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Análisis de rendimiento para sistemas de detección y comunicación integrados en escenarios de lluvia

Autores: Huang, Songtao; Li, Jing; Cao, Jing; Fu, Shaozhong; Jin, Yujian; Zhang, Shuo

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Análisis de rendimiento para sistemas de detección y comunicación integrados en escenarios de lluvia


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Subcategoría

Astronomía

Palabras clave

Sistema de comunicación de detección integrada
Escenario de lluvia
Canal de milímetro
Distribución de Weibull
Propagación de señales
Rendimiento de comunicación

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 8

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este documento investiga un sistema de detección y comunicación integrada (ISAC) que opera en un escenario de lluvia, donde una estación base (BS) atiende simultáneamente a múltiples usuarios de comunicación y realiza la detección de lluvia. Específicamente, considerando las características de desvanecimiento del canal de ondas milimétricas (mmWave) y el impacto de la lluvia en el enlace de propagación de la señal, adoptamos la distribución de Weibull como el modelo de canal entre los nodos. Con base en lo anterior, se analizan la relación señal-ruido recibida (SNR), la capacidad del canal, la tasa de error de bits (BER) y la probabilidad de interrupción de los usuarios dentro del sistema para caracterizar el rendimiento de la comunicación. Además, se demuestra la capacidad de detección de la BS a través del análisis de la probabilidad de lluvia. Los resultados de simulación revelan que aumentar la distancia entre la BS y los usuarios degrada significativamente su rendimiento de comunicación. Además, el rendimiento es altamente sensible a la intensidad de la lluvia. Específicamente, en comparación con condiciones de tormenta, la lluvia ligera produce una mejora de 16.9 dB en la SNR promedio de los usuarios, un aumento de 7.2 bps/Hz en la capacidad del canal y una reducción del 40.2% en la probabilidad de interrupción. Adicionalmente, un aumento en la constante dieléctrica compleja de las gotas de lluvia reduce sustancialmente el coeficiente de retrodispersión en la BS de ISAC.

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