Din il-paġna tiddeskrivi l-bażiċi tal-Fading u t-tipi ta' fading fil-komunikazzjoni mingħajr fili. It-tipi ta' Fading huma maqsuma f'fading fuq skala kbira u fading fuq skala żgħira (tixrid ta' dewmien multipath u tixrid doppler).
Il-flat fading u l-frequency selection fading huma parti mill-multipath fading filwaqt li l-fast fading u l-slow fading huma parti mid-doppler spread fading. Dawn it-tipi ta' fading huma implimentati skont id-distribuzzjonijiet jew il-mudelli ta' Rayleigh, Rician, Nakagami u Weibull.
Introduzzjoni:
Kif nafu, sistema ta' komunikazzjoni mingħajr fili tikkonsisti minn trasmettitur u riċevitur. Il-mogħdija mit-trasmettitur għar-riċevitur mhijiex bla xkiel u s-sinjal trasmess jista' jgħaddi minn diversi tipi ta' attenwazzjonijiet inkluż telf fil-mogħdija, attenwazzjoni minn mogħdijiet multipli eċċ. L-attenwazzjoni tas-sinjal fil-mogħdija tiddependi fuq diversi fatturi. Dawn huma l-ħin, il-frekwenza tar-radju u l-mogħdija jew il-pożizzjoni tat-trasmettitur/riċevitur. Il-kanal bejn it-trasmettitur u r-riċevitur jista' jvarja jew ikun fiss fil-ħin skont jekk it-trasmettitur/riċevitur humiex fissi jew jiċċaqalqu fir-rigward ta' xulxin.
X'inhu jisparixxi?
Il-varjazzjoni fil-ħin tal-qawwa tas-sinjal riċevut minħabba bidliet fil-mezz jew fil-mogħdijiet tat-trażmissjoni hija magħrufa bħala fading. Il-fading jiddependi fuq diversi fatturi kif imsemmi hawn fuq. F'xenarju fiss, il-fading jiddependi fuq kundizzjonijiet atmosferiċi bħal xita, sajjetti eċċ. F'xenarju mobbli, il-fading jiddependi fuq ostakli fuq il-mogħdija li jvarjaw fir-rigward tal-ħin. Dawn l-ostakli joħolqu effetti ta' trażmissjoni kumplessi għas-sinjal trasmess.
Il-figura 1 turi tabella tal-amplitudni kontra d-distanza għat-tipi ta' fading bil-mod u fading veloċi li se niddiskutu aktar tard.
Tipi ta' fading
Meta wieħed iqis diversi indebolimenti relatati mal-kanali u l-pożizzjoni tas-segwitu tat-trasmettitur/riċevitur, hemm it-tipi ta' fading fis-sistema ta' komunikazzjoni mingħajr fili.
➤Fading fuq Skala Kbira: Jinkludi telf ta' mogħdija u effetti ta' dell.
➤Fading fuq Skala Żgħira: Huwa maqsum f'żewġ kategoriji ewlenin jiġifieri tixrid ta' dewmien multipath u tixrid doppler. It-tixrid ta' dewmien multipath huwa maqsum aktar f'fading ċatt u fading selettiv tal-frekwenza. It-tixrid Doppler huwa maqsum f'fading mgħaġġel u fading bil-mod.
➤Mudelli ta' fading: It-tipi ta' fading ta' hawn fuq huma implimentati f'diversi mudelli jew distribuzzjonijiet li jinkludu Rayleigh, Rician, Nakagami, Weibull eċċ.
Kif nafu, is-sinjali li qed jitnaqqsu jseħħu minħabba riflessjonijiet mill-art u l-bini tal-madwar kif ukoll sinjali mxerrda minn siġar, nies u torrijiet preżenti fiż-żona kbira. Hemm żewġ tipi ta' fading jiġifieri fading fuq skala kbira u fading fuq skala żgħira.
1.) Tħassir fuq Skala Kbira
Fading fuq skala kbira jseħħ meta ostaklu jidħol bejn it-trasmettitur u r-riċevitur. Dan it-tip ta' interferenza jikkawża ammont sinifikanti ta' tnaqqis fis-saħħa tas-sinjal. Dan għaliex il-mewġa EM hija mdallma jew imblukkata mill-ostaklu. Hija relatata ma' varjazzjonijiet kbar tas-sinjal fuq id-distanza.
1.a) Telf fil-mogħdija
It-telf fil-mogħdija tal-ispazju ħieles jista' jiġi espress kif ġej.
➤ Pt/Pr = {(4 * π * d)2/ λ2} = (4*π*f*d)2/c2
Fejn,
Pt = Qawwa tat-trażmissjoni
Pr = Qawwa li tirċievi
λ = tul ta' mewġa
d = id-distanza bejn l-antenna li tittrażmetti u li tirċievi
c = il-veloċità tad-dawl jiġifieri 3 x 108
Mill-ekwazzjoni jimplika li s-sinjal trasmess jonqos mad-distanza hekk kif is-sinjal jinfirex fuq żona dejjem akbar mit-tarf tat-trażmissjoni lejn it-tarf tar-riċevitur.
1.b) Effett ta' dell
• Jiġi osservat fil-komunikazzjoni mingħajr fili. Id-dell huwa devjazzjoni tal-qawwa riċevuta tas-sinjal EM mill-valur medju.
• Huwa riżultat ta' ostakli fuq il-mogħdija bejn it-trasmettitur u r-riċevitur.
• Jiddependi fuq il-pożizzjoni ġeografika kif ukoll fuq il-frekwenza tar-radju tal-mewġ EM (Elettromanjetiċi).
2. Fading fuq Skala Żgħira
It-tnaqqis fuq skala żgħira huwa kkonċernat bil-varjazzjonijiet rapidi tas-saħħa tas-sinjal riċevut fuq distanza qasira ħafna u perjodu ta' żmien qasir.
Ibbażat fuqtixrid ta' dewmien b'ħafna mogħdijietHemm żewġ tipi ta' fading fuq skala żgħira, jiġifieri fading ċatt u fading selettiv tal-frekwenza. Dawn it-tipi ta' fading b'ħafna mogħdijiet jiddependu fuq l-ambjent tal-propagazzjoni.
2.a) Fading ċatt
Il-kanal mingħajr fili jingħad li huwa flat fading jekk ikollu qligħ kostanti u rispons tal-fażi lineari fuq bandwidth li hija akbar mill-bandwidth tas-sinjal trasmess.
F'dan it-tip ta' fading il-komponenti kollha tal-frekwenza tas-sinjal riċevut ivarjaw fl-istess proporzjonijiet simultanjament. Huwa magħruf ukoll bħala fading mhux selettiv.
• Sinjal BW << Kanal BW
• Perjodu tas-Simbolu >> Firxa tad-Dewmien
L-effett ta' flat fading jidher bħala tnaqqis fl-SNR. Dawn il-kanali flat fading huma magħrufa bħala kanali li jvarjaw bl-amplitudni jew kanali dejqa.
2.b) Fading selettiv tal-frekwenza
Dan jaffettwa komponenti spettrali differenti ta' sinjal tar-radju b'amplitudnijiet differenti. Għalhekk l-isem fading selettiv.
• Sinjal BW > Kanal BW
• Perjodu tas-Simbolu < Firxa tad-Dewmien
Ibbażat fuqtixrid tad-dopplerHemm żewġ tipi ta' fading jiġifieri fading mgħaġġel u fading bil-mod. Dawn it-tipi ta' fading mifrux Doppler jiddependu fuq il-veloċità mobbli jiġifieri l-veloċità tar-riċevitur fir-rigward tat-trasmettitur.
2.c) Tisparixxi malajr
Il-fenomenu ta' fading mgħaġġel huwa rappreżentat minn varjazzjonijiet rapidi tas-sinjal fuq żoni żgħar (jiġifieri l-bandwidth). Meta s-sinjali jaslu mid-direzzjonijiet kollha fil-pjan, fading mgħaġġel jiġi osservat għad-direzzjonijiet kollha tal-moviment.
It-tnaqqis mgħaġġel iseħħ meta r-rispons tal-impuls tal-kanal jinbidel malajr ħafna fit-tul tas-simbolu.
• Tixrid Doppler għoli
• Perjodu tas-simbolu > Ħin ta' koerenza
• Varjazzjoni tas-Sinjal < Varjazzjoni tal-Kanal
Dawn il-parametri jirriżultaw f'dispersjoni tal-frekwenza jew fading selettiv fil-ħin minħabba t-tixrid doppler. Il-fading mgħaġġel huwa riżultat ta' riflessjonijiet ta' oġġetti lokali u l-moviment ta' oġġetti relattiv għal dawk l-oġġetti.
F'fast fading, is-sinjal riċevut huwa s-somma ta' bosta sinjali li huma riflessi minn diversi uċuħ. Dan is-sinjal huwa s-somma jew id-differenza ta' sinjali multipli li jistgħu jkunu kostruttivi jew distruttivi bbażati fuq il-bidla relattiva tal-fażi bejniethom. Ir-relazzjonijiet tal-fażi jiddependu fuq il-veloċità tal-moviment, il-frekwenza tat-trażmissjoni u t-tulijiet relattivi tal-mogħdija.
It-tgħib mgħaġġel ifixkel il-forma tal-polz tal-baseband. Din id-distorsjoni hija lineari u toħloqISI(Interferenza Inter-Simbolu). L-ekwalizzazzjoni adattiva tnaqqas l-ISI billi tneħħi d-distorsjoni lineari kkawżata mill-kanal.
2.d) Tisparixxi bil-mod
It-tgħib bil-mod huwa riżultat tad-dell minn bini, għoljiet, muntanji u oġġetti oħra tul il-mogħdija.
• Firxa Doppler Baxxa
• Perjodu tas-simbolu <
• Varjazzjoni tas-Sinjal >> Varjazzjoni tal-Kanal
Implimentazzjoni ta' mudelli ta' fading jew distribuzzjonijiet ta' fading
L-implimentazzjonijiet ta' mudelli ta' fading jew distribuzzjonijiet ta' fading jinkludu Rayleigh fading, Rician fading, Nakagami fading u Weibull fading. Dawn id-distribuzzjonijiet jew mudelli ta' kanali huma ddisinjati biex jinkorporaw fading fis-sinjal tad-dejta tal-baseband skont ir-rekwiżiti tal-profil tal-fading.
Rayleigh jisparixxi
• Fil-mudell Rayleigh, il-komponenti Non Line of Sight (NLOS) biss huma simulati bejn it-trasmettitur u r-riċevitur. Huwa preżunt li ma teżisti l-ebda mogħdija LOS bejn it-trasmettitur u r-riċevitur.
• MATLAB jipprovdi l-funzjoni "rayleighchan" biex jissimula l-mudell tal-kanal rayleigh.
• Il-qawwa hija mqassma b'mod esponenzjali.
• Il-fażi hija mqassma b'mod uniformi u indipendenti mill-amplitudni. Huwa l-aktar tip użat ta' Fading fil-komunikazzjoni mingħajr fili.
Riċjan jisparixxi
• Fil-mudell ricijan, kemm il-komponenti tal-Line of Sight (LOS) kif ukoll dawk mhux tal-Line of Sight (NLOS) huma simulati bejn it-trasmettitur u r-riċevitur.
• MATLAB jipprovdi l-funzjoni "ricianchan" biex jissimula l-mudell tal-kanal rician.
Nakagami qed jisparixxi
Il-kanal ta' fadding ta' Nakagami huwa mudell statistiku użat biex jiddeskrivi kanali ta' komunikazzjoni mingħajr fili fejn is-sinjal riċevut jgħaddi minn fading b'ħafna mogħdijiet. Jirrappreżenta ambjenti b'fading moderat sa sever bħal żoni urbani jew suburbani. L-ekwazzjoni li ġejja tista' tintuża biex tissimula l-mudell tal-kanal ta' fading ta' Nakagami.
• F'dan il-każ niddeskrivu h = r*ejΦu l-angolu Φ huwa mqassam b'mod uniformi fuq [-π, π]
• Il-varjabbli r u Φ huma preżunti li huma indipendenti minn xulxin.
• Il-pdf ta' Nakagami huwa espress kif deskritt hawn fuq.
• Fil-pdf ta' Nakagami, 2σ2= E{r2}, Γ(.) hija l-funzjoni Gamma u k >= (1/2) hija l-figura tal-fading (gradi ta' libertà relatati man-numru ta' varjabbli każwali ta' Gaussion miżjuda).
• Oriġinarjament ġie żviluppat b'mod empiriku bbażat fuq kejl.
• Il-qawwa ta' riċeviment istantanju hija distribwita Gamma. • B'k = 1 Rayleigh = Nakagami
Weibull jisparixxi
Dan il-kanal huwa mudell statistiku ieħor użat biex jiddeskrivi kanal ta' komunikazzjoni mingħajr fili. Il-kanal ta' Weibull fading huwa komunement użat biex jirrappreżenta ambjenti b'diversi tipi ta' kundizzjonijiet ta' fading inkluż kemm fading dgħajjef kif ukoll sever.
Fejn,
2σ2= E{r2}
• Id-distribuzzjoni ta' Weibull tirrappreżenta ġeneralizzazzjoni oħra tad-distribuzzjoni ta' Rayleigh.
• Meta X u Y huma varjabbli gaussjani b'medja żero iid, l-envelopp ta' R = (X2+ Y2)1/2hija d-distribuzzjoni ta' Rayleigh. • Madankollu, l-envelopp huwa definit R = (X2+ Y2)1/2, u l-pdf korrispondenti (profil tad-distribuzzjoni tal-enerġija) huwa distribwit minn Weibull.
• L-ekwazzjoni li ġejja tista' tintuża biex tissimula l-mudell ta' Weibull fading.
F'din il-paġna għaddejna minn diversi suġġetti dwar il-fading bħal x'inhu kanal tal-fading, it-tipi tiegħu, il-mudelli tal-fading, l-applikazzjonijiet tagħhom, il-funzjonijiet u l-bqija. Wieħed jista' juża l-informazzjoni pprovduta f'din il-paġna sabiex iqabbel u jikseb id-differenza bejn fading fuq skala żgħira u fading fuq skala kbira, id-differenza bejn fading ċatt u fading selettiv tal-frekwenza, id-differenza bejn fading mgħaġġel u fading bil-mod, id-differenza bejn rayleigh fading u rician fading u l-bqija.
E-mail:info@rf-miso.com
Telefon: 0086-028-82695327
Sit elettroniku: www.rf-miso.com
Ħin tal-posta: 14 ta' Awwissu 2023
