Pruebas reproducibles para receptores en condiciones de atenuación entre vehículos

En supuestos de comunicación entre vehículos siempre se produce atenuación y su impacto sobre la señal recibida es enorme. El generador vectorial de señales R&S®SMW200A permite ejecutar las pruebas de receptores más precisas y reproducibles en condiciones de atenuación entre vehículos. Los modelos necesarios de canal radioeléctrico entre vehículos se han extraído de pruebas en condiciones de explotación reales y se han especificado a través del Consorcio CAR 2 CAR Communication. Ahora es posible verificar el rendimiento del receptor en condiciones controladas de laboratorio.

Típico supuesto de comunicación entre vehículos
Típico supuesto de comunicación entre vehículos
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Introducción

En supuestos de comunicación entre vehículos, estos comparten mensajes de información y advertencia de forma inalámbrica. La información solo se difunde, no hay realimentación. En este momento, un buen candidato para establecer el enlace de comunicaciones entre los vehículos es la norma IEEE 802.11p WLAN. Ya hay sensores consolidados en el vehículo, por ejemplo, sensores de radar, cámaras y cuentarrevoluciones, que son capaces de proporcionar información sobre distancias respecto al entorno y sobre velocidades. Al compartir esta información se pueden detectar situaciones críticas de tráfico como colisiones. Los vehículos visualizan entonces mensajes de advertencia para que los conductores puedan iniciar contramedidas para evitar accidentes o mejorar la fluidez del tráfico. Como resultado, se podría reducir en gran medida el número de personas heridas, los daños materiales y la congestión.

Su misión

Los sistemas de comunicación entre vehículos requieren un enlace inalámbrico estable para maximizar la capacidad de proceso de la información y así aumentar la seguridad del conductor. Para asegurar un buen enlace inalámbrico, los receptores deben ser capaces de detectar señales como las de IEEE 802.11p incluso en las peores condiciones, por ejemplo, baja relación señal/ruido (SNR), deficiente magnitud del vector de error (EVM) y gran atenuación. En supuestos de comunicación entre vehículos, la atenuación Rayleigh, que está producida por los movimientos relativos entre receptor y transmisor, afecta principalmente al rendimiento de los receptores. Por lo general, la atenuación está causada por la propagación multitrayecto de una señal transmitida. La señal recibida es la suma de todas las señales que viajan a lo largo de múltiples caminos. Cada camino influye en la amplitud, la fase, el desplazamiento Doppler y el retardo temporal de la señal. El principal desafío que afrontan los técnicos en el laboratorio es aplicar a las señales los modelos de atenuación que mejor caractericen el comportamiento de propagación multitrayecto en supuestos de comunicación entre vehículos. Solo así es posible probar correctamente los receptores en el laboratorio durante el ciclo de desarrollo y verificación para determinar la calidad de detección de señales en condiciones de atenuación entre vehículos.

Solución de test y medida

El generador vectorial de señales R&S®SMW200A equipado con el simulador de atenuación R&S®SMW-B14 y las opciones de modelos mejorados de atenuación R&S®SMW-K72 resulta idóneo para aplicar condiciones de atenuación entre vehículos a señales como las de IEEE 802.11p con objeto de crear casos de prueba de máxima precisión y facilidad de reproducción. La opción de modelos mejorados de atenuación R&S®SMW-K72 es compatible con todos los modelos de canal radioeléctrico entre vehículos especificados por el Consorcio CAR 2 CAR Communication:

Consorcio:

  • Visibilidad directa en entorno rural
  • Visibilidad directa en entorno de enfoque urbano
  • Sin visibilidad directa en cruce de calles
  • Visibilidad directa en autopista
  • Sin visibilidad directa en autopista

A modo de ejemplo, se describirá en detalle el modelo de canal radioeléctrico de visibilidad directa en entorno rural.

Modelo de canal radioeléctrico de visibilidad directa en entorno rural

Se han realizado pruebas independientes en condiciones de explotación por parte de universidades y empresas de cara a determinar modelos estadísticos para distintos canales radioeléctricos entre vehículos, como en el caso del supuesto de visibilidad directa en entorno rural que se describe a continuación.

Supuesto de visibilidad directa en entorno rural
Supuesto de visibilidad directa en entorno rural

El supuesto de visibilidad directa en entorno rural es un medio muy abierto sin edificios, objetos grandes ni otros vehículos. La configuración especificada por el Consorcio CAR 2 CAR Communication para el modelo de canal radioeléctrico de visibilidad directa en entorno rural se muestra en esta tabla.

Configuración de visibilidad directa en entorno rural
Parámetros Camino 1 Camino 2 Camino 3
Pérdida de camino 0 dB 14 dB 17 dB
Retardo 0 ns 83 ns 183 ns
Doppler 0 Hz 492 Hz -295 Hz
Perfil estático mitad de Rayleigh mitad de Rayleigh

La configuración está basada en tres caminos. Cada camino contiene valores específicos de pérdida, retardo, frecuencia fd Doppler y perfil de distribución del espectro Doppler. El Consorcio CAR 2 CAR Communication ha definido solo la mitad del espectro clásico de Rayleigh Doppler porque el espectro de distribución es más adecuado que el espectro completo de Rayleigh Doppler para los modelos de canal radioeléctrico entre vehículos. A continuación se muestra un perfil típico de distribución de la mitad positiva del espectro de Rayleigh Doppler del camino 2 en el supuesto de visibilidad directa en entorno rural.

Espectro normalizado de Rayleigh Doppler
Espectro normalizado de Rayleigh Doppler

Gracias a las potentes funciones de atenuación del generador vectorial de señales R&S®SMW200A, los técnicos pueden aprovechar la opción de modelos mejorados de atenuación R&S®SMW-K72 durante todas las fases de la prueba de receptores en supuestos de comunicación entre vehículos. Los cinco modelos de canal radioeléctrico entre vehículos se pueden aplicar fácilmente a señales como las de IEEE 802.11p. El usuario puede dedicarse completamente a las pruebas de receptores sin tener de perder un tiempo valioso definiendo y implementando los modelos de canal radioeléctrico entre vehículos. Se trata de un modo rápido y práctico de simular supuestos reales de comunicación entre vehículos en condiciones de laboratorio. La creación de casos de prueba de receptores en condiciones reales de atenuación entre vehículos alcanza una simplicidad nunca vista.

Ventajas clave

  • Compatible con los cinco modelos de canal radioeléctrico entre vehículos
  • Canales radioeléctricos reales entre vehículos dentro del laboratorio
  • Permite crear casos de prueba reproducibles para receptores en condiciones de atenuación controlada en supuestos de comunicación entre vehículos
  • Simplifica la generación de señales en condiciones de atenuación entre vehículos
  • Permite a los técnicos dedicarse completamente a las pruebas de receptores