¿Son los enlaces inalámbricos simétricos en la práctica?

Una antena lineal tiene la misma ganancia recibiendo o transmitiendo. Asimismo, la pérdida de trayectoria es la misma en cualquier dirección. Esta propiedad se llama reciprocidad .

Sin embargo, la mayoría de las antenas, aunque no todas, son lineales. Algunos pueden tener pérdidas que aumentan de forma no lineal con el aumento de potencia. Por ejemplo, la antena de bucle es una pequeña antena de bucle hecha de muchas vueltas de alambre fino alrededor de una varilla de ferrita. La barra de ferrita ayuda a concentrar el flujo magnético a través del bucle, dando a la antena una apertura efectiva mucho mayor que su tamaño físico. Sin embargo, la ferrita se satura incluso con potencias de transmisión modestas. La reciprocidad no se sostiene.

También es posible construir un medio de propagación en el que la reciprocidad no se cumple, 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 más de un problema teórico que práctico.

Sin embargo, el camino y la antena no son el sistema completo. Hay problemas prácticos que hacen que los enlaces de comunicación inalámbrica no sean simétricos, lo que significa que si A puede escuchar a B, es posible que B no escuche a A. No es raro que una estación tenga un transmisor de mayor potencia, especialmente cuando uno de los dispositivos funciona con batería ( móviles, wifi,...). Los receptores o transmisores en cualquier extremo también pueden no tener sensibilidad o selectividad idénticas.

Además, la diferente ubicación de cada estación puede dar lugar a comunicaciones asimétricas. El problema del nodo oculto que mencionas 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 A, pero es posible que A no escuche a B debido al ruido de fondo más alto en la ubicación de A. Relacionado está el problema del nodo expuesto .

Estos problemas de calidad de enlace asimétrico son muy significativos en el diseño de comunicaciones inalámbricas en la práctica. Una solución común es hacer que la estación con la antena probablemente más grande, más alta y de mayor potencia arbitre 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 por cable entre sí para mejorar aún más su cooperación. Es un problema mucho más difícil cuando no existe una autoridad central. Consulte, por ejemplo, la versión dos de BATMAN , 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 problema del nodo oculto .

Si A transmite a Bmientras también Cestá transmitiendo, habrá una interferencia en el receptor, en este caso B. Cuando la señal va al revés (de Ba A), la interferencia puede impedir Bla transmisión pero no afectará la calidad de la señal en el receptor A.

Si es cierto. Esta es una propiedad fundamental de la física. Si no fuera cierto, podrías 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 trayectorias múltiples entre el transmisor y el receptor. Para un dispositivo en movimiento, estos se manifiestan como caídas temporales en la ganancia del canal (desvanecimientos rápidos). Si el desvanecimiento rápido en la ruta de avance y retroceso es "igual" depende de varias cosas, entre ellas, si el canal de avance y el de retroceso están en la misma frecuencia de radio y si el canal de avance y el de retroceso se utilizan al mismo tiempo. La pregunta formulada sobre la simetría "en la práctica". Re desvanecimiento rápido, la respuesta es No y Sí. Las estrategias de modulación, codificación y programación están altamente optimizadas para tener en cuenta el desvanecimiento rápido. Entonces, la asimetría de la ruta de propagación puede estar presente en el sistema,