Kjo faqe përshkruan bazat e zbehjes dhe llojet e zbehjes në komunikimin pa tel. Llojet e zbehjes ndahen në zbehje në shkallë të madhe dhe zbehje në shkallë të vogël (shpërndarje e vonesës shumëpalëshe dhe përhapje doppler).
Zbehja e sheshtë dhe zbehja me përzgjedhje të frekuencës janë pjesë e zbehjes shumëpalëshe, ndërsa zbehja e shpejtë dhe zbehja e ngadaltë janë pjesë e zbehjes së përhapur doppler. Këto lloje zbehjesh zbatohen sipas shpërndarjeve ose modeleve Rayleigh, Rician, Nakagami dhe Weibull.
Hyrje:
Siç e dimë, sistemi i komunikimit pa tel 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, dobësimin e shumëfishtë etj. Dobësimi i sinjalit përmes rrugës varet nga faktorë të ndryshëm. Ata janë koha, frekuenca e radios dhe rruga ose pozicioni i transmetuesit/marrësit. Kanali midis transmetuesit dhe marrësit mund të jetë i ndryshueshëm në kohë ose i fiksuar në varësi të faktit nëse transmetuesi/marrësi janë të fiksuar apo 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 përmendën më sipër. Në skenarin fiks, zbehja varet nga kushtet atmosferike si reshjet, rrufetë etj. Në skenarin celular, zbehja varet nga pengesat gjatë rrugës të cilat ndryshojnë në lidhje me kohën. Këto pengesa krijojnë efekte komplekse transmetimi në sinjalin e transmetuar.
Figura-1 përshkruan grafikun e amplitudës kundrejt distancës për llojet e zbehjes së ngadaltë dhe të shpejta, të cilat do t'i diskutojmë më vonë.
Llojet e zbehjes
Duke marrë parasysh dëmtimet e ndryshme që lidhen me kanalin dhe pozicionin e transmetuesit/marrësit, llojet e ndjekjes së sinjalit janë zbehja në sistemin e komunikimit pa tel.
➤Zbehje në Shkallë të Madhe: Përfshin efektet e humbjes së shtegut dhe hijezimit.
➤Zbehja në Shkallë të Vogël: Ndahet në dy kategori kryesore, përkatësisht në përhapjen e vonesës shumëpalëshe dhe përhapjen doppler. Përhapja e vonesës shumëpalëshe ndahet më tej në zbehje të sheshtë dhe zbehje selektive të frekuencës. Përhapja Doppler ndahet në zbehje të shpejtë dhe zbehje të ngadaltë.
➤Modelet e zbehjes: Llojet e mësipërme të zbehjes zbatohen në modele ose shpërndarje të ndryshme të cilat përfshijnë Rayleigh, Rician, Nakagami, Weibull etj.
Siç e dimë, sinjalet e zbehura ndodhin për shkak të reflektimeve nga toka dhe ndërtesat përreth, si dhe sinjaleve të shpërndara nga pemët, njerëzit dhe kullat e pranishme në një zonë të madhe. Ekzistojnë dy lloje të zbehjes, përkatësisht zbehja në shkallë të madhe dhe zbehja 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 sasi të konsiderueshme të reduktimit të fuqisë së sinjalit. Kjo ndodh sepse vala EM është në hije ose bllokohet nga pengesa. Kjo lidhet me luhatje të mëdha të sinjalit në distancë.
1.a) Humbja e rrugës
Humbja e shtegut të 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 e transmetimit
Pr = Marrja e energjisë
λ = gjatësia e valës
d = distanca midis antenës transmetuese dhe asaj marrëse
c = shpejtësia e dritës, dmth. 3 x 108
Nga ekuacioni nënkuptohet që sinjali i transmetuar dobësohet me kalimin e distancës, ndërsa sinjali përhapet në një sipërfaqe gjithnjë e më të madhe nga skaji i transmetimit drejt skajit marrës.
1.b) Efekti i hijezimit
• Vërehet në komunikimin pa tel. Hija është devijimi i fuqisë së marrë të sinjalit EM nga vlera mesatare.
• Është rezultat i pengesave në rrugën midis transmetuesit dhe marrësit.
• Varet nga pozicioni gjeografik, si dhe nga frekuenca radio 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 shumëpalësheEkzistojnë dy lloje të zbehjes në shkallë të vogël, përkatësisht zbehja e sheshtë dhe zbehja selektive e frekuencës. Këto lloje të zbehjes shumështrugëshe varen nga mjedisi i përhapjes.
2.a) Zbehje e sheshtë
Kanali pa tel thuhet se është me fading të sheshtë nëse ka fitim konstant dhe përgjigje lineare të fazës mbi një gjerësi bande që është më e madhe se gjerësia e bandës së sinjalit të transmetuar.
Në këtë lloj zbehjeje, të gjithë komponentët e frekuencës së sinjalit të marrë luhaten në të njëjtat përmasa njëkohësisht. Kjo njihet edhe si zbehje jo-selektive.
• Sinjali BW << Kanali BW
• Periudha e simbolit >> Përhapja e vonesës
Efekti i zbehjes së sheshtë shihet si ulje e SNR-së. Këto kanale të zbehjes së sheshtë njihen si kanale që ndryshojnë amplitudën ose kanale me brez të ngushtë.
2.b) Zbehja selektive e frekuencës
Ndikon në komponentë të ndryshëm spektralë të një sinjali radio me amplituda të ndryshme. Prandaj edhe emri zbehje selektive.
• Sinjali BW > Kanali BW
• Periudha e simbolit < Përhapja e vonesës
Bazuar nëpërhapja e doppleritEkzistojnë dy lloje të zbehjes, përkatësisht zbehje e shpejtë dhe zbehje e ngadaltë. Këto lloje të zbehjes së përhapjes Doppler varen nga shpejtësia e lëvizshme, pra 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 (domethënë, gjerësia e brezit). Kur sinjalet mbërrijnë nga të gjitha drejtimet në plan, zbehja e shpejtë do të vërehet për të gjitha drejtimet e lëvizjes.
Zbehja e shpejtë ndodh kur përgjigja e impulsit të kanalit ndryshon shumë shpejt brenda kohëzgjatjes së simbolit.
• Përhapje e lartë e dopplerit
• Periudha e simbolit > 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 doppler. Zbehja e shpejtë është rezultat i reflektimeve të objekteve lokale dhe lëvizjes së objekteve në lidhje me ato objekte.
Në zbehjen e shpejtë, sinjali i marrjes është shuma e sinjaleve të shumta që reflektohen nga sipërfaqe të ndryshme. Ky sinjal është shuma ose ndryshimi i sinjaleve të shumta që mund të jenë konstruktive ose shkatërruese bazuar në zhvendosjen relative të fazës midis tyre. Marrëdhëniet e fazës varen nga shpejtësia e lëvizjes, frekuenca e transmetimit dhe gjatësitë relative të shtegut.
Zbehja e shpejtë shtrembëron formën e pulsit të brezit bazë. Ky shtrembërim është linear dhe krijonISI(Interferenca Ndërsimbolike). Barazimi adaptues zvogëlon ISI-në duke hequr shtrembërimin linear të shkaktuar nga kanali.
2.d) Zbehje e ngadaltë
Zbehja e ngadaltë është rezultat i hijezimit nga ndërtesat, kodrat, malet dhe objektet e tjera mbi shteg.
• Përhapje e ulët Doppler
• Periudha e simbolit <
• Variacioni i Sinjalit >> Variacioni i Kanalit
Implementimi i modeleve të zbehjes ose shpërndarjeve të zbehjes
Implementimet e modeleve të zbehjes ose shpërndarjeve të zbehjes përfshijnë zbehjen Rayleigh, zbehjen Rician, zbehjen Nakagami dhe zbehjen Weibull. Këto shpërndarje ose modele kanalesh janë projektuar për të përfshirë zbehjen në sinjalin e të dhënave të brezit bazë sipas kërkesave të profilit të zbehjes.
Rayleigh po zbehet
• Në modelin Rayleigh, simulohen vetëm komponentët jo në vijën e shikimit (NLOS) midis 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 lloji më i përdorur i zbehjes në komunikimin pa tel.
Zbehja e Ricianëve
• Në modelin rus, si komponentët e Vijës së Pamjes (LOS) ashtu edhe ata jo të Vijës së Pamjes (NLOS) simulohen midis transmetuesit dhe marrësit.
• MATLAB ofron funksionin "ricianchan" për të simuluar modelin e kanalit rician.
Nakagami po shuhet
Kanali i zbehjes Nakagami është një model statistikor i përdorur për të përshkruar kanalet e komunikimit pa tel në të cilat sinjali i marrë i nënshtrohet zbehjes shumëpalëshe. Ai përfaqëson mjedise me zbehje të moderuar deri në të rëndë, siç janë 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 është i shpërndarë në mënyrë uniforme në [-π, π]
• Variablat r dhe Φ supozohet se janë të pavarura nga njëra-tjetra.
• PDF-ja e Nakagami-t është shprehur si më sipër.
• Në pdf-në e Nakagamit, 2σ2= E{r2}, Γ(.) është funksioni Gama dhe k >= (1/2) është figura që zbehet (shkallët e lirisë lidhen me numrin e variablave të rastësishme të Gaussion-it të shtuara).
• Fillimisht u zhvillua empirikisht bazuar në matje.
• Fuqia e pranimit të menjëhershëm është e shpërndarë Gamma. • Me k = 1 Rayleigh = Nakagami
Zbehja e Weibull
Ky kanal është një model tjetër statistikor që përdoret për të përshkruar kanalin e komunikimit pa tel. Kanali i zbehjes Weibull përdoret zakonisht për të përfaqësuar mjedise me lloje të ndryshme kushtesh zbehjeje, duke përfshirë si zbehje të dobët ashtu edhe të rëndë.
Ku,
2σ2= E{r2}
• Shpërndarja Weibull përfaqëson një tjetër përgjithësim të shpërndarjes Rayleigh.
• Kur X dhe Y janë variabla gaussiane me mesatare zero të iid-it, zarfi i R = (X2+ Y2)1/2është shpërndarë Rayleigh. • Megjithatë, zarfi është i përcaktuar R = (X2+ Y2)1/2, dhe pdf-ja përkatëse (profili i shpërndarjes së energjisë) është e shpërndarë Weibull.
• Ekuacioni i mëposhtëm mund të përdoret për të simuluar modelin e zbehjes së Weibull.
Në këtë faqe kemi trajtuar tema të ndryshme mbi zbehjen, siç është çfarë është kanali i zbehjes, llojet e tij, modelet e zbehjes, zbatimet e tyre, funksionet e kështu me radhë. Mund të përdoret informacioni i dhënë në këtë faqe për të krahasuar dhe nxjerrë ndryshimin midis zbehjes në shkallë të vogël dhe zbehjes në shkallë të madhe, ndryshimin midis zbehjes së sheshtë dhe zbehjes selektive të frekuencës, ndryshimin midis zbehjes së shpejtë dhe zbehjes së ngadaltë, ndryshimin midis zbehjes rayleigh dhe zbehjes rician e kështu me radhë.
E-mail:info@rf-miso.com
Telefoni: 0086-028-82695327
Uebfaqe: www.rf-miso.com
Koha e postimit: 14 gusht 2023
