Cociente de señal / interferencia-plus-ruído

En teoría de la información Ingeniería de telecomunicaciones y la cociente de señal / interferencia-plus-ruído (SINR) (también conocido como el relación señal a ruido-plus-interferencia (SNIR)) es una cantidad que solía dar límites superior teóricos sobre capacidad de canal (o la tasa de transferencia de información) en sistemas de comunicación inalámbrica como las redes. Análogo a la SNR utilizada a menudo en los sistemas de comunicaciones por cable, la SINR se define como la potencia de una cierta señal de interés dividido por la suma de los interferencia potencia (de todas las otras señales interferentes) y la potencia de un ruido de fondo. Si la potencia del término ruido es cero, entonces el SINR se reduce a la relación a-interferencia de la señal (SIR). Por el contrario, cero interferencia reduce la SINR para el relación señal / ruído (SNR), que es menos usado a menudo durante el desarrollo modelos matemáticos de las redes inalámbricas tales como redes celulares.

La complejidad y la aleatoriedad de ciertos tipos de redes inalámbricas y propagación de las señales ha motivado el uso de modelos de geometría estocástica para modelar la SINR, especialmente para celulares o redes de telefonía móvil.

Descripción

SINR se utiliza comúnmente en comunicación sin hilos como una forma de medir la calidad de las conexiones inalámbricas. Por lo general, se desvanece la energía de una señal con la distancia, que se denomina un pérdida de ruta en redes inalámbricas. Por el contrario, en las redes cableadas la existencia de una ruta de conexión entre el emisor o transmisor y el receptor determina la correcta recepción de datos. En una red inalámbrica los tiene que considerar otros factores (por ejemplo el ruido de fondo, fuerza interferente de otra transmisión simultánea). El concepto de SINR intenta crear una representación de este aspecto.

Definición matemática

La definición de SINR generalmente se define para un receptor particular (o usuario). En particular, para el receptor situado en algún momento x en el espacio (por lo general, en el avión), y luego su correspondiente SINR dado por

$\mathrm{SINR}(x) {{=}} \frac{P}{I+N}$

donde P es la potencia de la señal de interés, I es el poder de interferencia de las señales en la red, otros (interferencias) y N es un término ruido, que puede ser una constante o al azar. Como otros cocientes en ingeniería electrónica y ciencias afines, la SINR se expresa con frecuencia en decibelios o dB.

Modelo de propagación

Para desarrollar un modelo matemático para la estimación de la SINR, un conveniente modelo matemático Es necesaria para representar la propagación de la señal entrante y las señales interferentes. Un método común de modelo es asumir la modelo de propagación consta de un componente aleatorio y no aleatorios (o determinista).

El componente determinista intenta captar cómo una señal decae o atenúa como viaja un medio como el aire, que se realiza mediante la introducción de una función de pérdida de ruta o atenuación. Una opción común para la función de pérdida de ruta es una simple ley de potencia. Por ejemplo, si una señal viaja desde el punto x a punto de y, luego se descompone por un factor dado por la función de pérdida de ruta

$\ell(|x-y|)= |x-y|^\alpha$,

donde el exponente de pérdida de ruta Α > 2, y |x-y| denota el distancia entre el punto y del usuario y la fuente de señal en el punto x. Aunque este modelo sufre una singularidad (cuando x = y), sus resultados de naturaleza simple en que se utilice a menudo debido a la relativamente manejable modelos él da. Funciones exponenciales a veces se utilizan para las señales de descomposición rápidas del modelo.

El componente aleatorio del modelo implica que representa desvanecimiento multitrayecto de la señal, que es causada por señales de chocar con y que refleja de diversos obstáculos como edificios. Esto está incorporada en el modelo mediante la introducción de un variable aleatoria con algunos distribución de probabilidad. La distribución de probabilidad es elegido según el tipo de modelo de descoloramiento e incluyen Rayleigh, Rician, sombra de log-normal (o sombreado), y Nakagami.

Modelo SINR

El modelo de propagación conduce a un modelo para la SINR. Considere una colección de ' n ' estaciones ubicadas en puntos de base x₁ Para x_n en el plano o el espacio 3D. Entonces para un usuario situado en decir x = 0, entonces la SINR para una señal proveniente de la estación base, digamos, x_i, está dada por

$\mathrm{SINR}(x_i) {{=}} \frac{\ell(|x_i|)F_i}{\sum_j^n [\ell(|x_j|)F_j]-\ell(|x_i|)F_i +N}$,

donde F_i se desvanecen variables aleatorias de distribución. Es la SINR puede ser reescrito como

$\mathrm{SINR}(x_i) {{=}} \frac{\ell(|x_i|)F_i}{\sum_{j\neq i} [\ell(|x_j|)F_j] +N}$,

que bajo el modelo simple energía-ley-pérdida de ruta se convierte en

$\mathrm{SINR}(x_i) {{=}} \frac{|x_i|^{\alpha}F_i}{\sum_{j\neq i} |x_j|^{\alpha}F_j +N}$.

Modelos de geometría estocástica

En redes inalámbricas, los factores que contribuyen a la SINR son a menudo al azar (o aparecen al azar) incluyendo la propagación de las señales y el posicionamiento de la transmisores de red y receptores. En consecuencia, en años recientes esto ha motivado la investigación en desarrollo manejable modelos de geometría estocástica para estimar la SINR en redes inalámbricas. El campo relacionado de teoría de la percolación de continuo también se ha utilizado para derivar límites sobre la SINR en redes inalámbricas.

Véase también

• Relación señal / ruído
• Modelos estocásticos de geometría de redes inalámbricas
• Teoría de la percolación de continuo

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