente" sintoniza la frecuencia correcta y puede seleccionar las señales que desea del ruido. (Y los espectros de E&M son muy, muy ruidosos).

Todas estas cosas de RF a veces hacen que mi cabeza gire, pero creo que estás mezclando algunos conceptos en tu pregunta. La separación de canales no tiene absolutamente nada que ver con ISI. ISI es un efecto que ocurre en la misma frecuencia.

El ISI generalmente es el resultado de una ruta múltiple cuando más de una copia de un símbolo llega al receptor en momentos ligeramente diferentes y esas copias comienzan a superponerse con el siguiente símbolo transmitido. Esto tiene un efecto de "desenfoque" que confunde al receptor y dificulta la comprensión del símbolo.

El intervalo de protección es lo que ayuda a prevenir ISI, al permitir que el medio de RF se "silencie" antes de que se envíe el siguiente símbolo. Un intervalo de guarda más largo ayuda a darle al medio RF más tiempo para permanecer en silencio, pero reduce el rendimiento al reducir la cantidad de tiempo que se transmiten los datos. Un intervalo de guarda más corto aumenta el rendimiento, pero corre el riesgo de tener más posibilidades de ISI.

Una analogía MUY floja, piensa en alguien hablando por un micrófono y ese sonido que sale de dos altavoces. Si introduce un retraso en la transmisión del sonido desde un altavoz para que las palabras comiencen a superponerse, esto puede dificultar que las personas entiendan lo que se dice. Si esa persona pronunciara un discurso completo sin parar y las palabras se superponen continuamente, puede ser muy difícil de entender. Sin embargo, si hicieran una pausa por un segundo completo entre cada palabra, sería más fácil de entender, pero tomaría más tiempo terminar el discurso.