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La diversidad espacial supera la interferencia de múltiples trayectos | Enlaces inalámbricos a través del agua

Ricardo Carrasco
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Diversidad espacial

Diversidad espacial

La diversidad espacial es una característica útil para superar la interferencia de trayectos múltiples. Al proporcionar diversidad espacial, los circuitos internos de la radio pueden seleccionar entre las dos antenas receptoras para una mejor recepción inalámbrica. Los enlaces y conexiones sobre el agua, a largas distancias, pueden ser muy difíciles debido a los haces de radio que se reflejan en el agua, lo que crea interferencias de múltiples trayectos para las ondas de radio. En el caso de las aplicaciones 802.11ac o MIMO, se requieren dos o más antenas diversas en el espacio o la polarización para que la radio funcione a su velocidad de datos más alta.

Las tecnologías inalámbricas modernas, incluyendo Wi-Fi 6 (802.11ax), Wi-Fi 6E, Wi-Fi 7, LTE Advanced y 5G NR, dependen ampliamente de la diversidad espacial y de las configuraciones MIMO para maximizar la velocidad de datos y la confiabilidad de la conexión. Data Alliance ofrece antenas MIMO omnidireccionales, direccionales y de polarización cruzada diseñadas para mejorar el rendimiento de enlaces inalámbricos en aplicaciones industriales, IoT, LTE, 5G y comunicaciones marítimas, donde los efectos de multipath suelen ser especialmente severos.

Uno de los desafíos de la conmutación inalámbrica moderna es la fuerte interferencia de las crecientes transmisiones de ondas de radio en una banda de frecuencia limitada. Este problema ha llevado a la mejora de las tecnologías de transmisión hacia la eficiencia espectral. La multiplexación espacial es una de las formas más exitosas de mejorar la calidad de la transmisión inalámbrica.

La creciente demanda de conectividad para aplicaciones de automatización industrial, monitoreo remoto, ciudades inteligentes y dispositivos IoT ha incrementado la necesidad de soluciones inalámbricas capaces de aprovechar eficientemente el espectro disponible. La multiplexación espacial permite transmitir múltiples flujos de datos simultáneamente, aumentando significativamente la capacidad total de la red sin requerir ancho de banda adicional.

La multiplexación espacial (SM o SMX) es una técnica de transmisión de RF utilizada en sistemas MIMO inalámbricos para transmitir flujos de señal de datos independientes y codificados de forma única desde cada una de las múltiples antenas. La multiplexación espacial se incorpora en las transmisiones MIMO de OFMD para mejorar la eficiencia espectral.

Actualmente, la multiplexación espacial forma parte integral de los estándares Wi-Fi 5, Wi-Fi 6, Wi-Fi 6E, Wi-Fi 7, LTE Advanced y 5G. Para aprovechar plenamente estas tecnologías, es fundamental utilizar antenas MIMO correctamente diseñadas, con una adecuada separación espacial o polarización cruzada. Las antenas MIMO de Data Alliance están optimizadas para soportar estas configuraciones avanzadas en entornos comerciales e industriales.

La multiplexación ortogonal por división de frecuencia (OFDM) es un método utilizado para modular el flujo de datos digitales en múltiples frecuencias portadoras separadas por canales de banda estrecha. Esta multiplexación reduce la diafonía y las interferencias. La mayoría de los sistemas MIMO están basados en OFDM. Varias aplicaciones modernas, como LTE, LTE+, DSL y redes inalámbricas, utilizan OFDM en su proceso de transmisión.

OFDM continúa siendo una de las tecnologías fundamentales de las comunicaciones inalámbricas modernas debido a su capacidad para resistir interferencias, desvanecimiento selectivo por frecuencia y propagación multipath. Esta tecnología es ampliamente utilizada en redes empresariales, infraestructura celular, enlaces punto a punto y sistemas IoT industriales que operan en bandas licenciadas y no licenciadas.

La principal ventaja de la transmisión MDFO con respecto a la portadora única alternativa es su capacidad para hacer frente a las limitaciones del canal, como la atenuación, la interferencia y el desvanecimiento de frecuencia debido a la propagación por trayectos múltiples. Actualmente, MIMO OFMD logra la mayor eficiencia espectral y ofrece el mayor rendimiento de capacidad en transmisiones inalámbricas.

Cuando se combina con antenas MIMO de alta calidad, OFDM permite obtener enlaces más estables, mayor cobertura y velocidades de transmisión superiores. Estas ventajas son particularmente importantes en instalaciones industriales, enlaces de largo alcance y aplicaciones sobre superficies reflectantes como puertos, lagos, ríos y entornos marítimos.

Antenas omnidireccionales MIMO OFDM multiplexadas espacialmente

Las antenas omnidireccionales MIMO OFDM multiplexadas espacialmente  se pueden utilizar en varias aplicaciones utilizando varias bandas de frecuencia: frecuencias de radio estándar y también bandas de frecuencia ISM.

Las antenas omnidireccionales MIMO son ampliamente utilizadas en aplicaciones LTE, 5G, Wi-Fi, IoT industrial, monitoreo remoto, transporte inteligente y automatización. Data Alliance ofrece antenas omnidireccionales MIMO para bandas celulares, ISM y Wi-Fi que proporcionan cobertura de 360 grados, múltiples elementos radiantes y configuraciones de polarización cruzada para optimizar el rendimiento de redes inalámbricas modernas.

La multiplexación espacial es ideal para mejorar la cobertura en áreas de alta densidad y eliminar posibles puntos ciegos. Su capacidad para hacer frente a fuertes interferencias y, al mismo tiempo, ofrecer una alta transmisión SNR le permite este propósito.

En entornos industriales, almacenes, puertos, campus corporativos y plantas de manufactura, la multiplexación espacial ayuda a mejorar la cobertura y la capacidad de la red sin necesidad de aumentar el ancho de banda disponible. La combinación de radios MIMO y antenas adecuadamente diseñadas permite obtener conexiones más confiables incluso en entornos con alta densidad de usuarios y dispositivos conectados.

Diversidad espacial de las antenas

La diversidad espacial de antenas, también llamada diversidad de antenas o diversidad espacial, es la práctica en las comunicaciones por radio de mejorar un enlace inalámbrico mediante el uso de dos o más antenas para la transmisión de señales.

La diversidad espacial continúa siendo una de las técnicas más efectivas para aumentar la confiabilidad de los enlaces inalámbricos. Actualmente se utiliza en sistemas LTE, 5G, Wi-Fi 6, Wi-Fi 7, comunicaciones industriales y aplicaciones críticas donde la disponibilidad de la conexión es fundamental para la operación continua.

Múltiples observaciones de una señal

La diversidad espacial depende siempre de que se proporcione a una o varias antenas receptoras múltiples observaciones de una señal, transmitida por más de una antena con diferentes ubicaciones y posiciones. En ciertos entornos, una sola antena transmisora puede ser vulnerable al desvanecimiento, la interrupción, la pérdida de conexiones u otras formas de interferencia. El uso de múltiples antenas aumenta la probabilidad de que reciba la señal correctamente y que se reciba una mejor señal de al menos una de las antenas involucradas. La recuperación precisa de la transmisión original también es factible utilizando la redundancia de las múltiples señales recibidas. Esta estrategia de capa física (PHY) es ventajosa para la transferencia de datos en entornos no estáticos donde hay poca o ninguna línea de visión y las señales pueden corromperse fácilmente, como exploramos a continuación.

La diversidad espacial es uno de los esquemas de diversidad disponibles para mejorar la calidad y fiabilidad de la señal. La diversidad espacial es uno de los métodos utilizados en las comunicaciones por radio para mejorar la robustez de las señales transmitidas y minimizar el desvanecimiento y la interferencia. Esto se hace mediante el uso de una pluralidad de canales de comunicación con diferentes características.

Los esquemas de diversidad alternativos utilizan factores como el tiempo, la frecuencia y la polarización para reforzar la transmisión de la señal, pero la diversidad espacial se caracteriza por la transmisión sincrónica de una sola señal entre múltiples antenas transmisoras y receptoras distintas. Es importante tener en cuenta que se deben utilizar al menos dos antenas con las mismas características y no es la temporización de la señal lo que produce la diversidad, sino el número de antenas involucradas.

La separación física entre antenas permite que cada elemento experimente diferentes condiciones de propagación, reduciendo significativamente la probabilidad de que todas las señales sufran simultáneamente desvanecimientos profundos o cancelaciones causadas por interferencias multipath. Este principio es la base de muchas arquitecturas MIMO utilizadas actualmente en redes celulares y Wi-Fi empresariales.

Tipos clave de diversidad de antenas

La diversidad de antenas puede subdividirse a su vez en:

  • Diversidad de transmisión, donde la diversidad de antenas utiliza específicamente múltiples antenas transmisoras.
  • Diversidad de recepción que implica el uso de varias antenas receptoras con las entradas de señal combinadas para la correcta recuperación del paquete de datos.
  • La macrodiversidad o diversidad de emplazamientos describe una disposición de diversidad espacial en la que las antenas conectadas en red están muy separadas, como en el caso de las estaciones base celulares o los puntos de acceso inalámbricos.
  • La microdiversidad es cuando las antenas están distanciadas dentro de una longitud de onda entre sí.

Los sistemas modernos suelen combinar varios tipos de diversidad simultáneamente. Por ejemplo, las estaciones base LTE y 5G utilizan diversidad espacial, polarización cruzada y técnicas avanzadas de procesamiento digital para mejorar la cobertura, la capacidad y la calidad de servicio. Las antenas MIMO de Data Alliance están diseñadas para soportar estas arquitecturas avanzadas en aplicaciones comerciales, industriales y de infraestructura crítica.

¿Qué es Multipath?

El multipath es esencialmente la propagación no lineal de una señal de radiofrecuencia entre el transmisor y el receptor. En esta circunstancia, las ondas electromagnéticas viajan a través de múltiples caminos a través de su entorno, creados por obstrucciones físicas y superficies que pueden absorber o reflejar la señal. Las señales de radiofrecuencia muestran fenómenos ópticos como la reflexión, la refracción y la difracción, y rebotarán en objetos como edificios o vegetación, lo que provocará una llegada retrasada, alterada o desfasada al receptor. Cada reflexión produce múltiples frentes de onda nuevos que duplican la señal original. En lugar de la señal original, varios frentes de onda espaciados temporalmente llegarán al receptor.

La propagación multipath es uno de los fenómenos más comunes en sistemas inalámbricos modernos. Puede producirse en interiores, áreas urbanas, instalaciones industriales, puertos marítimos y entornos costeros donde existen superficies altamente reflectantes que modifican el recorrido original de la señal de radiofrecuencia.

La multiruta es un problema común en entornos construidos donde hay superficies duras, metálicas o reflectantes para que la señal rebote. Los almacenes, hangares de aviones y áreas de fabricación son particularmente susceptibles. Materiales como el vidrio, el hormigón, el acero y otros metales en las proximidades de las antenas transmisoras o receptoras promoverán el efecto de trayectos múltiples.

Los entornos industriales suelen presentar condiciones particularmente difíciles debido a la presencia de estructuras metálicas, maquinaria pesada, contenedores, tuberías, vehículos y edificios de acero. En estos casos, la selección adecuada de antenas, cables coaxiales de baja pérdida y sistemas MIMO puede marcar una diferencia significativa en el rendimiento de la red inalámbrica.

Los enlaces y conexiones sobre el agua, y a través de largas distancias, también pueden ser muy difíciles debido a los haces de radio que se reflejan en el agua, creando interferencias de múltiples caminos para las ondas de radio a medida que exploramos a continuación.

El grado de multipath presente en las comunicaciones radioeléctricas se indica mediante la dispersión del retardo. Se define como la diferencia entre la llegada en el tiempo de los primeros componentes de la señal coherente y los últimos elementos multipath. Por lo general, se mide en nanosegundos, la dispersión del retardo varía según el entorno en el que se transmite la señal.

Efectos de la distorsión por trayectos múltiples

El multipath troposférico se refiere a la atmósfera más cercana a la superficie de la Tierra y produce un patrón aleatorio de reflexiones. Esta forma de propagación de la señal tiene una serie de efectos, a menudo difíciles de controlar, que a menudo conducen a la corrupción de la señal transmitida. Esto se debe a que las ondas electromagnéticas habrán viajado diferentes distancias y a diferentes velocidades para llegar al receptor desfasadas. Estos cambios de fase, retrasos y atenuación de la señal tienen un efecto deletéreo en la señal recibida.

Los efectos de la interferencia multipath experimentada pueden incluir:

  • El desvanecimiento inducido por trayectos múltiples es aquel en el que la señal original se atenúa debido a la interferencia de los múltiples frentes de onda alternativos que llegan al receptor.
  • La corrupción de datos tiene lugar cuando un receptor se ve abrumado por frentes de onda multipath y no puede recuperar ningún dato coherente.
  • Interferencia destructiva o anulación de la señal: se debe a la llegada directa fuera de fase de una señal multipath que cancela completamente la señal original.
  • Interferencia constructiva o aumento de la amplitud de la señal: implica la llegada de frentes de onda multipath en fase con la señal principal, aumentando su amplitud e intensidad. Sin embargo, la calidad de la señal puede ser mala a pesar del aumento de la fuerza

Estos efectos pueden traducirse en menores velocidades de transmisión, aumento de latencia, pérdida de paquetes y reducción general de la confiabilidad de la red. Las tecnologías de diversidad espacial, MIMO y beamforming ayudan a minimizar estos problemas mediante el aprovechamiento inteligente de múltiples trayectorias de propagación.

La diversidad de antenas es una solución específica para la mitigación eficaz de los efectos adversos de trayectos múltiples. Estas antenas físicamente separadas proporcionan al receptor varias observaciones de la señal transmitida, por lo que se observa que la señal ha pasado a través de una gama de condiciones de interferencia. Esto aumenta la posibilidad de que la señal correcta se pueda reconstruir con éxito en el extremo receptor y contrarresta los nulos y ecos de radio que requerirían reintentos repetidos de datos. La separación física de las antenas de diversidad también garantiza que las antenas experimenten niveles variables de interferencia multipath, de las cuales una o algunas tengan una mejor calidad de señal y rendimiento general. El efecto colectivo de estas antenas trabajando en conjunto, enviando los mismos paquetes de datos a través de más de un camino entre el transmisor y el receptor, es un enlace inalámbrico más robusto en condiciones difíciles. La diversidad espacial es ideal para mejorar la cobertura en áreas de alta densidad y eliminar los posibles puntos ciegos que obstaculizan particularmente los entornos urbanos e industriales.

La implementación correcta de diversidad espacial requiere no solo antenas adecuadas, sino también una planificación cuidadosa de la instalación. Factores como la altura de montaje, la separación entre antenas, la polarización, la calidad del cable coaxial y la protección contra sobretensiones desempeñan un papel importante en el rendimiento final del sistema inalámbrico.

Enlaces inalámbricos a través del agua

Las señales de radiofrecuencia que se propagan sobre masas de agua son muy susceptibles a la interferencia multipath. La superficie del agua, especialmente si es de marea, sujeta a vientos o corrientes es irregular y extremadamente reflectante, lo que lleva a la creación de múltiples frentes de onda y ecos alternos. La interfaz de temperatura entre el aire y el agua también puede inducir conductos térmicos y una pérdida de señal notable.

Los enlaces inalámbricos sobre agua representan uno de los entornos de RF más desafiantes debido a la alta reflectividad de la superficie acuática. Marinas, puertos, lagos, ríos, embalses, instalaciones offshore y embarcaciones experimentan frecuentemente variaciones de señal causadas por reflexiones, cambios atmosféricos y efectos de propagación troposférica. La selección adecuada de antenas MIMO, alturas de instalación y equipos de radio es fundamental para mantener una conectividad estable en estas aplicaciones

La proximidad de la superficie del agua en contacto con el enlace inalámbrico producirá los efectos más fuertes y una de las estrategias clave para mejorar el multipath inducido por el agua es elevar los puntos finales del enlace inalámbrico lo suficientemente alto como para minimizar el multipath. La elevación adecuada de las antenas ayuda a despejar la primera zona de Fresnel y reduce significativamente las reflexiones que llegan fuera de fase al receptor. Antes de implementar enlaces de largo alcance sobre agua, es recomendable realizar un estudio de sitio que considere la altura de las antenas, la curvatura terrestre, los obstáculos potenciales y las condiciones ambientales predominantes. Estos factores tienen un impacto directo en la disponibilidad y el rendimiento del enlace. Si esto no es posible, la diversidad de antenas con la construcción de enlaces paralelos secundarios puede resultar eficaz. Los requisitos de diversidad espacial para los enlaces inalámbricos sobre el agua necesitan una evaluación cuidadosa y una separación geométrica para lograr una conectividad adecuada, que generalmente se planifica de manera más efectiva mediante un estudio del sitio.

Las configuraciones MIMO y de diversidad espacial permiten aprovechar múltiples trayectorias de propagación para mejorar la estabilidad del enlace. Las antenas LTE, 5G y Wi-Fi MIMO de Data Alliance están diseñadas para proporcionar múltiples elementos radiantes y polarizaciones cruzadas que ayudan a reducir los efectos negativos del multipath y mejorar el rendimiento general de la red en entornos marítimos y costeros.

Antenas recomendadas para enlaces inalámbricos sobre agua

Para aplicaciones sobre agua, la selección de la antena adecuada es uno de los factores más importantes para el éxito del proyecto. Dependiendo de la distancia, frecuencia y topología de la red, pueden utilizarse antenas omnidireccionales, paneles direccionales, antenas sectoriales o configuraciones MIMO de alta ganancia. Las antenas marinas de Data Alliance están diseñadas para resistir ambientes corrosivos, exposición a rayos UV, humedad, niebla salina y condiciones climáticas adversas típicas de instalaciones costeras y offshore.

LTE y 5G para conectividad marítima

Las redes LTE y 5G se utilizan cada vez más para proporcionar conectividad de datos a embarcaciones, puertos, plataformas petroleras, sistemas de monitoreo ambiental y aplicaciones IoT marinas. Las antenas LTE y 5G MIMO permiten aprovechar completamente las capacidades de diversidad espacial y multiplexación de las redes celulares modernas, mejorando la velocidad de transmisión, la cobertura y la estabilidad de la conexión incluso en condiciones de propagación difíciles.

Importancia de los cables coaxiales de baja pérdida

En instalaciones costeras y enlaces de larga distancia, la pérdida introducida por el cable coaxial puede afectar significativamente el rendimiento del sistema. El uso de cables coaxiales de baja pérdida, como las familias LMR®, ayuda a preservar la potencia de transmisión y la sensibilidad de recepción. También es recomendable minimizar la longitud del cable y utilizar conectores RF de alta calidad para mantener la integridad de la señal.

Protección contra rayos y sobretensiones RF

Las instalaciones inalámbricas ubicadas en torres, muelles, embarcaciones, plataformas offshore y estructuras elevadas están expuestas a descargas atmosféricas y sobretensiones inducidas. La incorporación de protectores contra sobretensiones RF y sistemas adecuados de puesta a tierra ayuda a proteger radios, routers, gateways IoT y otros equipos críticos contra daños eléctricos. Data Alliance ofrece una variedad de soluciones de protección para aplicaciones LTE, 5G, Wi-Fi y comunicaciones industriales.

Aplicaciones comunes de enlaces inalámbricos sobre agua

Las tecnologías de diversidad espacial y MIMO se utilizan ampliamente en aplicaciones marítimas y costeras, incluyendo:

  • Redes Wi-Fi para marinas y puertos deportivos.
  • Conectividad LTE y 5G para embarcaciones comerciales y recreativas.
  • Sistemas de videovigilancia en puertos y terminales marítimas. 
    Monitoreo remoto de calidad del agua y sensores ambientales IoT.
  • Comunicaciones entre instalaciones costeras y plataformas offshore.
  • Redes industriales para puertos de carga y centros logísticos.
  • Enlaces inalámbricos de larga distancia entre costas, islas y embarcaciones.

Estas aplicaciones se benefician significativamente de una planificación adecuada del enlace, antenas especializadas y técnicas de diversidad espacial para minimizar los efectos de la propagación multipath.

Selección de antenas de diversidad

La selección de antenas es fundamental para el éxito de una configuración de diversidad. Para que el sistema funcione correctamente, las antenas deben estar estrechamente adaptadas a todas las características (p. ej. frecuenciaimpedancia, polarización, patrón, etcétera), al menos siendo del mismo tipoganancia. Los esquemas de diversidad generalmente implican que las antenas estén separadas verticalmente, pero con suficiente proximidad para cubrir la misma área. Deben mantenerse lo más cerca posible del área de cobertura y entre sí para evitar tramos excesivos de cables. También son posibles configuraciones de diversidad con dos antenas dentro de viviendas compartidas, siempre que los elementos transmisores y receptores sean distintos y estén cableados por separado. Aunque se necesita más hardware y cableado que con un solo par de antenas, gran parte de los circuitos de radiofrecuencia se comparten entre las antenas transmisoras o receptoras. En el extremo receptor, se necesitará más potencia de procesamiento para la  funcionalidad de detección de portadora que puede discernir la señal que cumple con un umbral de señal preprogramado y cambiar el sistema para escuchar la antena de la que proviene.

Puntos prácticos sobre la configuración de la diversidad espacial

Existen diferentes tipos de configuraciones de diversidad de antenas en función de la aplicación y del hardware disponible.

  • La diversidad de antenas de radio individuales consta de un par de antenas coincidentes y una radio.
  • La diversidad de antenas de radio duales se compone de las antenas emparejadas, cada una conectada a una sola radio.

Los esquemas de diversidad dependen en gran medida de los algoritmos de detección de portadoras (CS). También conocido como "escuchar antes de hablar", CS se refiere a la capacidad de monitorear la transmisión de la señal de las antenas de diversidad para determinar la intensidad o la calidad de la señal y hacer un cambio a la antena cuya señal excede un umbral predeterminado. Esto ayuda a mantener el rendimiento óptimo y la pérdida de datos o los reintentos al mínimo.

En un sistema de dos antenas con antenas transmisoras, ANT1 y ANT2, la señal recibida de ambas antenas se comparará con el umbral CS. El receptor permanecerá en la antena que supere el umbral. Si la señal ANT1 no es óptima, el nivel de la señal se comprobará a través de ANT2.

Los controladores de los sistemas de diversidad de antenas suelen tener

  • un modo de un solo interruptor de ahorro de energía que terminará automáticamente la recepción si no se detecta una señal adecuada en ninguna de las antenas, o
  • un modo de conmutación continua en el que el receptor escucha activamente durante períodos más largos una señal que supera el umbral CS.

Algunos sistemas de diversidad son capaces de recordar la antena que funcionó de manera óptima en el uso anterior y preferentemente volver a visitarla cuando el sistema se usa posteriormente, lo que potencialmente acorta los tiempos de arranque.

El papel de la frecuencia en la diversidad espacial

Los sistemas de diversidad de antenas funcionan a una sola frecuencia. La frecuencia utilizada vendrá determinada por su aplicación. Para las tecnologías inalámbricas más conocidas que utilizan diversidad de antenas, se necesitan al menos dos antenas para que la radio funcione con las velocidades de datos más altas.

Wi-Fi

La diversidad de antenas WiFi se especifica en una serie de Estándares de WiFi Alliance, incluidos 802.11 a, ac, b, g, n, y utiliza multiples 2,4 GHz 5 GHz antenas, conmutando entre ellas para obtener la mejor señal de radiofrecuencia para la transmisión de datos. En un enrutador típico, las antenas WiFi están ubicadas en ubicaciones separadas para que cada una reciba una versión diferente de la señal del cliente.

LTE

La conectividad LTE depende del uso de múltiples antenas, y se utilizan una serie de técnicas:

  • La diversidad de transmisión se utiliza para mejorar la robustez de la señal en malas condiciones y mejorar la cobertura. No tiene ningún efecto en las velocidades de datos.
  • La diversidad de recepción mejora la calidad de la señal y mejora la cobertura al combinar varias versiones de la misma señal transmitida.

Los flujos de datos LTE transmitidos de esta manera se pueden asignar a un solo usuario o a varios usuarios en un rango de frecuencias que incluyen 700 MHz, 1700-2100 MHz y 2500-2700 MHz.

Las antenas adaptadas instaladas en un esquema de diversidad deben estar espaciadas a una distancia que sea equivalente a un múltiplo de hasta cuatro veces la longitud de onda de la frecuencia transmitida. Por ejemplo, si ANT1 y ANT2 se utilizan para una radio de 2,4 GHz, deben estar espaciados a un múltiplo de 5 pulgadas, la longitud de onda a 2,4 GHz.

MIMO y diversidad de antenas

MIMO significa entrada múltiple y salida múltiple y se refiere a un método que se utiliza para expandir la capacidad de un enlace inalámbrico mediante el uso de múltiples antenas transmisoras y receptoras. Es una característica de LTE y otras tecnologías inalámbricas, pero varía de la técnica de diversidad espacial, ya que se recibe simultáneamente más de una señal inalámbrica en lugar de mejorar una sola señal de datos.

En resumen

La diversidad de antenas ha demostrado ser un método práctico y eficaz para superar el problema de la interferencia multipath en los enlaces inalámbricos. Es capaz de establecerse de manera competente en una variedad de entornos, desde distritos urbanos densamente poblados hasta cuerpos de agua abiertos. Dado que la diversidad espacial puede funcionar en cualquier frecuencia, el uso de antenas emparejadas o múltiples se utiliza con una gama de tecnologías de redes celulares e inalámbricas. Para un rendimiento óptimo de un esquema de diversidad, siempre es mejor un estudio cuidadoso del sitio, con la instalación cuidadosa de antenas adecuadamente espaciadas.


 


Preguntas Frecuentes

¿Qué es la diversidad espacial en las comunicaciones inalámbricas?

La diversidad espacial es una técnica que utiliza dos o más antenas para mejorar la recepción y transmisión de señales inalámbricas. Al disponer de múltiples rutas de señal, el sistema puede reducir los efectos del desvanecimiento, la interferencia y la propagación multipath, aumentando la confiabilidad y estabilidad del enlace. 

¿Cómo ayuda la diversidad espacial a reducir la interferencia multipath?

La diversidad espacial permite que varias antenas reciban versiones diferentes de la misma señal. Como cada antena experimenta condiciones de propagación distintas, el sistema puede seleccionar o combinar las señales de mejor calidad, minimizando las cancelaciones y pérdidas causadas por reflexiones y trayectorias múltiples. 

¿Cuál es la diferencia entre diversidad espacial y tecnología MIMO?

La diversidad espacial se enfoca en mejorar la confiabilidad de una señal mediante múltiples antenas, mientras que MIMO (Multiple Input Multiple Output) utiliza múltiples antenas transmisoras y receptoras para enviar y recibir varios flujos de datos simultáneamente. MIMO aumenta tanto la capacidad como la velocidad de transmisión de la red inalámbrica. 

¿Por qué las redes Wi-Fi 6, Wi-Fi 7, LTE y 5G utilizan antenas MIMO?

Las tecnologías Wi-Fi 6, Wi-Fi 7, LTE Advanced y 5G dependen de configuraciones MIMO para aumentar la eficiencia espectral, mejorar la cobertura y ofrecer mayores velocidades de datos. Las antenas MIMO permiten aprovechar la multiplexación espacial y las técnicas avanzadas de diversidad para optimizar el rendimiento inalámbrico. 

¿Por qué los enlaces inalámbricos sobre agua son más difíciles de implementar?

Las superficies acuáticas reflejan fuertemente las señales de radiofrecuencia, generando interferencia multipath y cambios constantes en la calidad del enlace. Factores como las olas, corrientes, mareas y variaciones atmosféricas pueden provocar fluctuaciones de señal que requieren antenas adecuadas, diversidad espacial y una correcta planificación del enlace. 

¿Qué antenas son recomendables para enlaces inalámbricos sobre agua?

La selección depende de la distancia y aplicación. Para comunicaciones marítimas se utilizan frecuentemente antenas MIMO omnidireccionales, paneles direccionales y antenas marinas diseñadas para resistir humedad, corrosión, niebla salina y exposición prolongada a rayos UV. 

¿Qué importancia tienen los cables coaxiales de baja pérdida en sistemas MIMO?

Los cables coaxiales de baja pérdida ayudan a preservar la potencia de transmisión y la sensibilidad de recepción, especialmente en instalaciones de larga distancia. Productos como los cables tipo LMR® reducen la atenuación de la señal y contribuyen a maximizar el rendimiento de las antenas LTE, 5G y Wi-Fi. 

¿Es necesario instalar protectores contra sobretensiones en sistemas inalámbricos exteriores?

Sí. Las instalaciones ubicadas en torres, marinas, puertos, embarcaciones y estructuras elevadas están expuestas a descargas atmosféricas y sobretensiones inducidas. Los protectores contra sobretensiones RF ayudan a proteger radios, routers, gateways IoT y otros equipos de comunicaciones contra daños eléctricos y fallas prematuras. 

¿Qué aplicaciones utilizan diversidad espacial y antenas MIMO?

Las tecnologías de diversidad espacial y MIMO se utilizan en redes Wi-Fi empresariales, LTE, 5G, IoT industrial, videovigilancia, automatización, puertos marítimos, embarcaciones, plataformas offshore, sistemas de monitoreo remoto y enlaces inalámbricos de larga distancia donde la confiabilidad de la conexión es fundamental.

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