Desde mi conocimiento en la teoría de la propagación EM, dos antenas muestran la misma ganancia si se utilizan para transmitir desde A a B o viceversa, siempre que utilicen la misma ganancia de transmisión (principio de reciprocidad). Y esto se mantiene independientemente de los reflejos, la direccionalidad de la antena y los obstáculos.
Pero, ¿es cierto en la práctica, al menos desde el punto de vista de la ingeniería?
Una antena lineal tiene la misma ganancia de recepción o transmisión. Del mismo modo, la pérdida de ruta es la misma en cualquier dirección. Esta propiedad se llama reciprocity .
Sin embargo, la mayoría de las antenas, aunque no todas, son lineales. Algunos pueden tener pérdidas que aumentan de forma no lineal al aumentar la potencia. Por ejemplo, la antena de barra de bucle es una pequeña antena de lazo hecha de muchas vueltas de cable fino alrededor de una barra de ferrita. La barra de ferrita ayuda a concentrar el flujo magnético a través del bucle, dando a la antena una apertura efectiva mucho más grande que su tamaño físico. Sin embargo, la ferrita se satura incluso con modestas potencias de transmisión. La reciprocidad no se mantiene.
También es posible construir un medio de propagación en el que la reciprocidad no se mantiene, pero requiere un material no lineal. Dado que la mayor parte de la propagación se produce en el aire, que es bastante lineal, se trata de un problema más teórico que práctico.
Sin embargo, el camino y la antena no son todo el sistema. Hay problemas prácticos que hacen que los enlaces de comunicación inalámbrica no sean simétricos, lo que significa que si A puede escuchar B, B puede no escuchar A. No es raro que una estación tenga un transmisor de mayor potencia, especialmente cuando uno de los dispositivos funciona con pilas ( Teléfonos celulares, wifi, ...). Los receptores o transmisores en cualquiera de los extremos tampoco pueden tener una sensibilidad o selectividad idénticas.
Además, la ubicación diferente de cada estación puede llevar a comunicaciones asimétricas. El problema de nodo oculto que menciona es un caso. También puede ser que haya una fuente de ruido que esté cerca de A, pero lejos de B. En este caso, B puede escuchar A, pero A puede no escuchar B debido al ruido más alto en la ubicación de A. Lo relacionado es el problema de nodo expuesto .
Estos problemas de calidad de enlace asimétrico son muy importantes en el diseño de las comunicaciones inalámbricas en la práctica. Una solución común es que la estación con la antena más grande, más alta y con mayor potencia pueda arbitrar el acceso al medio. Las redes celulares adoptan este enfoque: la torre les dice a los teléfonos cuándo pueden transmitir. Las torres celulares también tienen enlaces entre sí para mejorar aún más su cooperación. Es un problema mucho más difícil cuando no existe una autoridad central. Vea, por ejemplo, versión dos de B.A.T.M.A.N. que se desarrolló principalmente para abordar este problema en su protocolo de malla.
Justo después de publicar la pregunta, pensé en un fenómeno que puede hacer que el enlace, si no físicamente, sea prácticamente asimétrico. Es el nodo oculto .
Si A transmite a B mientras que también C está transmitiendo, habrá una interferencia en el receptor, en este caso B . Cuando la señal va al revés (de B a A ), la interferencia puede evitar que B transmita, pero no afectará la calidad de la señal en el receptor A .
Sí, es cierto. Esta es una propiedad fundamental de la física. Si no fuera cierto, podría construir una máquina de movimiento perpetuo explotando la asimetría.
Noté que no se mencionó el desvanecimiento rápido. Existen patrones de interferencia constructivos / destructivos distribuidos espacialmente a partir de reflexiones de múltiples trayectorias entre el transmisor y el receptor. Para un dispositivo en movimiento, estos se manifiestan como caídas temporales en la ganancia del canal (desvanecimiento rápido). El hecho de que el desvanecimiento rápido en la ruta de avance y retroceso sea el mismo depende de varias cosas, entre ellas, si los canales de avance y retroceso están en la misma frecuencia de radio y si los canales de avance y retroceso se utilizan al mismo tiempo. La pregunta formulada sobre la simetría "en la práctica". Re rápido desvanecimiento, la respuesta es No y Sí. Las estrategias de modulación, codificación y programación están altamente optimizadas para ser conscientes del desvanecimiento rápido. Por lo tanto, la asimetría del camino de propagación puede estar presente en el sistema, pero los diseños inteligentes son inmunes a esto e incluso pueden aprovecharlo para que los usuarios finales no lo noten.
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