Tipos de Diversidad: Espacial, Temporal, de Frecuencia y de Polarización
Concepto General de Diversidad
En los sistemas de comunicación inalámbrica, el término «diversidad» se refiere a técnicas utilizadas para mejorar la fiabilidad de la transmisión de datos en presencia de interferencias, desvanecimientos (fading) y otros efectos perjudiciales del canal. La diversidad permite enviar la misma información por múltiples rutas o medios distintos, de modo que si una de esas rutas se degrada, otras pueden aún proporcionar una señal clara. Estas técnicas se aplican principalmente en sistemas de transmisión de radiofrecuencia, como WiFi, WiMAX, LTE y otros entornos móviles.
Existen varias formas de implementar diversidad, y cada una se adapta a una condición específica del canal o al entorno físico. Las principales formas son la diversidad espacial, temporal, de frecuencia, de polarización y la diversidad angular. A continuación se describen las más relevantes en detalle.
Diversidad Espacial
La diversidad espacial consiste en el uso de múltiples antenas físicamente separadas para transmitir o recibir señales. Esta separación espacial crea diferentes trayectorias de propagación para una misma señal, lo que reduce la probabilidad de que todas las trayectorias sufran interferencias o desvanecimientos simultáneamente. Se puede aplicar tanto en el transmisor como en el receptor.
- Aplicaciones: MIMO (Multiple Input Multiple Output), sistemas de antenas múltiples en estaciones base y dispositivos móviles.
- Ventaja principal: Mejora del rendimiento del enlace sin necesidad de mayor potencia de transmisión.
| Aspecto | Descripción |
|---|---|
| Implementación | Antenas separadas a distancias mayores que la longitud de onda |
| Efecto buscado | Recepción de señales afectadas de manera independiente |
| Ejemplo | WiFi con doble antena o tecnología 5G MIMO |
Diversidad Temporal
La diversidad temporal se basa en enviar la misma información en diferentes instantes de tiempo. Esto es útil cuando las condiciones del canal cambian rápidamente debido al movimiento o a interferencias variables. Al espaciar las transmisiones, es más probable que al menos una llegue correctamente.
- Ejemplo típico: Reenvío automático (ARQ) o técnicas de retransmisión en protocolos inalámbricos.
- Ventaja: Reducción del impacto de desvanecimientos rápidos (fast fading).
Una forma de aplicar diversidad temporal es intercalando bits de una señal y transmitiéndolos en momentos distintos. Este proceso, llamado entrelazado temporal, asegura que los errores no se concentren en un solo bloque de datos.
Diversidad de Frecuencia
La diversidad de frecuencia consiste en transmitir la misma señal a través de diferentes frecuencias o canales dentro del espectro. Como las condiciones del canal varían con la frecuencia, esto permite evitar los efectos del desvanecimiento selectivo de frecuencia, donde ciertas bandas se ven más afectadas que otras.
| Forma de Implementación | Descripción |
|---|---|
| OFDM | Divide la señal en múltiples subportadoras distribuidas por todo el espectro |
| Salto de frecuencia | La frecuencia de transmisión cambia periódicamente para evitar interferencias |
La diversidad de frecuencia es muy usada en sistemas modernos como WiMAX, LTE y 5G, donde el uso eficiente del espectro es clave. También puede combinarse con corrección de errores para garantizar mayor integridad de los datos transmitidos.
Diversidad de Polarización
La diversidad de polarización se logra mediante el uso de antenas con diferentes orientaciones de polarización, como polarización vertical, horizontal o circular. Las señales transmitidas con diferentes polarizaciones experimentan distintos caminos de propagación y efectos de reflexión, lo que reduce la probabilidad de desvanecimientos simultáneos.
- Ejemplo: Uso de antenas duales en estaciones base con polarización ortogonal (+45° y -45°).
- Ventaja: No requiere separación física significativa entre antenas.
Este tipo de diversidad es especialmente útil en entornos urbanos donde las señales sufren múltiples reflexiones. También se utiliza en enlaces satelitales para mejorar la separación de canales y reducir la interferencia entre señales.
| Tipo de Polarización | Descripción |
|---|---|
| Vertical / Horizontal | Polarización ortogonal comúnmente usada en sistemas terrestres |
| Circular (izquierda/derecha) | Utilizada en comunicaciones por satélite y radares |
| Cruzada | Polarización inclinada para reducir interferencia |