Ĉi tiu paĝo priskribas la bazaĵojn pri svagiĝo kaj tipojn de svagiĝo en sendrata komunikado. La svagiĝotipoj estas dividitaj en grandskalan svagiĝon kaj malgrandskalan svagiĝon (multvoja prokrastodisvastiĝo kaj doplera disvastigo).
Plata svagiĝo kaj frekvencselekta svagiĝo estas parto de plurvoja svagiĝo, dum rapida svagiĝo kaj malrapida svagiĝo estas parto de doplera disvastiĝa svagiĝo. Ĉi tiuj svagtipoj estas efektivigitaj laŭ la distribuoj aŭ modeloj de Rayleigh, Rician, Nakagami kaj Weibull.
Enkonduko:
Kiel ni scias, sendrata komunikada sistemo konsistas el sendilo kaj ricevilo. La vojo de sendilo al la ricevilo ne estas glata kaj la sendita signalo povas travivi diversajn specojn de atenuiĝoj, inkluzive de vojperdo, plurvoja atenuiĝo ktp. La signala atenuiĝo tra la vojo dependas de diversaj faktoroj. Ili estas tempo, radiofrekvenco kaj vojo aŭ pozicio de sendilo/ricevilo. La kanalo inter sendilo kaj ricevilo povas esti tempe varianta aŭ fiksa depende de ĉu la sendilo/ricevilo estas fiksaj aŭ moviĝantaj unu rilate al la alia.
Kio estas svagiĝo?
La tempa vario de ricevita signalpotenco pro ŝanĝoj en la transmisia medio aŭ vojoj estas konata kiel svagiĝo. Svagiĝo dependas de diversaj faktoroj kiel menciite supre. En fiksa scenaro, svagiĝo dependas de atmosferaj kondiĉoj kiel pluvokvanto, fulmo ktp. En movebla scenaro, svagiĝo dependas de obstakloj sur la vojo, kiuj varias laŭ tempo. Ĉi tiuj obstakloj kreas kompleksajn transmisiajn efikojn al la transmisia signalo.
Figuro-1 prezentas diagramon de amplitudo kontraŭ distanco por malrapidaj kaj rapidaj svagiĝo-tipoj, kiujn ni diskutos poste.
Svagiĝantaj tipoj
Konsiderante diversajn kanalrilatajn kripliĝojn kaj la pozicion de sendilo/ricevilo sekvado, estas la tipoj de svagiĝo en sendrata komunikada sistemo.
➤Grandskala Fadado: Ĝi inkluzivas vojperdon kaj ombrajn efikojn.
➤Malgrandskala Svagiĝo: Ĝi estas dividita en du ĉefajn kategoriojn, nome plurvoja prokrasta disvastiĝo kaj doplera disvastiĝo. La plurvoja prokrasta disvastiĝo estas plue dividita en ebenan svagiĝon kaj frekvencselektan svagiĝon. Doplera disvastiĝo estas dividita en rapidan svagiĝon kaj malrapidan svagiĝon.
➤Svagiĝantaj modeloj: La supre menciitaj svagiĝantaj tipoj estas efektivigitaj en diversaj modeloj aŭ distribuoj, kiuj inkluzivas Rayleigh, Rician, Nakagami, Weibull ktp.
Kiel ni scias, svagiĝantaj signaloj okazas pro reflektoj de la grundo kaj ĉirkaŭaj konstruaĵoj, same kiel disaj signaloj de arboj, homoj kaj turoj ĉeestantaj en la granda areo. Ekzistas du tipoj de svagiĝo, nome grandskala svagiĝo kaj malgrandskala svagiĝo.
1.) Grandskala Svagiĝo
Grandskala svagiĝo okazas kiam obstaklo interiras la sendilon kaj ricevilon. Ĉi tiu tipo de interfero kaŭzas signifan redukton de signalforto. Tio estas ĉar la elektromagneta ondo estas ombrita aŭ blokita de la obstaklo. Ĝi rilatas al grandaj fluktuoj de la signalo laŭ distanco.
1.a) Vojperdo
La perdo en la libera spaco povas esti esprimita jene.
➤ Pt/Pr = {(4 * π * d)2/ λ2} = (4*π*f*d)2/c2
Kie,
Pt = Elsenda potenco
Pr = Ricevu potencon
λ = ondolongo
d = distanco inter elsenda kaj ricevanta antenoj
c = lumrapideco t.e. 3 × 108
El la ekvacio ĝi implicas, ke la sendita signalo malfortiĝas laŭ distanco, ĉar la signalo disvastigiĝas trans pli kaj pli grandan areon de la sendilo al la ricevilo.
1.b) Ombra efiko
• Ĝi estas observata en sendrata komunikado. Ombrado estas devio de ricevita potenco de elektromagneta signalo de la averaĝa valoro.
• Ĝi estas rezulto de obstakloj sur la vojo inter sendilo kaj ricevilo.
• Ĝi dependas de la geografia pozicio kaj ankaŭ de la radiofrekvenco de EM (Elektromagnetaj) ondoj.
2. Malgrandskala Svagiĝo
Malgrandskala svagiĝo temas pri rapidaj fluktuoj de ricevita signalforto trans tre mallonga distanco kaj mallonga tempoperiodo.
Bazita surplurvoja prokrastdisvastiĝoEkzistas du tipoj de malgrandskala svagiĝo, nome plata svagiĝo kaj frekvencselekta svagiĝo. Ĉi tiuj plurvojaj svagiĝospecoj dependas de la disvastiĝa medio.
2.a) Plata svagiĝo
La sendrata kanalo laŭdire estas plata svagiĝanta se ĝi havas konstantan gajnon kaj linearan fazrespondon super bendolarĝo kiu estas pli granda ol la bendolarĝo de la elsendita signalo.
En ĉi tiu tipo de svagiĝo ĉiuj frekvencaj komponantoj de la ricevita signalo fluktuas en samaj proporcioj samtempe. Ĝi ankaŭ estas konata kiel neselektema svagiĝo.
• Signala Larglarĝo << Kanala Larglarĝo
• Simbola periodo >> Prokrasta Disvastiĝo
La efiko de plata svagiĝo videblas kiel malpliiĝo de signal-bruo-bruo (SNR). Ĉi tiuj plataj svagiĝantaj kanaloj estas konataj kiel amplitud-variantaj kanaloj aŭ mallarĝbendaj kanaloj.
2.b) Frekvencselektiva svagiĝo
Ĝi influas malsamajn spektrajn komponantojn de radiosignalo kun malsamaj amplitudoj. Tial la nomo selektiva svagiĝo.
• Signala Larglarĝo > Kanala Larglarĝo
• Simbola periodo < Prokrasta Disvastiĝo
Bazita surdoplera disvastiĝoEkzistas du tipoj de svagiĝo, nome rapida svagiĝo kaj malrapida svagiĝo. Ĉi tiuj dopleraj disvastiĝaj svagiĝospecoj dependas de la rapido de la moveblo, t.e., la rapido de la ricevilo rilate al la sendilo.
2.c) Rapida svagiĝo
La fenomeno de rapida svagiĝo estas reprezentita per rapidaj fluktuoj de signalo super malgrandaj areoj (t.e., bendolarĝo). Kiam la signaloj alvenas el ĉiuj direktoj en la ebeno, rapida svagiĝo estos observata por ĉiuj direktoj de moviĝo.
Rapida svagiĝo okazas kiam la kanala impulsrespondo ŝanĝiĝas tre rapide ene de la simboldaŭro.
• Alta doplera disvastiĝo
• Simbola periodo > Kohereca tempo
• Signala Variado < Kanala Variado
Ĉi tiuj parametroj rezultigas frekvencan disperson aŭ temposelektivan svagiĝon pro doplera disvastiĝo. Rapida svagiĝo estas rezulto de reflektoj de lokaj objektoj kaj moviĝo de objektoj relative al tiuj objektoj.
En rapida svagiĝo, riceva signalo estas sumo de multaj signaloj, kiuj estas reflektitaj de diversaj surfacoj. Ĉi tiu signalo estas sumo aŭ diferenco de pluraj signaloj, kiuj povas esti konstruaj aŭ detruaj surbaze de relativa fazoŝovo inter ili. Fazaj rilatoj dependas de moviĝrapido, dissendofrekvenco kaj relativaj vojlongoj.
Rapida svagiĝo distordas la formon de la bazbenda pulso. Ĉi tiu distordo estas lineara kaj kreasISI(Inter-Simbola Interfero). Adaptiĝema egaligo reduktas ISI forigante linian misprezenton induktitan de la kanalo.
2.d) Malrapida svagiĝo
Malrapida svagiĝo estas rezulto de ombriĝo fare de konstruaĵoj, montetoj, montoj kaj aliaj objektoj super la vojo.
• Malalta Doplera Disvastiĝo
• Simbola periodo <
• Signala Variado >> Kanala Variado
Efektivigo de Svagiĝantaj modeloj aŭ svagiĝantaj distribuoj
Efektivigoj de svagiĝantaj modeloj aŭ svagiĝantaj distribuoj inkluzivas Rayleigh-svagiĝon, Rician-svagiĝon, Nakagami-svagiĝon kaj Weibull-svagiĝon. Ĉi tiuj kanalaj distribuoj aŭ modeloj estas desegnitaj por integri svagiĝon en la bazbenda datensignalo laŭ la postuloj de svagiĝanta profilo.
Rayleigh-fadado
• En la Rayleigh-modelo, nur komponantoj kiuj ne estas en la vidlinio (NLOS) estas simulitaj inter la sendilo kaj la ricevilo. Oni supozas, ke ne ekzistas LOS-pado inter la sendilo kaj la ricevilo.
• MATLAB provizas funkcion "rayleighchan" por simuli la kanalmodelon de Rayleigh.
• La povumo estas eksponente distribuita.
• La fazo estas unuforme distribuita kaj sendependa de la amplitudo. Ĝi estas la plej uzata tipo de svagiĝo en sendrata komunikado.
Rician-fadado
• En la ricana modelo, kaj la komponantoj kun vidlinio (LOS) kaj la komponantoj sen vidlinio (NLOS) estas simulitaj inter la sendilo kaj la ricevilo.
• MATLAB provizas funkcion "ricianchan" por simuli rician-kanalan modelon.
Nakagami-fadado
La Nakagami-fada kanalo estas statistika modelo uzata por priskribi sendratajn komunikajn kanalojn, en kiuj la ricevita signalo spertas plurvojan fadon. Ĝi reprezentas mediojn kun modera ĝis severa fado, kiel ekzemple urbaj aŭ antaŭurbaj areoj. La sekva ekvacio povas esti uzata por simuli la Nakagami-fadan kanalmodelon.
• En ĉi tiu kazo ni signas h = r*ejΦkaj angulo Φ estas unuforme distribuita sur [-π, π]
• Oni supozas, ke la variablo r kaj Φ estas reciproke sendependaj.
• La Nakagami pdf estas esprimita kiel supre.
• En la Nakagami-pdf-o, 2σ2= E{r2}, Γ(.) estas la Gamma-funkcio kaj k >= (1/2) estas la svagiĝanta figuro (gradoj de libereco rilataj al la nombro de aldonitaj Gaŭsaj hazardaj variabloj).
• Ĝi estis origine evoluigita empirie surbaze de mezuroj.
• Tuja riceva potenco estas Gamma distribuita. • Kun k = 1 Rayleigh = Nakagami
Weibull-fadado
Ĉi tiu kanalo estas alia statistika modelo uzata por priskribi sendratajn komunikajn kanalojn. La Weibull-fada kanalo estas ofte uzata por reprezenti mediojn kun diversaj specoj de fadaj kondiĉoj, inkluzive de kaj malforta kaj severa fadado.
Kie,
2σ2= E{r2}
• La distribuo de Weibull reprezentas alian ĝeneraligon de la distribuo de Rayleigh.
• Kiam X kaj Y estas iid nulmeznombro gaŭsaj variabloj, la koverto de R = (X2+ Y2)1/2estas distribuita de Rayleigh. • Tamen koverto estas difinita R = (X2+ Y2)1/2, kaj la koresponda pdf (potencodistribua profilo) estas Weibull-distribuita.
• La jena ekvacio uzeblas por simuli la Weibull-fadomodelon.
En ĉi tiu paĝo ni traktis diversajn temojn pri svagiĝo, kiel ekzemple kio estas svagiĝanta kanalo, ĝiaj tipoj, svagiĝantaj modeloj, iliaj aplikoj, funkcioj kaj tiel plu. Oni povas uzi la informojn donitajn sur ĉi tiu paĝo por kompari kaj derivi diferencojn inter malgrandskala svagiĝo kaj grandskala svagiĝo, diferencon inter plata svagiĝo kaj frekvencselekta svagiĝo, diferencon inter rapida svagiĝo kaj malrapida svagiĝo, diferencon inter Rayleigh-svagiĝo kaj Ricia svagiĝo kaj tiel plu.
E-mail:info@rf-miso.com
Telefono: 0086-028-82695327
Retejo: www.rf-miso.com
Afiŝtempo: 14-a de aŭgusto 2023
