Paj sa a dekri prensip debaz Fading ak kalite Fading nan kominikasyon san fil. Kalite Fading yo divize an fading gwo echèl ak fading ti echèl (difizyon reta milti-chemen ak difizyon doppler).
Fading plat ak fading seleksyon frekans fè pati fading miltip-trajektwa alòske fading rapid ak fading dousman fè pati fading gaye doppler. Kalite fading sa yo aplike dapre distribisyon oswa modèl Rayleigh, Rician, Nakagami ak Weibull.
Entwodiksyon:
Jan nou konnen, sistèm kominikasyon san fil la gen ladan l yon transmetè ak yon reseptè. Chemen ki soti nan transmetè pou rive nan reseptè a pa lis epi siyal ki transmèt la ka pase nan plizyè kalite atenyasyon tankou pèt chemen, atenyasyon miltipoutwa, elatriye. Atenyasyon siyal la nan chemen an depann de plizyè faktè. Yo se tan, frekans radyo ak chemen oswa pozisyon transmetè/reseptè a. Kanal ki genyen ant transmetè ak reseptè a ka varye nan tan oswa fiks selon si transmetè/reseptè a fiks oswa an mouvman youn parapò ak lòt.
Ki sa k ap fennen?
Varyasyon tan puisans siyal resevwa a akòz chanjman nan mwayen transmisyon an oswa nan chemen yo rele fading. Fading depann de plizyè faktè jan sa mansyone pi wo a. Nan yon senaryo fiks, fading depann de kondisyon atmosferik tankou lapli, zèklè, elatriye. Nan yon senaryo mobil, fading depann de obstak sou chemen an ki varye an fonksyon tan. Obstak sa yo kreye efè transmisyon konplèks sou siyal ki transmèt la.
Figi 1 an montre tablo anplitid kont distans pou kalite fennen dousman ak fennen rapid ke nou pral diskite pita.
Kalite fennen
Lè nou konsidere divès pwoblèm ki gen rapò ak chanèl la ak pozisyon transmetè/reseptè a, se kalite fading nan sistèm kominikasyon san fil yo.
➤Gwo Echèl Fading: Li gen ladan l pèt chemen ak efè lonbraj.
➤Degradasyon Ti Echèl: Li divize an de kategori prensipal, sètadi difizyon reta miltipwochemen ak difizyon doppler. Difizyon reta miltipwochemen an divize tou an degradasyon plat ak difizyon selektif frekans. Difizyon doppler la divize an degradasyon rapid ak difizyon dousman.
➤Modèl Fading: Kalite fading ki anwo yo aplike nan divès modèl oswa distribisyon ki gen ladan Rayleigh, Rician, Nakagami, Weibull elatriye.
Jan nou konnen, siyal ki diminye yo rive akòz refleksyon ki soti nan tè a ak bilding ki antoure yo, ansanm ak siyal ki gaye ki soti nan pyebwa, moun ak gwo fò tou won ki prezan nan gwo zòn nan. Gen de kalite diminye, sètadi diminye sou gwo echèl ak diminye sou ti echèl.
1.) Gwo Echèl Dekolorasyon
Gwo fading rive lè yon obstak antre ant transmetè ak reseptè. Kalite entèferans sa a lakòz yon rediksyon enpòtan nan fòs siyal la. Sa a se paske ond EM a kache oswa bloke pa obstak la. Li gen rapò ak gwo fluktuasyon nan siyal la sou distans.
1.a) Pèt chemen
Yo ka eksprime pèt chemen espas lib la jan sa a.
➤ Pt/Pr = {(4 * π * d)2/ λ2} = (4*π*f*d)2/c2
Ki kote,
Pt = Pouvwa transmisyon
Pr = Resevwa pouvwa
λ = longèdonn
d = distans ant antèn transmisyon ak resepsyon an
c = vitès limyè a, sa vle di 3 x 108
Nan ekwasyon an, li vle di ke siyal transmisyon an diminye sou distans pandan siyal la ap gaye sou yon zòn ki pi gwo ak pi gwo soti nan bout transmisyon an rive nan bout reseptè a.
1.b) Efè lonbraj
• Yo obsève li nan kominikasyon san fil. Lonbrayaj se devyasyon puisans siyal EM ki resevwa a soti nan valè mwayèn nan.
• Li se rezilta obstak sou chemen ki genyen ant transmetè a ak reseptè a.
• Sa depann de pozisyon jewografik la ansanm ak frekans radyo ond EM (Elektwomayetik) yo.
2. Ti dekolorasyon
Ti fading lan konsène ak fluktuasyon rapid nan fòs siyal resevwa sou yon distans trè kout ak yon peryòd tan kout.
Baze sougaye reta miltipGen de kalite fading ti echèl, sètadi fading plat ak fading selektif frekans. Kalite fading miltip-chemen sa yo depann de anviwònman pwopagasyon an.
2.a) Dekolorasyon plat
Yo di ke yon kanal san fil gen yon fennen plat (flat fading) si li gen yon gen konstan ak yon repons faz lineyè sou yon lajè bande ki pi gran pase lajè bande siyal transmèt la.
Nan kalite fading sa a, tout konpozan frekans siyal resevwa a varye nan menm pwopòsyon an menm tan. Yo rele sa tou fading ki pa selektif.
• Siyal BW << Chanèl BW
• Peryòd senbòl >> Difizyon reta
Efè fading plat la wè kòm yon diminisyon nan rapò signal/bruit (SNR). Chanèl fading plat sa yo ke yo rekonèt kòm chanèl varyab anplitid oswa chanèl bande etwat.
2.b) Fenisman selektif frekans
Li afekte diferan konpozan espektral yon siyal radyo ak diferan anplitid. Se poutèt sa yo rele l fading selektif.
• Siyal BW > Chanèl BW
• Peryòd senbòl < Difizyon reta
Baze soudifizyon DopplerGen de kalite fading, sètadi fading rapid ak fading dousman. Kalite fading gaye Doppler sa yo depann de vitès mobil lan, sa vle di vitès reseptè a parapò ak transmetè a.
2.c) Dekolorasyon rapid
Fenomèn fading rapid la reprezante pa fluktuasyon rapid nan siyal sou ti zòn (tankou Pleasant). Lè siyal yo rive soti nan tout direksyon nan plan an, yo pral obsève fading rapid pou tout direksyon mouvman.
Yon fennen rapid rive lè repons enpilsyon kanal la chanje trè rapidman nan dire senbòl la.
• Gwo dispèsyon Doppler
• Peryòd senbòl > Tan koyerans
• Varyasyon Siyal < Varyasyon Chanèl
Paramèt sa yo lakòz dispèsyon frekans oswa fennen selektif nan tan akòz difizyon doppler. Fennen rapid la se rezilta refleksyon objè lokal yo ak mouvman objè yo parapò ak objè sa yo.
Nan yon faz rapid, siyal resepsyon an se yon sòm plizyè siyal ki reflete sou divès sifas. Siyal sa a se yon sòm oswa yon diferans plizyè siyal ki ka konstriktif oswa destriktif selon chanjman faz relatif ant yo. Relasyon faz yo depann de vitès mouvman an, frekans transmisyon an ak longè chemen relatif yo.
Fenisman rapid la defòme fòm pulsasyon bande baz la. Distòsyon sa a lineyè epi li kreyeISI(Entèferans Ant Senbòl). Egalizasyon adaptatif diminye ISI a lè li retire distòsyon lineyè ki pwovoke pa kanal la.
2.d) Dekolorasyon dousman
Fennen dousman se rezilta lonbray bilding, ti mòn, mòn ak lòt objè sou chemen an.
• Pwopagasyon Doppler ki ba
• Peryòd senbòl <
• Varyasyon Siyal >> Varyasyon Chanèl
Aplikasyon modèl Fading oswa distribisyon fading
Aplikasyon modèl fading oswa distribisyon fading yo enkli fading Rayleigh, fading Rician, fading Nakagami ak fading Weibull. Distribisyon kanal sa yo oswa modèl yo fèt pou enkòpore fading nan siyal done bande debaz la selon egzijans pwofil fading lan.
Rayleigh ap disparèt
• Nan modèl Rayleigh la, se sèlman konpozan ki pa sou liy vizyon (NLOS) yo ki simile ant transmetè a ak reseptè a. Yo sipoze pa gen okenn chemen LOS ant transmetè a ak reseptè a.
• MATLAB bay fonksyon "rayleighchan" pou simile modèl kanal rayleigh la.
• Pouvwa a distribye eksponansyèlman.
• Faz la distribye inifòmman epi li endepandan de anplitid la. Li se kalite Fading ki pi itilize nan kominikasyon san fil.
Rician ap depafini
• Nan modèl rician an, tou de konpozan Liy Vizyon (LOS) ak konpozan ki pa Liy Vizyon (NLOS) yo simile ant transmetè ak reseptè.
• MATLAB bay fonksyon "ricianchan" pou simile modèl kanal rician an.
Nakagami ap disparèt
Chanèl Nakagami fading se yon modèl estatistik yo itilize pou dekri chanèl kominikasyon san fil kote siyal resevwa a sibi fading miltipoutan. Li reprezante anviwònman ki gen fading modere pou rive grav tankou zòn iben oswa banlye. Ekwasyon sa a ka itilize pou simile modèl chanèl Nakagami fading.
• Nan ka sa a nou deziyen h = r*ejΦepi ang Φ a distribye inifòmman sou [-π, π]
• Yo sipoze varyab r ak Φ endepandan youn ak lòt.
• Fichye Nakagami pdf la prezante jan sa endike anwo a.
• Nan dokiman PDF Nakagami a, 2σ2= E{r2}, Γ(.) se fonksyon Gamma a epi k >= (1/2) se figi efasman an (degre libète ki gen rapò ak kantite varyab aleatwa Gaussion ki ajoute yo).
• Li te devlope okòmansman anpirikman baze sou mezi.
• Pouvwa resepsyon enstantane a distribye pa Gamma. • Avèk k = 1 Rayleigh = Nakagami
Weibull ap depafini
Kanal sa a se yon lòt modèl estatistik yo itilize pou dekri kanal kominikasyon san fil. Kanal Weibull fading lan souvan itilize pou reprezante anviwònman ki gen divès kalite kondisyon fading, tankou fading fèb ak grav.
Ki kote,
2σ2= E{r2}
• Distribisyon Weibull la reprezante yon lòt jeneralizasyon distribisyon Rayleigh la.
• Lè X ak Y se varyab gausyen iid ki gen mwayèn zewo, anvlòp R = (X2+ Wi2)1/2èske Rayleigh distribye. • Sepandan, anvlòp la defini R = (X2+ Wi2)1/2, epi pdf ki koresponn lan (pwofil distribisyon pouvwa) se Weibull distribye.
• Ou ka itilize ekwasyon sa a pou simile modèl efasman Weibull la.
Nan paj sa a, nou te pale sou plizyè sijè sou fading tankou sa ki yon kanal fading, kalite li yo, modèl fading yo, aplikasyon yo, fonksyon yo, eksetera. Yon moun ka itilize enfòmasyon ki bay sou paj sa a pou konpare epi derive diferans ki genyen ant fading ti echèl ak fading gwo echèl, diferans ki genyen ant fading plat ak fading selektif frekans, diferans ki genyen ant fading rapid ak fading dousman, diferans ki genyen ant fading rayleigh ak fading rician, eksetera.
E-mail:info@rf-miso.com
Telefòn: 0086-028-82695327
Sit wèb: www.rf-miso.com
Dat piblikasyon: 14 Out 2023
