Sellel lehel kirjeldatakse traadita side häibumise põhitõdesid ja tuhmumise tüüpe. Häibumise tüübid jagunevad suuremahulisteks ja väikesemahulisteks tuhmudeks (mitmesuunaline viivituse levik ja doppleri levik).
Tasane hääbumine ja sageduse valikuga hääbumine on osa mitmeteelisest hääbumisest, samas kui kiire ja aeglane hääbumine on osa doppleri hajutusest. Neid tuhmumistüüpe rakendatakse Rayleighi, Riciani, Nakagami ja Weibulli distributsioonide või mudelite järgi.
Sissejuhatus:
Nagu me teame, koosneb raadiosidesüsteem saatjast ja vastuvõtjast. Tee saatjast vastuvõtjani ei ole sujuv ja edastatav signaal võib läbida erinevat tüüpi sumbumisi, sealhulgas tee kadu, mitme tee sumbumine jne. Signaali sumbumine läbiva tee oleneb erinevatest teguritest. Need on aeg, raadiosagedus ja saatja/vastuvõtja tee või asukoht. Saatja ja vastuvõtja vaheline kanal võib olla ajaliselt muutuv või fikseeritud sõltuvalt sellest, kas saatja/vastuvõtja on fikseeritud või liigub üksteise suhtes.
Mis on tuhmumine?
Vastuvõetud signaali võimsuse ajaline muutumine edastuskandja või -teede muutuste tõttu on tuntud kui hääbumine. Nagu eespool mainitud, sõltub tuhmumine erinevatest teguritest. Fikseeritud stsenaariumi korral sõltub tuhmumine atmosfääritingimustest, nagu vihmasadu, valgus jne. Mobiilse stsenaariumi korral sõltub tuhmumine teel olevatest takistustest, mis on ajas erinevad. Need takistused tekitavad edastatavale signaalile keerukaid ülekandeefekte.
Joonisel 1 on kujutatud amplituudi ja kauguse diagramm aeglase ja kiire tuhmumise tüüpide jaoks, mida käsitleme hiljem.
Hääbuvad tüübid
Võttes arvesse erinevaid kanaliga seotud häireid ja saatja/vastuvõtja asukohta, on traadita sidesüsteemis hääbumise tüübid järgmised.
➤Suuremahuline tuhmumine: see hõlmab tee kadu ja varjuefekte.
➤ Väikese ulatusega tuhmumine: see on jagatud kahte põhikategooriasse, nimelt. mitme tee viivituse levik ja doppleri levik. Mitmeteelise viivituse levik jaguneb veel tasaseks hääbumiseks ja sagedusselektiivseks hääbumiseks. Doppleri levik jaguneb kiireks ja aeglaseks pleekimiseks.
➤Tulevad mudelid: ülaltoodud tuhmumistüüpe rakendatakse erinevates mudelites või distributsioonides, sealhulgas Rayleigh, Rician, Nakagami, Weibull jne.
Nagu me teame, tekivad hääbuvad signaalid peegeldustest maapinnalt ja ümbritsevatelt hoonetelt, samuti hajutatud signaalide tõttu suurel alal asuvatelt puudelt, inimestelt ja tornidelt. On kahte tüüpi tuhmumist, nimelt. suuremahuline tuhmumine ja väikesemahuline pleekimine.
1.) Suuremahuline pleekimine
Suuremahuline tuhmumine tekib siis, kui saatja ja vastuvõtja vahele satub takistus. See häiretüüp põhjustab signaali tugevuse märkimisväärse vähenemise. Selle põhjuseks on asjaolu, et EM-laine on takistuse varjus või blokeeritud. See on seotud signaali suurte kõikumistega vahemaa tagant.
1.a) Tee kaotus
Vaba ruumi tee kadu saab väljendada järgmiselt.
➤ Pt/Pr = {(4 * π * d)2/ λ2} = (4*π*f*d)2/c2
kus,
Pt = edastusvõimsus
Pr = vastuvõtu võimsus
λ = lainepikkus
d = saate- ja vastuvõtuantenni vaheline kaugus
c = valguse kiirus, st 3 x 108
Võrrandist järeldub, et edastatud signaal nõrgeneb kauguse jooksul, kui signaal levib üha suuremale alale edastusotsast vastuvõtuotsa suunas.
1.b) Varjuefekt
• Seda täheldatakse traadita side puhul. Varjutus on EM-signaali vastuvõetud võimsuse kõrvalekalle keskmisest väärtusest.
• See on tingitud takistustest saatja ja vastuvõtja vahel.
• See sõltub nii geograafilisest asukohast kui ka EM (elektromagnetiliste) lainete raadiosagedusest.
2. Väikese ulatusega pleekimine
Väikese ulatusega hääbumine on seotud vastuvõetud signaali tugevuse kiirete kõikumistega väga lühikese vahemaa ja lühikese aja jooksul.
Põhinebmitme tee viivituse levikon kahte tüüpi väikesemahulist pleekimist, nimelt. tasane hääbumine ja sageduse valikuline hääbumine. Need mitmeteelised tuhmumistüübid sõltuvad levikeskkonnast.
2.a) Lame pleekimine
Juhtmeta kanalit peetakse ühtlaseks hääbuvaks, kui sellel on pidev võimendus ja lineaarne faasireaktsioon ribalaiuses, mis on suurem kui edastatava signaali ribalaius.
Seda tüüpi hääbumise korral kõikuvad kõik vastuvõetud signaali sageduskomponendid samaaegselt samades proportsioonides. Seda tuntakse ka kui mitteselektiivset tuhmumist.
• Signaal BW << Kanal BW
• Sümboliperiood >> Viivituslevi
Lameda tuhmumise mõju nähakse SNR-i vähenemisena. Neid tasaseid hääbuvaid kanaleid tuntakse amplituudiga muutuvate kanalite või kitsaribakanalitena.
2.b) Sageduse selektiivne tuhmumine
See mõjutab erineva amplituudiga raadiosignaali erinevaid spektraalkomponente. Sellest ka nimi selektiivne hääbumine.
• Signaal BW > Kanal BW
• Sümboli periood < Viivitus
Põhinebdoppleri levikpleekimist on kahte tüüpi, nimelt. kiire tuhmumine ja aeglane tuhmumine. Need Doppleri leviku hääbumise tüübid sõltuvad mobiili kiirusest, st vastuvõtja kiirusest saatja suhtes.
2.c) Kiire tuhmumine
Kiire hääbumise nähtust esindavad signaali kiired kõikumised väikestel aladel (st ribalaius). Kui signaalid saabuvad kõigist tasapinna suundadest, täheldatakse kiiret hääbumist kõigis liikumissuundades.
Kiire tuhmumine toimub siis, kui kanali impulssreaktsioon muutub sümboli kestuse jooksul väga kiiresti.
• Kõrge doppleri levik
• Sümboli periood > Sidususe aeg
• Signaali variatsioon < Kanali variatsioon
Need parameetrid põhjustavad Doppleri levimise tõttu sageduse hajumist või ajaselektiivset tuhmumist. Kiire tuhmumine tuleneb kohalike objektide peegeldusest ja objektide liikumisest nende objektide suhtes.
Kiire tuhmumise korral on vastuvõtusignaal paljude erinevatelt pindadelt peegelduvate signaalide summa. See signaal on mitme signaali summa või erinevus, mis võib nendevahelise suhtelise faasinihke põhjal olla konstruktiivne või hävitav. Faasisuhted sõltuvad liikumiskiirusest, edastussagedusest ja suhtelisest teepikkusest.
Kiire tuhmumine moonutab põhiriba impulsi kuju. See moonutus on lineaarne ja tekitabISI(Sümbolitevaheline häire). Adaptiivne võrdsustus vähendab ISI-d, eemaldades kanali poolt põhjustatud lineaarsed moonutused.
2.d) Aeglane tuhmumine
Aeglane tuhmumine on tingitud hoonete, küngaste, mägede ja muude raja kohal asuvate objektide varjust.
• Madal Doppleri levik
• Sümboli periood <
• Signaali variatsioon >> Kanali variatsioon
Fading mudelite või hääbumisjaotuste rakendamine
Häibuvate mudelite või hääbumisjaotuste rakendused hõlmavad Rayleighi tuhmumist, Riciani tuhmumist, Nakagami tuhmumist ja Weibulli tuhmumist. Need kanalite jaotused või mudelid on kavandatud sisaldama põhiriba andmesignaali hääbumist vastavalt hääbumisprofiili nõuetele.
Rayleigh hääbub
• Rayleighi mudelis simuleeritakse saatja ja vastuvõtja vahel ainult Non Line of Sight (NLOS) komponente. Eeldatakse, et saatja ja vastuvõtja vahel puudub LOS-tee.
• MATLAB pakub "rayleighchani" funktsiooni rayleighi kanali mudeli simuleerimiseks.
• Võimsus jaotub eksponentsiaalselt.
• Faas on ühtlaselt jaotunud ja amplituudist sõltumatu. See on traadita sides enim kasutatud hääbumise tüüp.
Rician hääbub
• Rician mudelis simuleeritakse nii Line of Sight (LOS) kui ka mittesihtjoone (NLOS) komponente saatja ja vastuvõtja vahel.
• MATLAB pakub ricianchani funktsiooni simuleerimiseks rician kanali mudelit.
Nakagami tuhmub
Nakagami hääbumiskanal on statistiline mudel, mida kasutatakse traadita sidekanalite kirjeldamiseks, mille puhul vastuvõetud sgnal läbib mitmeteelise hääbumise. See tähistab mõõduka kuni tugeva tuhmumisega keskkondi, näiteks linna- või eeslinnapiirkondi. Nakagami tuhmumiskanali mudeli simuleerimiseks saab kasutada järgmist võrrandit.
• Sel juhul tähistame h = r*ejΦja nurk Φ on ühtlaselt jaotunud [-π, π]
• Eeldatakse, et muutujad r ja Φ on üksteisest sõltumatud.
• Nakagami pdf on esitatud ülaltoodud viisil.
• Nakagami pdf-is, 2σ2= E{r2}, Γ(.) on gammafunktsioon ja k >= (1/2) on hääbuv arv (vabadusastmed, mis on seotud lisatud Gaussioni juhuslike muutujate arvuga).
• Algselt töötati see välja empiiriliselt, mõõtmiste põhjal.
• Hetkeline vastuvõtuvõimsus on gamma jaotatud. • Kui k = 1 Rayleigh = Nakagami
Weibulli tuhmumine
See kanal on veel üks statistiline mudel, mida kasutatakse traadita sidekanali kirjeldamiseks. Weibulli tuhmumiskanalit kasutatakse tavaliselt erinevat tüüpi tuhmumistingimustega keskkondade esindamiseks, sealhulgas nii nõrga kui ka tugeva tuhmumisega.
kus,
2σ2= E{r2}
• Weibulli jaotus esindab Rayleighi jaotuse teist üldistust.
• Kui X ja Y on iid null, keskmised Gaussi muutujad, siis R ümbrik = (X2+ Y2)1/2on Rayleigh jaotatud. • Siiski on ümbrik määratletud kui R = (X2+ Y2)1/2, ja vastav pdf (toitejaotusprofiil) on Weibulli levitatud.
• Weibulli hääbumismudeli simuleerimiseks saab kasutada järgmist võrrandit.
Sellel lehel oleme läbi vaadanud erinevaid pleekimise teemasid, näiteks mis on hääbuv kanal, selle tüübid, hääbuvad mudelid, nende rakendused, funktsioonid ja nii edasi. Sellel lehel esitatud teavet saab kasutada selleks, et võrrelda ja tuletada erinevusi väikesemahulise ja suuremahulise hääbumise vahel, erinevusi tasapinnalise ja sagedusselektiivse hääbumise vahel, erinevusi kiire ja aeglase hääbumise vahel, erinevusi rayleighi ja riciani hääbumise vahel ning nii edasi.
E-mail:info@rf-miso.com
Telefon:0086-028-82695327
Veebisait: www.rf-miso.com
Postitusaeg: 14. august 2023
