Оваа страница ги опишува основите на федингот и видовите на фединг во безжичната комуникација. Видовите на фединг се поделени на фединг со голем обем и фединг со мал обем (ширење на повеќекратно доцнење и доплеров распон).
Рамното фединг и фединг со селекција на фреквенција се дел од фединг со повеќе патеки, додека брзото фединг и бавното фединг се дел од фединг со доплерово ширење. Овие типови на фединг се имплементирани според дистрибуциите или моделите на Рејли, Рисијан, Накагами и Вајбул.
Вовед:
Како што знаеме, безжичниот комуникациски систем се состои од предавател и приемник. Патеката од предавателот до приемникот не е мазна и пренесениот сигнал може да помине низ различни видови на атенуации, вклучувајќи губење на патеката, атенуација на повеќекратни патеки итн. Слабеењето на сигналот низ патеката зависи од различни фактори. Тие се времето, радиофреквенцијата и патеката или позицијата на предавателот/приемникот. Каналот помеѓу предавателот и приемникот може да биде временски променлив или фиксен во зависност од тоа дали предавателот/приемникот се фиксни или се движат еден во однос на друг.
Што е бледнеење?
Временската варијација на моќноста на примениот сигнал поради промени во медиумот за пренос или патеките е позната како фединг. Федингирањето зависи од различни фактори како што е споменато погоре. Во фиксен сценарио, федингувањето зависи од атмосферските услови како што се врнежи од дожд, грмежи итн. Во мобилен сценарио, федингувањето зависи од пречки на патеката кои варираат во однос на времето. Овие пречки создаваат сложени ефекти на пренос на пренесениот сигнал.
Слика 1 прикажува графикон на амплитудата наспроти растојанието за типовите на бавно слабеење и брзо слабеење, за кои ќе разговараме подоцна.
Видови на бледнеење
Земајќи ги предвид различните оштетувања поврзани со каналите и позицијата на предавателот/приемникот, следниве се видовите на фејдинг во безжичниот комуникациски систем.
➤Големо затемнување: Вклучува ефекти на губење на патеката и засенчување.
➤Малоразмерно слабеење: Поделено е на две главни категории, имено, ширење на повеќекратно доцнење и ширење на доплер. Ширењето на повеќекратно доцнење е понатаму поделено на рамно слабеење и фреквентно селективно слабеење. Доплеровото ширење е поделено на брзо слабеење и бавно слабеење.
➤Модели на федирање: Горенаведените типови на федирање се имплементирани во различни модели или дистрибуции кои вклучуваат Rayleigh, Rician, Nakagami, Weibull итн.
Како што знаеме, бледеењето на сигналите се јавува поради рефлексии од земјата и околните згради, како и расфрлани сигнали од дрвја, луѓе и кули присутни во големата површина. Постојат два вида на бледеење, имено бледеење на големо ниво и бледеење на мало ниво.
1.) Бледнеење во голем обем
Големо слабеење се јавува кога пречка ќе се појави помеѓу предавателот и приемникот. Овој тип на пречки предизвикува значително намалување на јачината на сигналот. Ова е затоа што ЕМ бранот е засенчен или блокиран од пречката. Поврзано е со големи флуктуации на сигналот на растојание.
1.a) Губење на патеката
Губењето на патеката во слободниот простор може да се изрази на следниов начин.
➤ Pt/Pr = {(4 * π * d)2/ λ2} = (4*π*f*d)2/c2
Каде,
Pt = Пренослива моќност
Pr = Прием на моќност
λ = бранова должина
d = растојание помеѓу предавателската и приемната антена
c = брзина на светлината, т.е. 3 x 108
Од равенката се подразбира дека пренесениот сигнал ослабува со текот на растојанието како што сигналот се шири на сè поголема и поголема површина од крајот на предавателот кон крајот на приемникот.
1.б) Ефект на сенчење
• Се забележува кај безжичната комуникација. Засенчувањето е отстапување на примената моќност на ЕМ сигналот од просечната вредност.
• Тоа е резултат на пречки на патот помеѓу предавателот и приемникот.
• Зависи од географската положба, како и од радиофреквенцијата на ЕМ (електромагнетни) бранови.
2. Мали бледнеења
Малото слабеење се однесува на брзи флуктуации на јачината на примениот сигнал на многу кратко растојание и краток временски период.
Врз основа наширење на повеќекратно доцнењеПостојат два вида на малоразмерно фединг, имено рамно фединг и фреквентно селективно фединг. Овие типови на повеќепатечно федингирање зависат од средината за пропагација.
2.a) Рамно избледување
Безжичниот канал се нарекува рамно фединг ако има константно засилување и линеарен фазен одзив преку пропусен опсег кој е поголем од пропусниот опсег на пренесениот сигнал.
Кај овој тип на фединг, сите фреквенциски компоненти на примениот сигнал флуктуираат во исти пропорции истовремено. Ова е познато и како неселективно федингирање.
• Сигнал црно-бел << Канал црно-бел
• Период на симбол >> Распределување на доцнење
Ефектот на рамното слабеење се гледа како намалување на SNR. Овие канали со рамно слабеење се познати како канали со променлива амплитуда или теснопојасни канали.
2.б) Фреквентно селективно слабеење
Влијае на различни спектрални компоненти на радио сигналот со различни амплитуди. Оттука и името селективно слабеење.
• Сигнал црно-бел > Канал црно-бел
• Период на симбол < Распределување на доцнење
Врз основа надоплерово ширењеПостојат два вида на фединг, имено брзо фединг и бавно фединг. Овие типови на фединг со доплерово ширење зависат од мобилната брзина, т.е. брзината на приемникот во однос на предавателот.
2.в) Брзо бледнеење
Феноменот на брзо слабеење е претставен со брзи флуктуации на сигналот во мали површини (т.е. пропусен опсег). Кога сигналите пристигнуваат од сите насоки во рамнината, ќе се забележи брзо слабеење за сите насоки на движење.
Брзо слабеење се јавува кога импулсниот одговор на каналот се менува многу брзо во текот на времетраењето на симболот.
• Висок доплеров распон
• Период на симболот > Време на кохерентност
• Варијација на сигналот < Варијација на каналот
Овие параметри резултираат со фреквентна дисперзија или временски селективно слабеење поради доплеровото ширење. Брзото слабеење е резултат на рефлексии од локални објекти и движење на објектите во однос на тие објекти.
При брзо слабеење, приемниот сигнал е збир од бројни сигнали кои се одбиваат од различни површини. Овој сигнал е збир или разлика од повеќе сигнали кои можат да бидат конструктивни или деструктивни врз основа на релативното фазно поместување меѓу нив. Фазните односи зависат од брзината на движење, фреквенцијата на пренос и релативните должини на патеките.
Брзото слабеење го нарушува обликот на пулсот во основниот опсег. Ова нарушување е линеарно и создаваИСИ(Интерференција меѓу симболи). Адаптивното изедначување го намалува ISI со отстранување на линеарното нарушување предизвикано од каналот.
2.d) Бавно исчезнување
Бавното бледнеење е резултат на засенчување од згради, ридови, планини и други објекти преку патеката.
• Ниско доплерово ширење
• Симбол период <
• Варијација на сигналот >> Варијација на каналот
Имплементација на модели на фединг или дистрибуции на фединг
Имплементациите на модели на фединг или дистрибуции на фединг вклучуваат Рејли фединг, Рицијано фединг, Накагами фединг и Вајбулово фединг. Овие дистрибуции или модели на канали се дизајнирани да вклучат фединг во сигналот за податоци во основниот опсег според барањата на профилот на фединг.
Рејли бледее
• Во Рејлиевиот модел, помеѓу предавателот и приемникот се симулираат само компоненти кои не се во линија на видување (NLOS). Се претпоставува дека не постои LOS патека помеѓу предавателот и приемникот.
• MATLAB обезбедува функција „rayleighchan“ за симулирање на моделот на rayleigh канал.
• Моќта е експоненцијално распределена.
• Фазата е рамномерно распределена и независна од амплитудата. Тоа е најкористениот тип на фединг во безжичната комуникација.
Рикијан бледнее
• Во американскиот модел, компонентите од линијата на вид (LOS) и компонентите кои не се од линијата на вид (NLOS) се симулираат помеѓу предавателот и приемникот.
• MATLAB обезбедува функција „ricianchan“ за симулирање на моделот на каналот на rician.
Накагами бледнее
Каналот за фединг на Накагами е статистички модел што се користи за опишување на безжични комуникациски канали во кои примениот сигнал претрпува повеќекратно федингирање. Тој претставува средини со умерено до силно федингирање, како што се урбани или приградски области. Следната равенка може да се користи за симулирање на моделот на каналот за фединг на Накагами.
• Во овој случај означуваме h = r*ejΦи аголот Φ е рамномерно распределен на [-π, π]
• Се претпоставува дека променливите r и Φ се меѓусебно независни.
• PDF-документот Накагами е прикажан како погоре.
• Во pdf-то на Накагами, 2σ2= E{r2}, Γ(.) е гама функцијата и k >= (1/2) е бледената фигура (степени на слобода поврзани со бројот на додадени Гаусови случајни променливи).
• Првично беше развиена емпириски врз основа на мерења.
• Моменталната моќност на прием е гама распределена. • Со k = 1 Рејли = Накагами
Избледување на Вејбул
Овој канал е уште еден статистички модел што се користи за опишување на безжичен комуникациски канал. Каналот на Вајбулово фединг најчесто се користи за претставување на средини со различни видови услови на фединг, вклучувајќи и слабо и силно фединг.
Каде,
2σ2= E{r2}
• Вајбуловата распределба претставува уште една генерализација на Рејлиевата распределба.
• Кога X и Y се iid нулти средни гаусови променливи, обвивката на R = (X2+ Y2)1/2дали е Рејли распределено. • Сепак, обвивката е дефинирана R = (X2+ Y2)1/2, а соодветниот pdf (профил за распределба на енергија) е дистрибуиран од Weibull.
• Следната равенка може да се користи за симулирање на Вајбулов модел на слабеење.
На оваа страница разгледавме различни теми за фединг, како што се што е фединг канал, неговите типови, модели на фединг, нивните примени, функции и така натаму. Можете да ги користите информациите дадени на оваа страница за да споредите и да извлечете разлика помеѓу фединг во мал обем и фединг во голем обем, разлика помеѓу рамно фединг и фединг селективно на фреквенција, разлика помеѓу брзо фединг и бавно фединг, разлика помеѓу Рејли фединг и Рисијанско фединг и така натаму.
E-mail:info@rf-miso.com
Телефон: 0086-028-82695327
Веб-страница: www.rf-miso.com
Време на објавување: 14 август 2023 година
