Згасанне бесправаднога канала— гэта змяненне амплітуды, фазы або магутнасці прыманага сігналу, выкліканае зменамі ў шляху распаўсюджвання. Гэта можа знізіць запас паласы сувязі, скажаць шырокапалосныя сігналы і ўскладніць узнаўленне радыёчастотных вымярэнняў. Разуменне тыпу згасання, які прысутнічае ў сістэме, дапамагае інжынерам выбраць адпаведныя антэны, метады выпрабаванняў і метады змякчэння.
У гэтым кіраўніцтве тлумачацца маштабныя і дробнамаштабныя згасанні, плоскія і частотна-селектыўныя каналы, павольныя і хуткія згасанні, а таксама найбольш распаўсюджаныя статыстычныя мадэлі каналаў. У ім таксама паказана, як дыяграма накіраванасці антэны, палярызацыя і геаметрыя тэсту ўплываюць на практычныя вымярэнні згасанняў.
Што такое згасанне бесправаднога канала?
Радыёсігнал рэдка дасягае прыёмніка толькі па адным ідэальным шляху. Будынкі, мясцовасць, транспартныя сродкі, абсталяванне і іншыя аб'екты могуць блакаваць, адлюстроўваць, дыфрагаваць або рассейваць электрамагнітныя хвалі. Такім чынам, некалькі копій аднаго і таго ж сігналу могуць паступаць з рознымі затрымкамі, амплітудамі, фазамі і вугламі прыходу. Іх спалучэнне можа быць канструктыўным у адным месцы або на адной частаце і разбуральным у іншай.
Згасанне адрозніваецца ад дэтэрмінаваных страт на шляху ў вольнай прасторы. Страта на шляху апісвае агульнае зніжэнне магутнасці пры павелічэнні адлегласці і частаты, у той час як згасанне апісвае дадатковае змяненне вакол гэтага сярэдняга значэння. Інжынеры звычайна класіфікуюць згасанне па двух незалежных восях: прасторавы маштаб і селектыўнасць канала.
Малюнак 1.Павольныя і хуткія змены ўзроўню прыманага сігналу ілюструюць розныя шкалы часу згасання або адлегласці.
Як класіфікуецца бесправадное згасанне
Маштабнае згасаннеапісвае паступовыя змены на адносна вялікіх адлегласцях, галоўным чынам з-за змены страт траекторыі і ценявога зацянення.Дробнамаштабнае згасаннеапісвае хуткія змены на кароткіх адлегласцях або кароткіх прамежках часу з-за шматпрамянёвага распаўсюджвання і руху.
Дробнамаштабныя згасанні можна класіфікаваць па распаўсюджванні затрымкі як плоскія або частасна-селектыўныя, а па распаўсюджванні Доплера — як павольныя або хуткія. Гэта асобныя класіфікацыі: канал можа быць плоскім і хуткім, плоскім і павольным, частасна-селектыўным і хуткім або частасна-селектыўным і павольным.
Маштабнае згасанне: страта шляху і цені
Тэндэнцыя страты шляхоў
Страты на трасе — гэта сярэдняе зніжэнне магутнасці прыёму з адлегласцю распаўсюджвання. У адкрытай прасторы страты залежаць ад даўжыні хвалі і адлегласці. У рэальных умовах дадаюцца залежнасці ад рэльефу мясцовасці, перашкод, атмасферных эфектаў і вышыні антэны, таму практычныя бюджэты каналаў звычайна выкарыстоўваюць мадэль распаўсюджвання, адпаведную сцэнарыю разгортвання.
Згасанне ценяў
Зацяненне ўзнікае, калі буйныя аб'екты часткова або цалкам перашкаджаюць прамому шляху распаўсюджвання. Будынкі, пагоркі, машыны і кузавы транспартных сродкаў могуць выклікаць адносна павольныя змены ўзроўню прыёму пры змяненні перадатчыка, прыёмніка або навакольнага асяроддзя. Згасанне ценю часта статыстычна адлюстроўваецца вакол лакальных сярэдніх страт на шляху.
Дробнамаштабнае згасанне: шматпрамянёвасць і рух
Плоскае згасанне супраць частасна-селектыўнага згасання
Канал мае прыблізнаплоскае згасаннекалі яго паласа кагерэнтнасці шырэйшая за займаную паласу паласы сігналу. Тады канал змяняе амплітуду і фазу сігналу без істотнай змены формы свайго спектру.
Канал становіццачастотна-селектыўныкалі паласа прапускання сігналу вялікая ў параўнанні з паласой прапускання кагерэнтнасці. Розныя спектральныя кампаненты маюць розны каэфіцыент узмацнення і фазы. Асноўнай прычынай з'яўляецца вырашальнае шматпрамянёвае распаўсюджванне затрымкі, якое можа ствараць міжсімвальную інтэрферэнцыю ў лічбавых каналах сувязі.
Павольнае згасанне супраць хуткага згасання
Павольнае згасаннеазначае, што канал мала змяняецца на працягу адпаведнага інтэрвалу сігналізацыі.Хуткае згасаннеазначае, што канал значна змяняецца на працягу гэтага інтэрвалу. Адносны рух паміж перадатчыкам, прымачом і навакольнымі рассейвальнікамі выклікае доплераўскія зрухі і скарачае час кагерэнтнасці канала.
| Класіфікацыя | Ключавое параўнанне | Тыповы эфект |
|---|---|---|
| Плоскае згасанне | Прапускная здольнасць сігналу меншая за прапускную здольнасць кагерэнтнасці | Шырокае змяненне амплітуды і фазы па ўсім сігнале |
| Выбар частоты | Прапускная здольнасць сігналу большая за прапускную здольнасць кагерэнтнасці | Спектральнае скажэнне і магчымая міжсімвальная інтэрферэнцыя |
| Павольнае згасанне | Час кагерэнтнасці вялікі ў параўнанні з інтэрвалам сігналізацыі | Паступовае змяненне ўзроўню спасылак |
| Хуткае згасанне | Час кагерэнтнасці кароткі ў параўнанні з інтэрвалам сігналізацыі | Хуткая зменлівасць і парушэнні, звязаныя з доплерам |
Распаўсюджаныя мадэлі статыстычнага згасання
- Згасанне Рэлея:звычайна выкарыстоўваецца, калі няма аднаго дамінуючага кампанента прамой бачнасці, і прыманы сігнал фарміруецца многімі рассеянымі кампанентамі.
- Згасанне Рысія:уключае дамінантны кампанент разам з рассеянымі шматпрамянёвымі кампанентамі. К-фактар Райса выражае суадносіны магутнасці паміж дамінантным і дыфузным кампанентамі.
- Згасанне Накагамі:гнуткае эмпірычнае размеркаванне, якое можа прадстаўляць дыяпазон ступені цяжкасці згасання праз свой параметр формы.
- Згасанне Вейбула:іншае адаптыўнае статыстычнае размеркаванне, якое выкарыстоўваецца для выбраных вымераных асяроддзяў распаўсюджвання.
Выбар мадэлі павінен грунтавацца на рэальным асяроддзі, частаце, мабільнасці, канфігурацыі антэны і дадзеных вымярэнняў. Сучасныя працоўныя працэсы MATLAB выкарыстоўваюць такія аб'екты, яккамунікацыя RayleighChannelікамунікацыя RicianChannelа не састарэлыя функцыі, згаданыя ў папярэдняй версіі гэтага артыкула.
Малюнак 3.Статыстычныя размеркаванні абалонкі забяспечваюць кампактныя мадэлі для вымеранай паводзін згасанняў.
Як затуханне ўплывае на прадукцыйнасць радыёчастотнай сістэмы
Згасанне можа знізіць магутнасць прыёму, панізіць суадносіны сігнал/шум, павялічыць частату памылак і перапыніць радыёсувязь. Частотна-селектыўнае згасанне таксама можа скажаць шырокапалосныя формы сігналаў, а хуткае змяненне эфекту Доплера можа ўскладніць ацэнку канала.
Звычайныя метады змякчэння ўключаюць:
- дастатковы запас па лініі сувязі і аўтаматычнае кіраванне ўзмацненнем;
- разнясенне па часе, частаце, прасторы або палярызацыі;
- эквалайзер і праектаванне шматканальных сігналаў;
- кадаванне каналаў, перамяжоўванне і адаптыўная мадуляцыя;
- Апрацоўка MIMO і кіраванне прамянём;
- стараннае размяшчэнне антэны, выбар дыяграмы накіраванасці і кантроль палярызацыі.
Няма адзінага метаду, які б цалкам выключыў усе механізмы згасання. Правільны падыход залежыць ад статыстыкі канала, занятай прапускной здольнасці, мабільнасці, патрабаванняў да пакрыцця і прымальнай верагоднасці збою.
Малюнак 4.Вымераныя дадзеныя павінны вызначаць, ці з'яўляецца статыстычнае размеркаванне прыдатным для канкрэтнага канала.
Выбар антэны для тэстаў зондавання канала і замірання
Антэна сама па сабе не стварае канал распаўсюджвання, але яна моцна ўплывае на тое, якія шляхі і палярызацыі перадаюцца або прымаюцца. Каэфіцыент узмацнення, шырыня прамяня, дыяграма выпраменьвання, чысціня палярызацыі, фазавая стабільнасць і геаметрыя мантажу могуць уплываць на паводзіны вымяранага канала.
Для паўтаральных вымярэнняў канала або замірання задакументуйце:
- поўны дыяпазон частот і імгненная паласа прапускання вымярэнняў;
- каэфіцыент узмацнення антэны і шырыня прамяня ў залежнасці ад частаты;
- патрабаванні да лінейнай, падвойнай лінейнай або кругавой палярызацыі;
- вышыня, арыентацыя, адлегласць паміж антэнамі і навакольныя канструкцыі;
- РЧ-раздым, страты ў кабелі і плоскасць адліку каліброўкі;
- рух перадатчыка, прымача і рассейвальніка;
- размах затрымкі, размах Доплера і неабходны дынамічны дыяпазон.
Варыянты радыёчастотнай MISO-антэны
RF MISO распрацоўвае і пастаўляе радыёчастотныя і мікрахвалевыя антэны для лабараторных, палявых работ і сістэмнай інтэграцыі. У залежнасці ад неабходнага пакрыцця і геаметрыі вымярэнняў, інжынеры могуць разгледзецьшырокапалосныя рупарныя антэныдля накіраваных шырокапалосных вымярэнняў,лагаперыядычныя антэныдля шырокага ахопу частот, абоусенакіраваныя антэныдля асобных даследаванняў пакрыцця і распаўсюджвання.
Азнаёмцеся з бягучым тэхнічным апісаннем мадэлі, каб азнаёміцца з дыяпазонам частот, узмацненнем, палярызацыяй, КСХН, раз'ёмам і механічнымі памерамі. Для выбару ў залежнасці ад прымянення паведаміце камандзе RF MISO інфармацыю пра тэставы дыяпазон, паласу прапускання, неабходную дыяграму накіраванасці, палярызацыю, абмежаванні мантажу і асяроддзе вымярэння.
Абмяркуйце свае патрабаванні да вымярэння радыёчастотных сігналаў
RF MISO можа дапамагчы вызначыць варыянты антэн для зандзіравання каналаў, даследаванняў распаўсюджвання, ацэнкі бесправадных сістэм і звязаных з імі радыёчастотных вымярэнняў.
Спасылкі і дадатковая літаратура
Час публікацыі: 14 жніўня 2023 г.
