Kjo faqe përshkruan bazat dhe llojet e zbehjes në komunikimin me valë. Llojet e Fading ndahen në fading në shkallë të gjerë dhe fading në shkallë të vogël (shpërndarja me vonesë në shumë rrugë dhe përhapje doppler).
Zbehja e sheshtë dhe zbehja e përzgjedhjes së frekuencës janë pjesë e zbehjes me shumë shtigje, ku si zbehja e shpejtë dhe zbehja e ngadaltë janë pjesë e zbehjes së përhapjes së dopplerit. Këto lloje të zbehjes zbatohen sipas shpërndarjeve ose modeleve të Rayleigh, Rician, Nakagami dhe Weibull.
Hyrje:
Siç e dimë sistemi i komunikimit me valë përbëhet nga transmetuesi dhe marrësi. Rruga nga transmetuesi te marrësi nuk është e qetë dhe sinjali i transmetuar mund të kalojë nëpër lloje të ndryshme dobësimesh, duke përfshirë humbjen e rrugës, zbutjen e shumë rrugëve, etj. Zbutja e sinjalit përmes rrugës varet nga faktorë të ndryshëm. Ato janë koha, frekuenca e radios dhe rruga ose pozicioni i transmetuesit/marrësit. Kanali ndërmjet transmetuesit dhe marrësit mund të jetë i ndryshueshëm ose i fiksuar në kohë në varësi të faktit nëse transmetuesi/marrësi janë të fiksuar ose lëvizin në lidhje me njëri-tjetrin.
Çfarë po zbehet?
Ndryshimi kohor i fuqisë së sinjalit të marrë për shkak të ndryshimeve në mediumin ose shtigjet e transmetimit njihet si zbehje. Zbehja varet nga faktorë të ndryshëm siç u përmend më lart. Në skenarin fiks, zbehja varet nga kushtet atmosferike si reshjet, rrufetë etj. Në skenarin e lëvizshëm, zbehja varet nga pengesat përgjatë rrugës të cilat ndryshojnë në lidhje me kohën. Këto pengesa krijojnë efekte komplekse të transmetimit në sinjalin e transmetuar.
Figura-1 përshkruan grafikun e amplitudës kundrejt distancës për llojet e zbehjes së ngadaltë dhe të shpejtë të zbehjes, të cilat do t'i diskutojmë më vonë.
Llojet e zbehjes
Duke marrë parasysh dëmtimet e ndryshme të lidhura me kanalin dhe pozicionin e transmetuesit/marrësit, në vijim janë llojet e zbehjes në sistemin e komunikimit me valë.
➤Zbehje në shkallë të madhe: Ai përfshin humbjen e rrugës dhe efektet e hijes.
➤Zbehje në shkallë të vogël: Ndahet në dy kategori kryesore dmth. përhapja e vonesës me shumë rrugë dhe përhapja doppler. Përhapja e vonesës me shumë rrugë ndahet më tej në zbehje të sheshtë dhe zbehje selektive me frekuencë. Përhapja e Dopplerit ndahet në zbehje të shpejtë dhe zbehje të ngadaltë.
➤Modelet e zbehjes: Llojet mbi fading zbatohen në modele ose shpërndarje të ndryshme që përfshijnë Rayleigh, Rician, Nakagami, Weibull etj.
Siç e dimë, sinjalet e zbehjes ndodhin për shkak të reflektimeve nga toka dhe ndërtesat përreth, si dhe sinjalet e shpërndara nga pemët, njerëzit dhe kullat e pranishme në zonën e madhe. Ekzistojnë dy lloje të zbehjes dmth. zbehje në shkallë të madhe dhe zbehje në shkallë të vogël.
1.) Zbehje në shkallë të gjerë
Zbehja në shkallë të gjerë ndodh kur një pengesë hyn midis transmetuesit dhe marrësit. Ky lloj ndërhyrjeje shkakton një ulje të konsiderueshme të fuqisë së sinjalit. Kjo është për shkak se vala EM është në hije ose e bllokuar nga pengesa. Ajo lidhet me luhatjet e mëdha të sinjalit në distancë.
1.a) Humbja e rrugës
Humbja e rrugës së hapësirës së lirë mund të shprehet si më poshtë.
➤ Pt/Pr = {(4 * π * d)2/ λ2} = (4*π*f*d)2/c2
Ku,
Pt = Fuqia transmetuese
Pr = Merr fuqi
λ = gjatësia e valës
d = distanca ndërmjet antenës transmetuese dhe marrëse
c = shpejtësia e dritës dmth 3 x 108
Nga ekuacioni nënkupton që sinjali i transmetuar dobësohet në distancë ndërsa sinjali po përhapet në një zonë gjithnjë e më të madhe nga fundi i transmetimit drejt fundit të marrë.
1.b) Efekti i hijes
• Vërehet në komunikimin me valë. Hije është devijimi i fuqisë së marrë të sinjalit EM nga vlera mesatare.
• Është rezultat i pengesave në rrugën ndërmjet transmetuesit dhe marrësit.
• Varet nga pozicioni gjeografik si dhe nga radiofrekuenca e valëve EM (ElektroMagnetike).
2. Zbehje në shkallë të vogël
Zbehja në shkallë të vogël ka të bëjë me luhatjet e shpejta të fuqisë së sinjalit të marrë në një distancë shumë të shkurtër dhe një periudhë të shkurtër kohore.
Bazuar nëpërhapja e vonesës me shumë rrugëekzistojnë dy lloje të zbehjes në shkallë të vogël dmth. zbehje e sheshtë dhe zbehje selektive me frekuencë. Këto lloje të zbehjes me shumë rrugë varen nga mjedisi i përhapjes.
2.a) Zbehje e sheshtë
Kanali me valë thuhet se është i zbehtë i sheshtë nëse ka fitim konstant dhe përgjigje fazore lineare mbi një gjerësi brezi që është më e madhe se gjerësia e brezit të sinjalit të transmetuar.
Në këtë lloj zbehjeje, të gjithë komponentët e frekuencës së sinjalit të marrë luhaten në të njëjtat përmasa njëkohësisht. Njihet gjithashtu si zbehje jo selektive.
• Sinjali BW << Kanali BW
• Periudha e simboleve >> Përhapja me vonesë
Efekti i zbehjes së sheshtë shihet si ulje e SNR. Këto kanale të sheshta të zbehjes njihen si kanale të ndryshueshme amplitude ose kanale me brez të ngushtë.
2.b) Frekuenca Zbehje selektive
Ndikon në komponentë të ndryshëm spektralë të një sinjali radio me amplituda të ndryshme. Prandaj emri selektiv fading.
• Sinjali BW > Kanali BW
• Periudha e simboleve < Përhapja me vonesë
Bazuar nëpërhapja e doppleritka dy lloje të zbehjes dmth. zbehja e shpejtë dhe zbehja e ngadaltë. Këto lloje të zbehjes së përhapjes së dopplerit varen nga shpejtësia e lëvizshme, p.sh. shpejtësia e marrësit në lidhje me transmetuesin.
2.c) Zbehje e shpejtë
Fenomeni i zbehjes së shpejtë përfaqësohet nga luhatje të shpejta të sinjalit në zona të vogla (dmth. gjerësia e brezit). Kur sinjalet vijnë nga të gjitha drejtimet në aeroplan, do të vërehet zbehje e shpejtë për të gjitha drejtimet e lëvizjes.
Zbehja e shpejtë ndodh kur përgjigja e impulsit të kanalit ndryshon shumë shpejt brenda kohëzgjatjes së simbolit.
• Përhapja e lartë doppler
• Periudha e simboleve > Koha e koherencës
• Variacioni i sinjalit < Variacioni i kanalit
Këto parametra rezultojnë në shpërndarje të frekuencës ose zbehje selektive në kohë për shkak të përhapjes së dopplerit. Zbehja e shpejtë është rezultat i reflektimeve të objekteve lokale dhe lëvizjes së objekteve në lidhje me ato objekte.
Në zbehje të shpejtë, sinjali marrës është shuma e sinjaleve të shumta që reflektohen nga sipërfaqe të ndryshme. Ky sinjal është shuma ose diferenca e sinjaleve të shumta të cilat mund të jenë konstruktive ose shkatërruese bazuar në zhvendosjen relative të fazës ndërmjet tyre. Marrëdhëniet e fazave varen nga shpejtësia e lëvizjes, frekuenca e transmetimit dhe gjatësia relative e rrugës.
Zbehja e shpejtë shtrembëron formën e pulsit të brezit bazë. Ky shtrembërim është linear dhe krijonISI(Inter Symbol Interference). Barazimi adaptiv redukton ISI duke hequr shtrembërimin linear të shkaktuar nga kanali.
2.d) Zbehje e ngadaltë
Zbehja e ngadaltë është rezultat i hijes nga ndërtesat, kodrat, malet dhe objektet e tjera mbi shteg.
• Përhapja e ulët Doppler
• Periudha e simboleve <
• Variacioni i sinjalit >> Variacioni i kanalit
Zbatimi i modeleve Fading ose shpërndarjeve fading
Zbatimet e modeleve fading ose shpërndarjet e zbehjes përfshijnë fading Rayleigh, Fading Rician, Fading Nakagami dhe Venitje Weibull. Këto shpërndarje ose modele kanalesh janë krijuar për të përfshirë zbehjen në sinjalin e të dhënave të brezit bazë sipas kërkesave të profilit të zbehjes.
Rayleigh po venitet
• Në modelin Rayleigh, vetëm komponentët Non Line of Sight (NLOS) simulohen ndërmjet transmetuesit dhe marrësit. Supozohet se nuk ekziston asnjë rrugë LOS midis transmetuesit dhe marrësit.
• MATLAB ofron funksionin "rayleighchan" për të simuluar modelin e kanalit Rayleigh.
• Fuqia shpërndahet në mënyrë eksponenciale.
• Faza është e shpërndarë në mënyrë uniforme dhe e pavarur nga amplituda. Është tipi më i përdorur i Fading në komunikimin me valë.
Rician zbehje
• Në modelin rician, të dy komponentët Line of Sight (LOS) dhe jo Line of Sight (NLOS) simulohen ndërmjet transmetuesit dhe marrësit.
• MATLAB ofron funksionin "ricianchan" për të simuluar modelin e kanalit rician.
Nakagami po venitet
Kanali i zbehjes Nakagami është një model statistikor i përdorur për të përshkruar kanalet e komunikimit me valë në të cilat sinjali i marrë i nënshtrohet zbehjes me shumë rrugë. Ai përfaqëson mjedise me zbehje të moderuar deri në të rëndë si zonat urbane ose periferike. Ekuacioni i mëposhtëm mund të përdoret për të simuluar modelin e kanalit të zbehjes Nakagami.
• Në këtë rast shënojmë h = r*ejΦdhe këndi Φ shpërndahet në mënyrë uniforme në [-π, π]
• Variabla r dhe Φ supozohet se janë të pavarura reciprokisht.
• Nakagami pdf është shprehur si më sipër.
• Në pdf Nakagami, 2σ2= E{r2}, Γ(.) është funksioni Gama dhe k >= (1/2) është shifra e zbehjes (gradat e lirisë që lidhen me numrin e variablave të rastësishme të shtuara të Gaussionit).
• Fillimisht u zhvillua në mënyrë empirike bazuar në matje.
• Fuqia e marrjes së menjëhershme është e shpërndarë në Gamma. • Me k = 1 Rayleigh = Nakagami
Veibull duke u venitur
Ky kanal është një model tjetër statistikor i përdorur për të përshkruar kanalin e komunikimit me valë. Kanali i zbehjes Weibull përdoret zakonisht për të përfaqësuar mjedise me lloje të ndryshme kushtesh zbehjeje, duke përfshirë zbehjen e dobët dhe të rëndë.
Ku,
2σ2= E{r2}
• Shpërndarja Weibull paraqet një tjetër përgjithësim të shpërndarjes Rayleigh.
• Kur X dhe Y janë iid zero variabla mesatare Gaussian, mbështjellja e R = (X2+ Y2)1/2është Rayleigh i shpërndarë. • Megjithatë zarfi është përcaktuar R = (X2+ Y2)1/2, dhe pdf përkatës (profili i shpërndarjes së energjisë) është shpërndarë Weibull.
• Ekuacioni i mëposhtëm mund të përdoret për të simuluar modelin e zbehjes Weibull.
Në këtë faqe kemi shqyrtuar tema të ndryshme mbi fading si kanali i fading, llojet e tij, modelet e fading, aplikimet e tyre, funksionet etj. Dikush mund të përdorë informacionin e dhënë në këtë faqe për të krahasuar dhe nxjerrë ndryshimin midis zbehjes në shkallë të vogël dhe zbehjes në shkallë të gjerë, ndryshimin midis zbehjes së sheshtë dhe zbehjes selektive të frekuencës, ndryshimit midis zbehjes së shpejtë dhe zbehjes së ngadaltë, ndryshimit midis venitjes rayleigh dhe fading rician dhe kështu me radhë.
E-mail:info@rf-miso.com
Telefoni:0086-028-82695327
Faqja e internetit: www.rf-miso.com
Koha e postimit: Gusht-14-2023
