На гэтай старонцы апісаны асновы замірання і тыпы замірання ў бесправадной сувязі. Тыпы замірання падзяляюцца на маштабныя і дробныя (размах затрымкі па шматшляховым дыяпазоне і доплераўскі размах).
Плоскае згасанне і згасанне з выбаркай частаты з'яўляюцца часткай шматпрамянёвага згасання, у той час як хуткае і павольнае згасанне з'яўляюцца часткай доплераўскага распаўсюджвання згасання. Гэтыя тыпы згасання рэалізуюцца ў адпаведнасці з размеркаваннямі або мадэлямі Рэлея, Райсіяна, Накагамі і Вейбула.
Уводзіны:
Як вядома, бесправадная сістэма сувязі складаецца з перадатчыка і прыёмніка. Шлях ад перадатчыка да прыёмніка няроўны, і перададзены сігнал можа праходзіць праз розныя віды згасання, у тым ліку страты на шляху распаўсюджвання, шматпрамянёвае згасанне і г.д. Згасанне сігналу на шляху залежыць ад розных фактараў. Гэта час, радыёчастота і шлях або становішча перадатчыка/прымача. Канал паміж перадатчыкам і прымачом можа змяняцца ў часе або быць фіксаваным у залежнасці ад таго, ці нерухомыя перадатчык/прымач, ці рухаюцца яны адзін адносна аднаго.
Што такое згасанне?
Змена магутнасці прыманага сігналу з часам з-за змяненняў у асяроддзі перадачы або на шляхах перадачы называецца згасаннем. Згасанне залежыць ад розных фактараў, як згадвалася вышэй. У стацыянарным сцэнарыі згасанне залежыць ад атмасферных умоў, такіх як дождж, маланка і г.д. У мабільным сцэнарыі згасанне залежыць ад перашкод на шляху перадачы, якія змяняюцца з часам. Гэтыя перашкоды ствараюць складаныя эфекты перадачы перадаванага сігналу.
На малюнку 1 паказана дыяграма залежнасці амплітуды ад адлегласці для павольнага і хуткага тыпаў згасання, якія мы абмяркуем пазней.
Тыпы затухання
Улічваючы розныя парушэнні, звязаныя з каналам, і становішча перадатчыка/прымача, наступныя тыпы згасанняў у бесправадной сістэме сувязі.
➤Маштабнае згасанне: уключае страту траекторыі і эфекты ценяў.
➤Дробнамаштабнае згасанне: яно падзяляецца на дзве асноўныя катэгорыі, а менавіта: шматпрамянёвае распаўсюджванне затрымкі і доплераўскае распаўсюджванне. Шматпрамянёвае распаўсюджванне затрымкі далей падзяляецца на плоскае згасанне і частотна-селектыўнае згасанне. Доплераўскае распаўсюджванне падзяляецца на хуткае згасанне і павольнае згасанне.
➤Мадэлі згасання: Вышэйзгаданыя тыпы згасання рэалізаваны ў розных мадэлях або размеркаваннях, у тым ліку Рэлея, Райсіяна, Накагамі, Вейбула і г.д.
Як вядома, згасанне сігналаў адбываецца з-за адлюстраванняў ад зямлі і навакольных будынкаў, а таксама рассеяных сігналаў ад дрэў, людзей і вежаў, размешчаных на вялікай плошчы. Існуе два тыпы згасання, а менавіта: маштабнае згасанне і дробнамаштабнае згасанне.
1.) Маштабнае згасанне
Маштабнае згасанне сігналу адбываецца, калі паміж перадатчыкам і прымачом з'яўляецца перашкода. Гэты тып перашкоды прыводзіць да значнага зніжэння магутнасці сігналу. Гэта адбываецца таму, што электрамагнітная хваля зацяняецца або блакуецца перашкодай. Гэта звязана з вялікімі ваганнямі сігналу на адлегласці.
1.a) Страты на шляху
Страты на шляху свабоднай прасторы можна выразіць наступным чынам.
➤ Pt/Pr = {(4 * π * d)2/ λ2} = (4*π*f*d)2/c2
Дзе,
Pt = Магутнасць перадачы
Pr = Прыёмная магутнасць
λ = даўжыня хвалі
d = адлегласць паміж перадаючай і прыёмнай антэнай
c = хуткасць святла, г.зн. 3 х 108
З ураўнення вынікае, што перададзены сігнал аслабляецца з адлегласцю, паколькі сігнал распаўсюджваецца па ўсё большай і большай плошчы ад перадаючага боку да прыёмнага боку.
1.b) Эфект ценю
• Гэта назіраецца ў бесправадной сувязі. Зацяненне — гэта адхіленне прыманай магутнасці электрамагнітнага сігналу ад сярэдняга значэння.
• Гэта вынік перашкод на шляху паміж перадатчыкам і прымачом.
• Гэта залежыць ад геаграфічнага становішча, а таксама ад радыёчастоты электрамагнітных (ЭМ) хваль.
2. Дробнамаштабнае згасанне
Дробнамаштабнае згасанне звязана з хуткімі ваганнямі магутнасці прыманага сігналу на вельмі кароткай адлегласці і за кароткі прамежак часу.
На падставераспаўсюджванне затрымкі пры шматпрамянёвай сувязіІснуе два тыпы дробнамаштабных згасанняў, а менавіта: плоскае згасанне і частотна-селектыўнае згасанне. Гэтыя тыпы шматпрамянёвых згасанняў залежаць ад умоў распаўсюджвання.
2.a) Плоскае згасанне
Бесправадны канал называецца з плоскім згасаннем, калі ён мае пастаяннае ўзмацненне і лінейную фазавую характарыстыку ў дыяпазоне паласы прапускання, які перавышае паласу прапускання перадаванага сігналу.
Пры гэтым тыпе згасання ўсе частотныя кампаненты прыманага сігналу адначасова вагаюцца ў аднолькавых прапорцыях. Гэта таксама вядома як неселектыўнае згасанне.
• Сігнальная шырыня << Шырыня канала
• Перыяд сімвала >> Распаўсюджванне затрымкі
Эфект плоскага згасання праяўляецца ў зніжэнні суадносін сігнал/шум. Гэтыя каналы з плоскім згасаннем вядомыя як каналы са зменнай амплітудай або вузкапалосныя каналы.
2.b) Выбарачнае згасанне па частаце
Гэта ўплывае на розныя спектральныя кампаненты радыёсігналу з рознай амплітудай. Адсюль і назва — селектыўнае згасанне.
• Паласа прапускання сігналу > Паласа прапускання канала
• Перыяд сімвала < Затрымка
На падставедоплераўскі размахІснуе два тыпы згасанняў, а менавіта хуткае згасанне і павольнае згасанне. Гэтыя тыпы доплераўскага распаўсюджвання згасанняў залежаць ад хуткасці мабільнай сувязі, г.зн. хуткасці прымача адносна перадатчыка.
2.c) Хуткае згасанне
З'ява хуткага згасання прадстаўлена хуткімі ваганнямі сігналу на невялікіх участках (г.зн. паласе прапускання). Калі сігналы паступаюць з усіх напрамкаў плоскасці, хуткае згасанне будзе назірацца ва ўсіх напрамках руху.
Хуткае згасанне адбываецца, калі імпульсная характарыстыка канала вельмі хутка змяняецца на працягу працягласці сімвала.
• Высокі доплераўскі разкід
• Перыяд сімвала > Час кагерэнтнасці
• Змены сігналу < Змены канала
Гэтыя параметры прыводзяць да дысперсіі частаты або селектыўнага згасання па часе з-за доплераўскага распаўсюджвання. Хуткае згасанне з'яўляецца вынікам адлюстраванняў лакальных аб'ектаў і руху аб'ектаў адносна гэтых аб'ектаў.
Пры хуткім згасанні прыёмны сігнал — гэта сума шматлікіх сігналаў, якія адбіваюцца ад розных паверхняў. Гэты сігнал — сума або рознасць некалькіх сігналаў, якія могуць быць канструктыўнымі або дэструктыўнымі ў залежнасці ад адноснага зруху фазы паміж імі. Фазавыя суадносіны залежаць ад хуткасці руху, частаты перадачы і адноснай даўжыні шляху.
Хуткае згасанне скажае форму імпульсу асноўнай паласы. Гэта скажэнне з'яўляецца лінейным і ствараеІСІ(Міжсімвальная інтэрферэнцыя). Адаптыўная эквалайзерная раўнамернасць памяншае міжсімвальную інтэрферэнцыю, выдаляючы лінейныя скажэнні, выкліканыя каналам.
2.d) Павольнае згасанне
Павольнае згасанне з'яўляецца вынікам ценю ад будынкаў, пагоркаў, гор і іншых аб'ектаў на шляху.
• Нізкі доплераўскі разкід
• Перыяд сімвала <
• Змены сігналу >> Змены канала
Рэалізацыя мадэляў згасання або размеркаванняў згасання
Рэалізацыі мадэляў заміранняў або размеркаванняў заміранняў ўключаюць заміранні Рэлея, Райса, Накагамі і Вейбула. Гэтыя размеркаванні каналаў або мадэлі распрацаваны для ўліку заміранняў у сігнале дадзеных асноўнай паласы ў адпаведнасці з патрабаваннямі профілю заміранняў.
Згасанне Рэлея
• У мадэлі Рэлея мадэлююцца толькі кампаненты, якія не знаходзяцца на лініі бачнасці (NLOS), паміж перадатчыкам і прымачом. Мяркуецца, што шляху LOS паміж перадатчыкам і прымачом няма.
• MATLAB забяспечвае функцыю "rayleighchan" для мадэлявання мадэлі канала Рэлея.
• Магутнасць размеркавана экспаненцыяльна.
• Фаза размеркавана раўнамерна і не залежыць ад амплітуды. Гэта найбольш часта выкарыстоўваны тып згасання ў бесправадной сувязі.
Рысійскае згасанне
• У мадэлі Рычыка паміж перадатчыкам і прымачом мадэлююцца як кампаненты лініі зроку (LOS), так і кампаненты, якія не ўваходзяць у лінію зроку (NLOS).
• MATLAB прадастаўляе функцыю «ricianchan» для мадэлявання мадэлі канала rician.
Накагамі знікае
Канал з затуханнем па Накагамі — гэта статыстычная мадэль, якая выкарыстоўваецца для апісання каналаў бесправадной сувязі, у якіх прыняты сігнал падвяргаецца шматпрамянёваму затуханню. Яна адлюстроўвае асяроддзі з умераным або моцным затуханнем, такія як гарадскія або прыгарадныя раёны. Наступнае ўраўненне можа быць выкарыстана для мадэлявання канала з затуханнем па Накагамі.
• У гэтым выпадку мы пазначаем h = r*ejΦа вугал Φ раўнамерна размеркаваны на [-π, π]
• Зменныя r і Φ лічацца ўзаемна незалежнымі.
• PDF-файл Накагамі апісаны вышэй.
• У pdf-файле Накагамі, 2σ2= E{r2}, Γ(.) — гама-функцыя, а k >= (1/2) — паказчык згасання (ступені свабоды, звязаныя з колькасцю дададзеных гаўсіонавых выпадковых велічынь).
• Першапачаткова ён быў распрацаваны эмпірычна на аснове вымярэнняў.
• Імгненная магутнасць прыёму мае гама-размеркаванне. • Пры k = 1 размеркавана Рэлеем = Накагамі
Згасанне Вейбула
Гэты канал — яшчэ адна статыстычная мадэль, якая выкарыстоўваецца для апісання канала бесправадной сувязі. Канал згасання Вейбула звычайна выкарыстоўваецца для прадстаўлення асяроддзяў з рознымі тыпамі згасання, уключаючы як слабае, так і моцнае згасанне.
Дзе,
2σ2= E{r2}
• Размеркаванне Вейбула ўяўляе сабой яшчэ адно абагульненне размеркавання Рэлея.
• Калі X і Y з'яўляюцца неідэнтыфікаванымі гаўсавымі зменнымі з нулявым сярэднім, абалонка R = (X2+ Y2)1/2размеркавана Рэлеем. • Аднак абалонка вызначаецца як R = (X2+ Y2)1/2, а адпаведны PDF (профіль размеркавання магутнасці) мае размеркаванне Вейбула.
• Наступнае ўраўненне можна выкарыстоўваць для мадэлявання мадэлі затухання Вейбула.
На гэтай старонцы мы разгледзелі розныя тэмы, звязаныя з заміраннем, такія як што такое канал замірання, яго тыпы, мадэлі замірання, іх прымяненне, функцыі і гэтак далей. Інфармацыю, прадстаўленую на гэтай старонцы, можна выкарыстоўваць для параўнання і вызначэння адрозненняў паміж дробнамаштабнымі і буйнамаштабнымі заміраннямі, адрозненняў паміж плоскімі і частотна-селектыўнымі заміраннямі, адрозненняў паміж хуткімі і павольнымі заміраннямі, адрозненняў паміж рэлееўскімі і райсаўскімі заміраннямі і гэтак далей.
E-mail:info@rf-miso.com
Тэлефон: 0086-028-82695327
Вэб-сайт: www.rf-miso.com
Час публікацыі: 14 жніўня 2023 г.
