¿Por qué las señales de radio no interfieren entre sí todo el tiempo?

¡Oh, pero sí interfieren!

Hay varios mecanismos en juego que permiten compartir las ondas de radio por las diversas fuentes de radio mencionadas, la palabra clave es multiplexación , en sus diversos tipos.

1. Bandas de frecuencia : los diferentes dispositivos de RF utilizan diferentes "bandas" de frecuencia, que normalmente están asignadas y gobernadas por las autoridades locales relevantes, por ejemplo. La FCC o la UIT. Esto se denomina asignación de espectro y varía según los países, con algunas tendencias generales generales. Los receptores están sintonizados para recibir y amplificar solo las señales dentro de la banda de interés, atenuando el resto de las frecuencias de radio. Esto es multiplexación de frecuencia .
   Ejemplos :

   • Los satélites GPS se comunican con los teléfonos civiles con GPS en las bandas de frecuencia de 1.57542 GHz (L1) y 1.2276 GHz (L2).
   • Los dispositivos WiFi / LAN inalámbricos suelen utilizar las bandas de 2,4 GHz y 5 GHz, aunque algunos otros también están asignados en ciertas geografías / propósitos.
   • Algunos dispositivos RFID utilizan la banda de 13.56 MHz
   • Los canales de entretenimiento de radio FM generalmente usan la banda de 87.5 a 108.0 MHz (Europa, África, India) o variaciones en ese rango, por ejemplo. 76 a 90 MHz en Japón.

2. Canales de frecuencia dentro de las bandas: dentro de las bandas de frecuencia anteriores, las transmisiones / dispositivos individuales usan distintos canales o rangos de frecuencia más estrechos, a menudo con "bandas de guarda" no utilizadas entre ellas para reducir la interferencia o Evitar los canales heredados. Además, se utilizan mecanismos como la selección de frecuencia dinámica (DFS), como los dispositivos WiFi de banda de 5 GHz, para cambiar los canales de forma elegante y automática cuando se observa interferencia.
   Por lo tanto, a partir del ejemplo anterior de 2.4 GHz, los dispositivos WiFi pueden configurarse para cualquiera de los 11 canales (14 en algunos países) a partir de una frecuencia central de 2412 MHz, con 5 MHz entre canales adyacentes, por lo tanto 2417, 2422, etc. en. Por lo tanto, si el enrutador WiFi de tu vecino interfiere apreciablemente con el tuyo, siempre puedes cambiar a otro canal que no tenga tanta actividad.

3. Diversidad espacial : siempre que dos fuentes de RF estén lo suficientemente separadas en términos geográficos en relación con la potencia emitida por dispositivo, la interferencia es insignificante. La máxima potencia de emisión de radio permisible por banda también está regulada, y con frecuencia con licencia individual, por las autoridades reguladoras del espectro.
   Por lo tanto, incluso si dos auriculares BlueTooth en un edificio estuvieran usando el mismo canal de frecuencia, siempre que estén lo suficientemente separados físicamente, dada la baja potencia de transmisión de radio de cada uno, no se notará interferencia de RF.

4. Multiplexación por división de código : salto de frecuencia / transmisión de espectro expandido: Ciertos tipos de dispositivos de comunicación usan frecuencias alteradas dinámicamente, o incluso transmisión de espectro expandido que abarca un rango de frecuencias, para evitar interferencias. La aplicación más familiar podría ser el servicio celular CDMA .
   Incluso cuando se produce alguna interferencia en tales técnicas, la naturaleza del mecanismo proporciona un rendimiento de extremo a extremo suficiente para que se mantengan las comunicaciones efectivas.
5. Multiplexación por división de tiempo : en cualquier "canal" de comunicación (y esto no es solo RF, es igualmente aplicable a cobre o fibra óptica, por ejemplo) hay una cantidad dada de capacidad de transmisión de símbolos: en el nivel binario más simple, puede haber tantos bits "on" como "off" que pueden transmitirse por segundo, mientras que las técnicas como la codificación de desplazamiento de fase en cuadratura aumentan esta capacidad de "densidad" de capacidad. Por lo tanto, es simple para el equipo de transmisión utilizar un canal en segmentos de tiempo, ya sea con un tiempo de batido "maestro de batería" y asignando intervalos de tiempo individuales a cada dispositivo solicitante, o por alguna forma de anarquía inteligente como la detección de colisiones y la retransmisión (por ejemplo, el CSMA-CD de Ethernet clásico).
6. Métodos más exóticos, como multiplexación de polarización : estos se utilizan más comúnmente en la comunicación de fibra óptica, pero también se implementan ampliamente en las comunicaciones de radio punto a punto. En esta forma de separación de canales, piense en cada "haz" electromagnético polarizado a una orientación específica en la transmisión. En el extremo remoto, las antenas receptoras adecuadamente polarizadas demultiplexan o distinguen entre las señales polarizadas de manera diferente, permitiendo así múltiples canales de comunicación de radio espacialmente coincidentes.

Lo anterior no es de ninguna manera un tratado exhaustivo sobre cómo pueden coexistir varios dispositivos de RF, pero debe proporcionar suficientes palabras clave para una búsqueda adicional, si así lo desea.

Se utilizan varias técnicas, a menudo en combinación.

• El espectro de frecuencia disponible se divide en un gran número de bandas que se pueden transmitir y recibir de forma independiente. Así es como las estaciones de radio y su WiFi pueden funcionar sin ser molestadas por otras estaciones de radio y equipos WiFi (cercanos). (Multiplexación por división de frecuencia)

• Los teléfonos celulares no se llaman teléfonos CELL por nada: cada torre de teléfono celular cubre un área pequeña (es celular). Las celdas vecinas no usan la misma frecuencia, pero las celdas que están a una distancia ligeramente mayor lo hacen. Por lo tanto, un pequeño conjunto de frecuencias puede cubrir una vasta área sin interferencias. (Multiplexación por división espacial)

• Una torre de un solo teléfono celular puede servir a una gran cantidad de teléfonos celulares (y, de la misma manera, su equipo WiFi puede servir a una gran cantidad de computadoras inalámbricas) al hablar con cada uno de ellos en secuencia. Hay innumerables esquemas inteligentes para sincronizar tal conversación. (Multiplexación por división de tiempo)

• La torre de un teléfono celular puede, al mismo tiempo y en la misma frecuencia, transmitir un mensaje diferente a un gran conjunto de teléfonos, al XORAR cada mensaje con una secuencia de teclas que es única para el teléfono y transmitir la suma de todos los mensajes. (Multiplexación por división de código)

Esta es una respuesta simplista para adaptarse a las personas que se describen a sí mismas como novatos en la radio

Imagina que el espectro de radio es tu música de alta fidelidad. Si tuviera un ecualizador gráfico en él, podría hacer cosas obscenas al tono del audio, como simplemente mejorar las cosas a 1 kHz: deslice el control de 1 kHz al máximo y reduzca al mínimo todos los demás: así es como una radio se sintoniza en una sola transmisión y excluye (en gran medida) a todas las demás bandas.

Es posible que otra estación requiera que solo realices (digamos) 500Hz, de modo que deslices el control de 500Hz al máximo y reduzcas todos los demás al mínimo: lo que escuchas son los tonos de 500Hz aproximadamente.

Las radios tienen bandas asignadas para transmitir y tienen diferentes frecuencias, por lo que es bastante fácil sintonizar la estación que deseas.

Todos los dispositivos Wi-Fi utilizan diferentes bandas de frecuencias: hay reglas lógicas cuando un nuevo dispositivo "se une" a un enrutador wifi: se le asigna su propia banda de frecuencias. Lo mismo ocurre con los teléfonos celulares, etc., etc.

También debe recordar que la potencia de salida de un enrutador está limitada intencionalmente, de modo que su rango causa un "crosstalk" limitado a otros enrutadores. Esto es lo mismo para todos los dispositivos de radio como este. Hay literalmente cientos (quizás miles) de canales disponibles y si la transmisión de cada dispositivo fuera demasiado alta, el sistema no sería posible.

En realidad, es un poco como los bloques de oro: está bien dadas las restricciones de la movilidad promedio del dispositivo y la cantidad de dispositivos en una "celda" determinada.

La ley inversa R-Squared viene al rescate. La intensidad de la señal a una distancia R de su fuente es proporcional a 1/R^2 ; El sonido o la señal de WiFi desaparecen muy rápidamente a medida que se aleja de él.

Así que considera a las personas que conversan en una fiesta. Puede escuchar a la persona que está frente a usted bastante bien y, a menos que el nivel de ruido sea realmente alto, probablemente pueda conversar con ellos sin confusión. Puede que te distraiga alguien que hable en voz alta a uno o dos metros de distancia; es posible que deba pedirle a su compañero de conversación que repita algunas palabras o una oración ocasionalmente. Pero la mayoría de las personas que hablan en otras partes de la sala solo escuchan un zumbido de bajo nivel y, en su mayoría, no tienen mucho impacto en su propia conversación.

Sin querer ser demasiado simplista con mi respuesta; un individuo involucrado en una conversación de dos personas, inconscientemente desconecta las características de la voz de otras personas, a fin de escuchar mejor a otra persona, asistiendo a dicha fiesta, mejor y / o más específicamente que otros asistentes en dicho evento de celebración.

Comparativo a un dispositivo electrónico que emplea un atenuador DTMF. En donde, el oído humano, en serie paralela con el cerebelo humano (el cerebro humano) descifra el tono, el tono y la entonación del personaje elegido con el cual el individuo elige participar en su conversación principal y en un principio.

De la misma manera en que un conjunto de circuitos electrónicos, por analogía, delinearía la ruta correcta de conexión (es).

Electrónicamente, esto se logra utilizando una configuración de atenuación CTCSS o DCS o, quizás, una combinación de CTCSS y lógica DCS compatible, para facilitar la armonía electrónica de la comunicación compatible entre los componentes electrónicos individuales; donde uno recordaría que cada componente electrónico tiene su propia firma electrónica de identificación; al igual que las firmas escritas / impresas de los humanos.

POSTED: 03 APR 2018. 02:19Z-UTC.