Оваа страница ги опишува основите за избледување и видовите на избледување во безжичната комуникација. Типовите на бледнее се поделени на бледнее во големи размери и бледнее во мали размери (повеќепатно одложено ширење и доплерово ширење).
Рамното избледување и бледнеењето со избирање на фреквенција се дел од бледнеењето со повеќе патеки, каде што брзото бледнее и бавното бледнее се дел од бледнеењето на доплеровото ширење. Овие типови на избледување се имплементирани според дистрибуциите или моделите на Rayleigh, Rician, Nakagami и Weibull.
Вовед:
Како што знаеме, системот за безжична комуникација се состои од предавател и приемник. Патот од предавателот до приемникот не е мазен и пренесениот сигнал може да помине низ различни видови слабеење, вклучувајќи губење на патеката, слабеење на повеќе 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 варира или фиксира во зависност од тоа дали предавателот/приемникот се фиксирани или се движат еден во однос на друг.
Што бледнее?
Временската варијација на моќноста на примениот сигнал поради промените во медиумот за пренос или патеките е позната како бледнее. Избледувањето зависи од различни фактори како што е споменато погоре. Во фиксно сценарио, избледувањето зависи од атмосферските услови како што се врнежите, молњите итн. Во мобилното сценарио, избледувањето зависи од пречките на патеката кои се разликуваат во однос на времето. Овие пречки создаваат сложени преносни ефекти на пренесениот сигнал.
Слика-1 прикажува графикон со амплитуда наспроти растојание за бавно бледнее и брзо бледнее типови за кои ќе разговараме подоцна.
Видови на избледување
Имајќи ги предвид различните оштетувања поврзани со каналот и положбата на предавателот/приемникот, следниве се видовите на избледување во системот за безжична комуникација.
➤ Избледување во големи размери: Вклучува губење на патеката и ефекти на засенчување.
➤ Избледување од мали размери: Поделено е во две главни категории т.е. повеќепатно задоцнето ширење и доплерово ширење. Распространувањето на доцнење со повеќе патеки е дополнително поделено на рамно избледување и фреквентно селективно избледување. Доплеровото ширење е поделено на брзо избледување и бавно избледување.
➤Модели за избледување: Видовите над избледување се имплементирани во различни модели или дистрибуции кои вклучуваат Rayleigh, Rician, Nakagami, Weibull итн.
Како што знаеме, сигналите за избледување се јавуваат поради рефлексии од земјата и околните згради, како и од расфрланите сигнали од дрвјата, луѓето и кулите присутни на големата површина. Постојат два вида на избледување, т.е. избледување од големи размери и избледување од мали размери.
1.) Избледување од големи размери
Избледување во големи размери се случува кога ќе се појави пречка помеѓу предавателот и приемникот. Овој тип на пречки предизвикува значително намалување на јачината на сигналот. Тоа е затоа што ЕМ бранот е засенчен или блокиран од пречката. Тоа е поврзано со големи флуктуации на сигналот на растојание.
1.а) Загуба на патеката
Загубата на патеката за слободен простор може да се изрази на следниов начин.
➤ Pt/Pr = {(4 * π * d)2/ λ2} = (4*π*f*d)2/c2
Каде,
Pt = Пренос на моќност
Pr = Примање моќ
λ = бранова должина
d = растојание помеѓу преносната и приемната антена
c = брзина на светлината т.е. 3 x 108
Од равенката се подразбира дека пренесениот сигнал слабее на растојание додека сигналот се шири на поголема и поголема површина од крајот на преносот кон крајот на приемот.
1.б) Ефект на засенчување
• Тоа е забележано во безжичната комуникација. Засенчување е отстапување на примената моќност на ЕМ сигналот од просечната вредност.
• Тоа е резултат на препреки на патот помеѓу предавателот и приемникот.
• Зависи од географската положба како и од радиофреквенцијата на ЕМ (Електромагнетните) бранови.
2. Избледување од мали размери
Избледувањето на малите размери е поврзано со брзите флуктуации на јачината на примениот сигнал на многу кратко растојание и краток временски период.
Врз основа наширење на доцнењето со повеќе патекипостојат два вида на бледнее од мали размери, т.е. рамно избледување и фреквентно селективно избледување. Овие типови на бледнее со повеќе патеки зависат од околината за ширење.
2.а) Рамно избледување
Се вели дека безжичниот канал е рамномерно избледување ако има константно засилување и линеарен фазен одговор преку пропусниот опсег што е поголем од пропусниот опсег на пренесениот сигнал.
При овој тип на избледување, сите фреквентни компоненти на примениот сигнал флуктуираат во исти пропорции истовремено. Познато е и како неселективно избледување.
• Сигнал BW << Канал BW
• Период на симболи >> Одложено ширење
Ефектот на рамно избледување се гледа како намалување на SNR. Овие рамни избледени канали се познати како канали со променлива амплитуда или теснопојасни канали.
2.б) Фреквенција Селективно избледување
Влијае на различни спектрални компоненти на радио сигнал со различни амплитуди. Оттука и името селективно избледување.
• Сигнал BW > Канал BW
• Период на симболи < Одложено ширење
Врз основа надоплер ширењепостојат два вида на избледување т.е. брзо избледување и бавно избледување. Овие типови на избледување на ширењето на доплер зависат од брзината на мобилниот, односно брзината на приемникот во однос на предавателот.
2.в) Брзо избледување
Феноменот на брзо избледување е претставен со брзи флуктуации на сигналот на мали области (т.е. пропусниот опсег). Кога сигналите ќе пристигнат од сите правци во авионот, ќе се забележи брзо избледување за сите правци на движење.
Брзо избледување се случува кога одговорот на импулсот на каналот се менува многу брзо во рамките на времетраењето на симболот.
• Висок доплер ширење
• Период на симболи > Време на кохерентност
• Варијација на сигналот < Варијација на каналот
Овие параметри резултираат со дисперзија на фреквенцијата или временски селективно избледување поради ширењето на доплер. Брзото избледување е резултат на рефлексии на локални објекти и движење на предметите во однос на тие објекти.
При брзо избледување, сигналот за примање е збир на бројни сигнали кои се рефлектираат од различни површини. Овој сигнал е збир или разлика од повеќе сигнали кои можат да бидат конструктивни или деструктивни врз основа на релативно фазно поместување меѓу нив. Односите на фазите зависат од брзината на движење, фреквенцијата на пренос и релативната должина на патеката.
Брзото избледување го нарушува обликот на пулсот на основната лента. Ова нарушување е линеарно и создаваИСИ(Inter Symbol Interference). Адаптивното изедначување го намалува ISI со отстранување на линеарното изобличување предизвикано од каналот.
2.г) Бавно избледување
Бавното избледување е резултат на засенчување од згради, ридови, планини и други предмети над патеката.
• Ниско доплерово ширење
• Период на симболи <
• Варијација на сигналот >> Варијација на каналот
Имплементација на Fading модели или fading дистрибуции
Имплементациите на избледени модели или дистрибуции на избледување вклучуваат Rayleigh fading, Rician fading, Nakagami fading и Weibull fading. Овие дистрибуции или модели на канали се дизајнирани да вклучат бледнее во сигналот за податоци на основната лента според барањата на профилот за избледување.
Рејли бледнее
• Во моделот Рејли, само компонентите што не се од вид (NLOS) се симулирани помеѓу предавателот и приемникот. Се претпоставува дека не постои LOS патека помеѓу предавателот и приемникот.
• MATLAB обезбедува функција "rayleighchan" за симулирање на модел на рејли канали.
• Моќта е експоненцијално распределена.
• Фазата е рамномерно распоредена и независна од амплитудата. Тоа е најкористениот тип на Fading во безжичната комуникација.
Рициско избледување
• Во моделот rician, и Line of Sight (LOS) и non Line of Sight (NLOS) компоненти се симулирани помеѓу предавателот и приемникот.
• MATLAB обезбедува функција „ricianchan“ за симулирање на модел на рицијански канал.
Накагами бледнее
Nakagami fadding channel е статистички модел кој се користи за опишување на безжичните комуникациски канали во кои примениот сигнал се подложува на бледнење на повеќе патеки. Претставува средини со умерено до сериозно избледување, како што се урбаните или приградските области. Следната равенка може да се користи за симулирање на моделот на каналот за избледување Накагами.
• Во овој случај означуваме h = r*ejΦа аголот Φ е рамномерно распределен на [-π, π]
• Променливата r и Φ се претпоставува дека се меѓусебно независни.
• Накагами pdf е изразен како погоре.
• Во Накагами pdf, 2σ2= Е{р2}, Γ(.) е функцијата Гама и k >= (1/2) е бројката што избледува (степени на слобода поврзани со бројот на додадени Gaussion случајни променливи).
• Првично беше развиен емпириски врз основа на мерења.
• Моќта за моментално примање е гама дистрибуирана. • Со k = 1 Рејли = Накагами
Веибул бледнее
Овој канал е уште еден статистички модел што се користи за опишување на безжичниот комуникациски канал. Веибуловиот канал за избледување најчесто се користи за претставување на средини со различни типови на услови на избледување, вклучувајќи слабо и сериозно избледување.
Каде,
2σ2= Е{р2}
• Вајбуловата распределба претставува уште една генерализација на Рејлиевата дистрибуција.
• Кога X и Y се iid нула средни гаусови променливи, обвивката на R = (X2+ Y2)1/2е дистрибуиран Рејли. • Сепак, пликот е дефиниран R = (X2+ Y2)1/2, а соодветниот pdf (профил на дистрибуција на енергија) е дистрибуиран Weibull.
• Следната равенка може да се користи за симулирање на моделот за избледување на Веибул.
На оваа страница поминавме низ различни теми за избледување, како што е каналот за избледување, неговите типови, моделите за избледување, нивните апликации, функции и слично. Може да се користат информациите дадени на оваа страница за да се споредат и извлечат разликата помеѓу бледнее во мали размери и бледнее во големи размери, разлика помеѓу рамно избледување и фреквентно селективно избледување, разлика помеѓу брзо избледување и бавно избледување, разлика помеѓу бледнее и рицинско бледнее и така натаму.
E-mail:info@rf-miso.com
Телефон: 0086-028-82695327
Веб-страница: www.rf-miso.com
Време на објавување: 14-ти август 2023 година
