¿Qué es Ec/Io (y Eb/No)?

Escrito por leopedrini martes, 12 de abril de 2011 16:59:00 Categories: Curso
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Si alguien te pregunta "¿Qué nivel de la señal de una buena calidad de la llamada: dBm -80 o -90 dBm?"

Tenga cuidado, si usted responde rápidamente, podría terminar perdiendo. Esto se debe a la respuesta correcta es ... depende! La intensidad de la señal es una medida muy importante y esencial para cualquier tecnología (GSM, CDMA, UMTS, LTE, etc.) Sin embargo, no es el único: vamos a hablar un poco hoy de otra magnitud, de igual importancia: la señal de ruido.

 

 

Aunque esta relación es de importancia fundamental para cualquier sistema celular, no es bien entendido por muchos profesionales. En el lado opuesto, los profesionales con una buena comprensión de esta relación son capaces, por ejemplo, para evaluar correctamente los enlaces de RF, así como para realizar optimizaciones más amplios, obtener el mejor rendimiento posible del sistema.

Por lo tanto, vamos a ver un poco sobre él?

Nota: Todas las telecomHall artículos están escritos originalmente en Portugués. A continuación se hacen traducciones en Inglés y Español. Como nuestro tiempo es escaso, sólo se producen varios errores de ortografía (que utilizar el traductor automático, y sólo entonces hacer una revisión final). Pedimos disculpas, y contamos con su comprensión de nuestro esfuerzo. Si usted quiere contribuir traduciendo / corregir una de estas lenguas, o incluso uno nuevo, por favor comuníquese con nosotros: contacto.

 

Eb y No

Para empezar, definimos los conceptos básicos de Eb y No. Son básicos para cualquier sistema de comunicación digital, y por lo general se habla de que cuando se trata de errores de bits técnicas de modulación de tarifas y también.

En pocas palabras:

  • Eb: Bit de la Energía.
    • Representa la cantidad de energía por bit.
  • No: El ruido de densidad espectral.
    • Unidad: Watts/Hz (o mWatts/Hz)

Lo que nos lleva a la definición clásica de Eb/No:

  • Eb/No: Un poco de densidad de energía en el ruido espectral.
    • Unidad: dB

No ayudó mucho, ¿verdad?

No se preocupe. De hecho, sólo a la definición teórica es todavía muy difícil ver cómo esta relación se utiliza, o cómo se puede medir.
Pero bueno, vamos a caminar un poco más.

 

Muy bien, así que ¿cómo es Eb/No mide?

Para entender cómo esta relación se puede medir, imaginemos un sistema simple de comunicación digital.

 

La relación Eb/No se mide en el receptor, y sirve para indicar qué tan fuerte es la señal.

Dependiendo de la técnica de modulación utilizada (BPSK, QPSK, etc) tenemos diferentes curvas de errores en bits x Eb/No.

Estas curvas se usan de la siguiente manera: para una determinada señal de RF, que es la velocidad de bits de los errores que tengo? ¿Es esta tasa de error aceptable para mi sistema?

Considerando que la ganancia que la tecnología digital tiene, entonces podemos establecer un criterio mínimo de relación señal-ruido, a fin de que cada servicio (voz/datos) que funcionan aceptablemente.

 

En otras palabras, teóricamente, puede determinar cómo sería el rendimiento del enlace digital.

Nota: vale la pena recordar aquí que este es un tema muy complejo. Como siempre, tratamos de presentar a ustedes la más simplificada posible mediante el uso de ejemplos y conceptos simples. ¿De acuerdo?

Por ejemplo, un concepto que podría ser explorada aquí - ya que estamos hablando de sistema de comunicación digital - es la figura de ruido. Pero no queremos repetir aquí toda la teoría se explica en la Universidad. Tampoco se ha mencionado a la figura de ruido aquí, pero como hemos hablado de ello, acaba de entender como un nivel de ruido que cada receptor tiene, y que es debido al proceso de amplificación y el procesamiento de la señal.

Conceptos como éste, y otros aún más complejos, se puede estudiar, si así lo desea. Pero ahora, vamos a continuar con nuestra relación señal/ruido.

 

Eb/No - Ec>/Io

El concepto de Eb/No se aplica a cualquier sistema de comunicación digital. Pero hoy estamos hablando específicamente a Ec/Io, que es una medida de la evaluación y las decisiones de CDMA y UMTS.

Nota: toda la tecnología que utiliza la relación señal-interferencia. Por ejemplo, en GSM, se utiliza C/I.

Como estamos hablando de códigos, resulta más fácil entender los conceptos mediante la observación de un diagrama simplificado de modulación de espectro ensanchado.

En rojo, en el transmisor una señal de banda estrecha con los datos o voz modulada. Esta señal se transmite y se transmite. Y se propaga por el medio (aire). En el receptor, la señal es despread - utilizando la misma secuencia que se difundió - y por lo tanto la recuperación de la señal de banda estrecha base.

Para continuar, debemos conocer algunas definiciones más. Sin embargo, este punto es muy delicado, al entrar en un espacio conceptual en donde tenemos diferencias entre los autores, las diferencias en las traducciones o países donde las diferencias en las tecnologías se aplican, etc.

Vamos a tratar de definir de forma genérica, y sólo los principales.

  • No: la densidad espectral de ruido, ruido generado por los componentes de RF del sistema, el aire, entre otros.
  • Io: La interferencia es la banda ancha, que interfieren en el mismo canal, incluyendo Sector de ti mismo.
  • E: es la señal (promedio) de energía - no confundirlo con el Sinal (promedio) de potencia.
  • b, c, s. ..: Energía son los puntos de energía en tiempo, por lo tanto relacionado con la medida o "longitud" de la época (la potencia media es independiente del tiempo).
    • Por lo tanto se trata de Eb, Ec y Es, respectivamente, en relación con Chip Bit y el símbolo en tiempos diferentes.

Nota: Con estos conceptos, varias fórmulas se pueden derivar con diferentes numeradores y denominadores. Por ejemplo, Es = k * Eb, donde k = número de bits por símbolo. En la modulación QPSK, donde k = 2, Es = 2 * Eb. Y las derivaciones de las fórmulas pueden llegar hasta las ecuaciones más complejas, tales como las definiciones de la capacidad de un canal AWGN, y las deducciones más de equivalencias (Ec/No, Eb/Nt, etc ...). Una vez más, no es nuestro propósito aquí hoy. Sólo mencionan algunos conceptos, relacionados.

Luego regresa al nivel práctico - señalando que los enfoques teóricos se puede hacer más fácilmente más tarde, después de los conceptos básicos se entienden.

Así que vamos a mantener hoy en proporciones más comunes: Eb/No y Ec/No.

Como hemos definido Eb/No es la energía media de una señal de poco, en la densidad espectral de ruido. Se trata principalmente de un parámetro relacionado con el fabricante para los portadores de diferentes (basado en el modelo de canal). Pero también puede variar con el medio ambiente (urbano, suburbano rural), la velocidad, la diversidad, el uso de control de potencia, tipo de aplicación, etc.

Y ahora podemos empezar a definir Ec/Io, uno de los sistemas más importantes en la tecnología CDMA y UMTS.

Nota: Una observación importante es que a menudo cuando nos referimos a Ec/Io, en realidad estamos refiriendo a Ec/(Io + n). Lo que pasa es que a efectos prácticos, sólo tenemos Ec/Io, debido a la interferencia es mucho más fuerte y el ruido puede ser despreciado. De lo contrario: la interferencia CDMA es como un ruido, entonces ambos pueden ser considerados lo mismo.

Bueno, vamos a parar con los temas y conceptos, y hablar un poco acerca de los valores de estos indicadores y su uso en la práctica.

 

Eb/No Positivo y Ec/Io negativo?

En términos de valores, y hablando de forma logarítmica, en caso de cualquier relación es menor que 1, entonces el valor es negativo. Si es mayor que 1, positivo.

Tenemos Ec/Io en el aire, que se propaga a través del espectro: entonces tenemos valor negativo a la relación entre la energía en el ruido total (la energía es inferior a la interferencia total). Se mide en la entrada del receptor (Nodo B, UE, etc.)

En cuanto a Eb/No, es en la banda después de despreading y descifrado sólo para un usuario - entonces tenemos una cantidad positiva de la energía por encima del ruido total. Se mide en la salida del receptor (Nodo B, UE, etc.)

 

¿Por qué usamos Ec/Io?

Una pregunta más natural sería: ¿por qué no podemos utilizar la intensidad de la señal medida por el móvil como una guía para las operaciones tales como la entrega?

La respuesta es sencilla: el nivel de señal medido se corresponde con el total de potencia de RF - Todas las células que el móvil ve.

Así que tenemos otra medida rápida y sencilla que nos permite evaluar la contribución de cada sector por separado.

Se utilizó para medir la señal del canal piloto de cada sector para evaluar la calidad: si el nivel del piloto es bueno, entonces también son buenos niveles de los canales de tráfico de nuestro llamado en este sector. Del mismo modo, si el canal piloto se degrada, por lo que los otros canales (incluido el tráfico) se, y lo mejor es evitar el uso de los canales de tráfico en este sector.

sistemas UMTS y CDMA, tenemos un canal piloto, algunos canales de control tales como la paginación, y canales de tráfico.

La Ec/Io varía en función de varios factores, tales como la carga de tráfico y de RF y el escenario.

Por supuesto, el Ec/Io es la composición final de todos estos factores al mismo tiempo (compuesto Ec/Io), pero es más fácil de entender hablando cada uno por separado.

 

Cambio en el Ec/Io, de acuerdo con la carga de Tráfico del Sector

Cada sector transmite un cierto poder. Supongamos que en nuestro ejemplo tenemos una potencia del canal piloto de creación de 2 W, y una potencia de otros canales de control también se fija en 2 W.

Para que sea más fácil de entender, se calcula el Ec/Io (potencia del canal piloto de potencia total) de este sector en una situación en la que no tienen canal de tráfico intenso (0 W).

 

Así tenemos:

Ec = 2 W

Io = 0 + 2 + 2 = 4 W

Ec/Io = (2/4) = 0,5 = -3 dB

Ahora supongamos que varios canales de tráfico están ocupados (por ejemplo, uso de 6 W para los canales de tráfico). Esta es una situación de carga de tráfico, vamos a ver cómo es Ec/Io.

 

Ec = 2 W

Io = 2 + 2 + 6 = 10 W

Ec/Io = (2/10) = 0,2 = -7 dB

Conclusión: A medida que la carga de tráfico en los aumentos del sector, el Ec/Io empeora.

 

Cambio en el Ec/Io, de acuerdo con el Escenario de RF

De acuerdo con el escenario de RF - un sector único servidor, o algunos sectores de muchos servidores - también podemos adoptar diversas medidas para Ec/Io.

Comenzando con una situación sin interferencias externas, con el sector de servidor único (dominante), la relación Ec/Io es casi el mismo principio de transmisión.

 

Ec/Io = (2.8) = 0.25 = -6 dB

Considerando que la señal proveniente de este sector en el móvil a nivel de -90 dBm (Io = -90 dBm), hemos Ec = -90 dBm + (- 6 dB) = -96 dBm.


Consideremos ahora otra situación. En lugar de una, tenemos cinco sectores señal que llega a los móviles (para simplificar, todas con el mismo nivel de -90 dBm).

 

Ahora han Io = -83 dBm (que es la suma de cinco señales de -90 dBm). Y el poder de nuestro canal piloto sigue siendo la misma (Ec = -96 dBm).

Por lo tanto: Ec/Io = -96 - (-83) = -13 dB

Conclusión: Como muchos otros sectores sirve el móvil, el Ec/Io empeora.

 

Esta situación en la que tenemos muchos sectores se superponen, y con el mismo nivel de señal es conocida como piloto contaminación - el móvil que lo ve todo a la vez - cada uno en calidad de interferencia entre sí.

La solución en estos casos es eliminar las señales no deseadas, mediante el establecimiento de los parámetros de potencia o de ajustes físicos (inclinación, azimut), dejando sólo las señales dominantes que deben existir en este lugar problemático.

 

Bueno, y ¿cuáles son los valores típicos?

Hemos visto que para CDMA y UMTS, la medición de Ec/Io que es muy importante en el análisis, especialmente en las decisiones de traspaso.

Y ahora también entiendo la medida Ec/Io como la relación de "buena" la energía más "malo" de la energía, o "cleaness 'de la señal.

Pero ¿cuáles son los valores prácticos?

El valor de Ec/Io fluctúa (varía), así como cualquier señal inalámbrica. Si el valor comienza a ser demasiado baja, usted comienza a tener llamadas perdidas, o no se puede conectar. Pero ¿cuál es entonces una buena gama de Ec/Io, una señal?

En términos prácticos, los valores de Ec/Io para una buena evaluación de la red (en términos de este indicador) se muestran en el siguiente diagrama.

Un compuesto Ec/Io ~ - 10 dB es un valor razonable considerar como bueno.

Nota: Consulte estamos hablando de valores negativos, y teniendo en cuenta los "buenos". En otras palabras, estamos diciendo que la energía está por debajo del ruido (y todavía tiene una buena situación).

Esta es una característica del propio sistema, y ??Ec/Io más negativo "o" menos negativa "va a permitir la evaluación de la comunicación.

En situaciones en las que Ec/Io es muy baja (valor negativo de altura), y el nivel de la señal demasiado (también número negativo alto), lo primero que hay que preocuparse en la mejora de la señal débil.

Otra situación típica: si la medida Ec/Io es muy bajo, incluso si tiene un buen nivel de señal, no se puede conectar, o la llamada se reducirá constantemente.

Espero que he logrado entender cómo el Ec/Io es importante para CDMA y UMTS. Nótese, sin embargo, que este asunto es muy complejo, y de lectura complementario - libros e internet - más puede ayudarle a convertirse en un experto en la materia.

De todas formas, el contenido que aparece sirve como una excelente referencia, especialmente si usted no está familiarizado con el concepto de señal sobre el ruido para CDMA y UMTS.

 

Y la relación señal/ruido de otras tecnologías?

La relación Ec/Io es el más comúnmente utilizado para evaluar el estado de la energía por la interferencia, pero sólo se aplica en las tecnologías que los códigos de uso (Ec).

Pero los conceptos entiende aquí para CDMA y UMTS son muy similares - se aplican - para cualquier tecnología, por ejemplo, GSM, donde utilizamos la C/I.

De todos modos, este es un tema para otro tutorial, hemos visto hoy Ec/Io.

 

Conclusión

Hoy hemos tenido una breve introducción en la CE/Io, una medida de las decisiones en CDMA y UMTS, y congregan utilizados con la intensidad de la señal medida.

Hemos visto que representa la proporción de energía de la señal dentro de la duración de un chip del canal piloto, en la densidad espectral de ruido + interferencia.

Esta es una medida muy importante, que de alguna manera hace caso omiso de la fuerza global de la señal, y se centra en la mejor forma de evaluar la señal del canal piloto se desea, en relación con el ruido que interfiere con él.

Volviendo a nuestra pregunta original: A nivel de la señal fuerte, no necesariamente indica una Ec/Io fuertes: depende del nivel de interferencia.