Dizze side beskriuwt de basis fan fading en soarten fading yn draadloze kommunikaasje. De fadingtypen binne ferdield yn grutskalige fading en lytsskalige fading (meardere paadfertraging en dopplerfersprieding).
Flat fading en frekwinsjeseleksjefading binne ûnderdiel fan multipath fading, wylst rappe fading en stadige fading ûnderdiel binne fan doppler spread fading. Dizze fadingtypen wurde ymplementearre neffens Rayleigh-, Rician-, Nakagami- en Weibull-ferdielingen of modellen.
Ynlieding:
Lykas wy witte, bestiet in draadloos kommunikaasjesysteem út in stjoerder en in ûntfanger. It paad fan 'e stjoerder nei de ûntfanger is net glêd en it útstjoerde sinjaal kin ferskate soarten ferswakkingen ûndergean, ynklusyf paadferlies, mearpaadferswakking, ensfh. De sinjaalferswakking oer it paad hinget ôf fan ferskate faktoaren. Dat binne tiid, radiofrekwinsje en paad of posysje fan 'e stjoerder/ûntfanger. It kanaal tusken de stjoerder en de ûntfanger kin tiidfariabele of fêst wêze, ôfhinklik fan oft de stjoerder/ûntfanger fêst binne of ten opsichte fan elkoar bewege.
Wat is oan it ferdwinen?
De tiidsfariaasje fan ûntfongen sinjaalkrêft troch feroaringen yn it transmissiemedium of paden wurdt fading neamd. Fading hinget ôf fan ferskate faktoaren lykas hjirboppe neamd. Yn in fêst senario hinget fading ôf fan atmosfearyske omstannichheden lykas rein, bliksem ensfh. Yn in mobyl senario hinget fading ôf fan obstakels op it paad dy't fariearje yn 'e tiid. Dizze obstakels meitsje komplekse transmissie-effekten foar it útstjoerde sinjaal.
De figuer-1 toant in tabel mei amplitude tsjin ôfstân foar typen stadich en fluch fading, dy't wy letter sille beprate.
Fervaagjende soarten
Mei it each op ferskate kanaalrelatearre beheiningen en de posysje fan stjoerder/ûntfanger, hjirnei binne de soarten fade yn draadloze kommunikaasjesystemen.
➤Grutskalige ferdwining: It omfettet paadferlies en skaadeffekten.
➤Lytsskalige fading: It is ferdield yn twa haadkategoryen, nammentlik mearpaadfertragingsfersprieding en dopplerfersprieding. De mearpaadfertragingsfersprieding wurdt fierder ferdield yn flakke fading en frekwinsjeselektive fading. Dopplerfersprieding wurdt ferdield yn rappe fading en stadige fading.
➤Fadingmodellen: Boppesteande fadingtypen wurde ymplementearre yn ferskate modellen of distribúsjes, wêrûnder Rayleigh, Rician, Nakagami, Weibull ensfh.
Lykas wy witte, ûntsteane fading-sinjalen troch refleksjes fan 'e grûn en omlizzende gebouwen, lykas fersprate sinjalen fan beammen, minsken en tuorren dy't oanwêzich binne yn in grut gebiet. Der binne twa soarten fading, nammentlik grutskalige fading en lytsskalige fading.
1.) Ferkleuring op grutte skaal
Grutskalige fading komt foar as in obstakel tusken de stjoerder en ûntfanger komt. Dit type ynterferinsje feroarsaket in flinke fermindering fan sinjaalsterkte. Dit komt om't de elektromagnetyske weach skaad of blokkearre wurdt troch it obstakel. It is relatearre oan grutte fluktuaasjes fan it sinjaal oer in ôfstân.
1.a) Paadferlies
It ferlies fan frije romtepaad kin as folget útdrukt wurde.
➤ Pt/Pr = {(4 * π * d)2/ λ2} = (4*π*f*d)2/c2
Wêr,
Pt = Oerdrachtfermogen
Pr = Untfangstfermogen
λ = golflingte
d = ôfstân tusken stjoer- en ûntfangende antenne
c = ljochtsnelheid, dus 3 x 108
Ut 'e fergeliking ymplisearret it dat it útstjoerde sinjaal oer in ôfstân ferswakket, om't it sinjaal oer in hieltyd grutter gebiet ferspraat wurdt fan it stjoerein nei it ûntfangende ein.
1.b) Skaadeffekt
• It wurdt waarnommen yn draadloze kommunikaasje. Skaadfoarming is in ôfwiking fan it ûntfongen fermogen fan it EM-sinjaal fan 'e gemiddelde wearde.
• It is it gefolch fan obstakels op it paad tusken stjoerder en ûntfanger.
• It hinget ôf fan geografyske posysje en ek fan radiofrekwinsje fan EM (elektromagnetyske) weagen.
2. Lytsskalige ferdwining
Lytsskalige fading hat te krijen mei rappe fluktuaasjes yn ûntfongen sinjaalsterkte oer in heul koarte ôfstân en in koarte perioade.
Basearre opmearpaadfertraging ferspriedingDer binne twa soarten lytsskalige fading, nammentlik flakke fading en frekwinsjeselektive fading. Dizze soarten multipadfading binne ôfhinklik fan 'e propagaasjeomjouwing.
2.a) Platte fade
It draadloze kanaal wurdt sein dat it flak fadet as it in konstante fersterking en lineêre fazerespons hat oer in bânbreedte dy't grutter is as de bânbreedte fan it útstjoerde sinjaal.
By dit type fading fluktuearje alle frekwinsjekomponinten fan it ûntfongen sinjaal tagelyk yn deselde proporsjes. It is ek wol bekend as net-selektive fading.
• Sinjaal BW << Kanaal BW
• Symboalperioade >> Fertragingfersprieding
It effekt fan flakke fading wurdt sjoen as in ôfname yn SNR. Dizze flakke fading-kanalen binne bekend as amplitude-fariearjende kanalen of smelbânkanalen.
2.b) Frekwinsjeselektive fading
It beynfloedet ferskate spektrale komponinten fan in radiosignaal mei ferskillende amplitudes. Dêrfandinne de namme selektive fading.
• Sinjaal BW > Kanaal BW
• Symboalperioade < Fertragingsfersprieding
Basearre opdoppler-ferspriedingDer binne twa soarten fading, nammentlik rappe fading en stadige fading. Dizze Doppler-ferspriedingsfadingtypen binne ôfhinklik fan 'e mobile snelheid, dus de snelheid fan 'e ûntfanger yn ferliking mei de stjoerder.
2.c) Fluch ferdwinen
It ferskynsel fan rappe fading wurdt fertsjintwurdige troch rappe fluktuaasjes fan sinjaal oer lytse gebieten (d.w.s. bânbreedte). As de sinjalen út alle rjochtingen yn it flak oankomme, sil rappe fading waarnommen wurde foar alle bewegingsrjochtingen.
Fluch fading komt foar as de ympulsreaksje fan it kanaal tige rap feroaret binnen de symboalduur.
• Hege dopplerfersprieding
• Symboalperioade > Koherinsjetiid
• Sinjaalfariaasje < Kanaalfariaasje
Dizze parameters resultearje yn frekwinsjefersprieding of tiidselektive fading fanwegen dopplersprieding. Fluch fading is it resultaat fan refleksjes fan lokale objekten en beweging fan objekten relatyf oan dy objekten.
By rappe fading is it ûntfangstsignaal de som fan ferskate sinjalen dy't fan ferskate oerflakken reflektearre wurde. Dit sinjaal is de som of it ferskil fan meardere sinjalen dy't konstruktyf of destruktyf wêze kinne op basis fan relative fazeferskowing tusken har. Fazerelaasjes binne ôfhinklik fan bewegingssnelheid, oerdrachtfrekwinsje en relative paadlingten.
Fluch fading ferfoarmet de foarm fan 'e basisbânpuls. Dizze ferfoarming is lineêr en makketISI(Yntersymboalynterferinsje). Adaptive lykmaking ferminderet ISI troch lineêre ferfoarming feroarsake troch it kanaal te ferwiderjen.
2.d) Stadich ferdwinen
Stadich ferblekjen is it gefolch fan skaad troch gebouwen, heuvels, bergen en oare objekten oer it paad.
• Lege Doppler-fersprieding
• Symboalperioade <
• Sinjaalfariaasje >> Kanaalfariaasje
Ymplemintaasje fan Fading-modellen of fading-ferdielingen
Ymplemintaasjes fan fadingmodellen of fadingferdielingen omfetsje Rayleigh-fading, Ricianske fading, Nakagami-fading en Weibull-fading. Dizze kanaalferdielingen of modellen binne ûntworpen om fading yn it basisbanddatasignaal op te nimmen neffens de easken fan it fadingprofyl.
Rayleigh-ferdwijning
• Yn it Rayleigh-model wurde allinich Non Line of Sight (NLOS) komponinten simulearre tusken stjoerder en ûntfanger. Der wurdt fan útgien dat der gjin LOS-paad bestiet tusken stjoerder en ûntfanger.
• MATLAB leveret de "rayleighchan"-funksje om it Rayleigh-kanaalmodel te simulearjen.
• De krêft is eksponensjeel ferdield.
• De faze is unifoarm ferdield en ûnôfhinklik fan 'e amplitude. It is de meast brûkte soarte fading yn draadloze kommunikaasje.
Rikaanske ferdwining
• Yn it Amerikaanske model wurde sawol Line of Sight (LOS) as net-Line of Sight (NLOS) komponinten simulearre tusken stjoerder en ûntfanger.
• MATLAB leveret de "ricianchan"-funksje om it riciaanske kanaalmodel te simulearjen.
Nakagami ferdwynt
It Nakagami fadding-kanaal is in statistysk model dat brûkt wurdt om draadloze kommunikaasjekanalen te beskriuwen wêryn't it ûntfongen sinjaal multipath fading ûndergiet. It fertsjintwurdiget omjouwings mei matige oant swiere fading, lykas stedske of foarstêdlike gebieten. De folgjende fergeliking kin brûkt wurde om it Nakagami fading-kanaalmodel te simulearjen.
• Yn dit gefal jouwe wy h = r*e oanjΦen hoeke Φ is unifoarm ferdield oer [-π, π]
• De fariabele r en Φ wurde as ûnderling ûnôfhinklik oannommen.
• De Nakagami pdf wurdt útdrukt lykas hjirboppe.
• Yn 'e Nakagami pdf, 2σ2= E{r2}, Γ(.) is de Gamma-funksje en k >= (1/2) is it fading-sifer (frijheidsgraden relatearre oan it oantal tafoege Gaussion-willekeurige fariabelen).
• It waard oarspronklik empirysk ûntwikkele op basis fan mjittingen.
• Direkte ûntfangstkrêft is gammaferdield. • Mei k = 1 Rayleigh = Nakagami
Weibull-ferfal
Dit kanaal is in oar statistysk model dat brûkt wurdt om draadloze kommunikaasjekanalen te beskriuwen. It Weibull-fadingkanaal wurdt faak brûkt om omjouwings mei ferskate soarten fadingomstannichheden te fertsjintwurdigjen, ynklusyf sawol swakke as swiere fading.
Wêr,
2σ2= E{r2}
• Weibull-ferdieling fertsjintwurdiget in oare generalisaasje fan 'e Rayleigh-ferdieling.
• As X en Y iid nul gemiddelde Gaussyske fariabelen binne, is de omhulsel fan R = (X2+ Y2)1/2is Rayleigh-ferdield. • De omhulsel is lykwols definiearre as R = (X2+ Y2)1/2, en de oerienkommende pdf (krêftferdielingsprofyl) is Weibull-ferdield.
• De folgjende fergeliking kin brûkt wurde om it Weibull-fadingmodel te simulearjen.
Op dizze side hawwe wy ferskate ûnderwerpen oer fading behannele, lykas wat in fadingkanaal is, de soarten dêrfan, fadingmodellen, har tapassingen, funksjes en sa fierder. Men kin de ynformaasje op dizze side brûke om de ferskillen tusken lytsskalige fading en grutskalige fading te fergelykjen en ôf te lieden, it ferskil tusken flakke fading en frekwinsjeselektive fading, it ferskil tusken rappe fading en stadige fading, it ferskil tusken Rayleigh-fading en American-fading en sa fierder.
E-mail:info@rf-miso.com
Telefoan: 0086-028-82695327
Webside: www.rf-miso.com
Pleatsingstiid: 14 augustus 2023
