Halaman ini menerangkan asas Pudar dan jenis pudar dalam komunikasi tanpa wayar. Jenis Fading dibahagikan kepada fading berskala besar dan fading skala kecil (rebaran kelewatan berbilang dan penyebaran doppler).
Pudar rata dan pudar pemilihan kekerapan adalah sebahagian daripada pudar berbilang laluan manakala pudar cepat dan pudar perlahan adalah sebahagian daripada pudar penyebaran doppler. Jenis pudar ini dilaksanakan mengikut pengedaran atau model Rayleigh, Rician, Nakagami dan Weibull.
pengenalan:
Seperti yang kita ketahui sistem komunikasi tanpa wayar terdiri daripada pemancar dan penerima. Laluan dari pemancar ke penerima tidak lancar dan isyarat yang dihantar mungkin melalui pelbagai jenis pengecilan termasuk kehilangan laluan, pengecilan berbilang laluan dan lain-lain. Pengecilan isyarat melalui laluan bergantung kepada pelbagai faktor. Ia adalah masa, frekuensi radio dan laluan atau kedudukan pemancar/penerima. Saluran antara pemancar dan penerima boleh berubah-ubah atau tetap bergantung pada sama ada pemancar/penerima tetap atau bergerak berkenaan antara satu sama lain.
Apa yang pudar?
Variasi masa kuasa isyarat yang diterima disebabkan oleh perubahan dalam medium penghantaran atau laluan dikenali sebagai pudar. Pudar bergantung kepada pelbagai faktor seperti yang dinyatakan di atas. Dalam senario tetap, pudar bergantung pada keadaan atmosfera seperti hujan, petir dll. Dalam senario mudah alih, pudar bergantung pada halangan di atas laluan yang berbeza-beza mengikut masa. Halangan ini mewujudkan kesan penghantaran yang kompleks kepada isyarat yang dihantar.
Rajah-1 menggambarkan carta amplitud lawan jarak untuk jenis pudar perlahan dan cepat pudar yang akan kita bincangkan kemudian.
Jenis pudar
Memandangkan pelbagai gangguan berkaitan saluran dan kedudukan pemancar/penerima berikut adalah jenis pudar dalam sistem komunikasi tanpa wayar.
➤Pudar Skala Besar: Ia termasuk kehilangan laluan dan kesan pembayang.
➤Pudar Skala Kecil: Ia terbahagi kepada dua kategori utama iaitu. penyebaran kelewatan berbilang laluan dan penyebaran doppler. Penyebaran kelewatan berbilang laluan dibahagikan lagi kepada pudar rata dan pudar selektif frekuensi. Penyebaran Doppler dibahagikan kepada pudar cepat dan pudar perlahan.
➤Model pudar: Jenis pudar di atas dilaksanakan dalam pelbagai model atau pengedaran yang termasuk Rayleigh, Rician, Nakagami, Weibull dll.
Seperti yang kita ketahui, isyarat pudar berlaku disebabkan oleh pantulan dari tanah dan bangunan sekeliling serta isyarat bertaburan dari pokok, manusia dan menara yang terdapat di kawasan yang luas. Terdapat dua jenis pudar iaitu. pudar skala besar dan pudar skala kecil.
1.) Pudar Skala Besar
Pudar skala besar berlaku apabila halangan datang di antara pemancar dan penerima. Jenis gangguan ini menyebabkan jumlah pengurangan kekuatan isyarat yang ketara. Ini kerana gelombang EM dibayangi atau disekat oleh halangan. Ia berkaitan dengan turun naik besar isyarat ke atas jarak.
1.a) Kehilangan laluan
Kehilangan laluan ruang bebas boleh dinyatakan seperti berikut.
➤ Pt/Pr = {(4 * π * d)2/ λ2} = (4*π*f*d)2/c2
di mana,
Pt = menghantar kuasa
Pr = Terima kuasa
λ = panjang gelombang
d = jarak antara antena pemancar dan penerima
c = kelajuan cahaya iaitu 3 x 108
Daripada persamaan itu, ia membayangkan bahawa isyarat yang dihantar melemahkan ke atas jarak kerana isyarat sedang tersebar di kawasan yang lebih besar dan lebih besar dari hujung penghantaran ke hujung penerimaan.
1.b) Kesan bayangan
• Ia diperhatikan dalam komunikasi tanpa wayar. Bayangan ialah sisihan kuasa yang diterima isyarat EM daripada nilai purata.
• Ia adalah akibat daripada halangan di atas laluan antara penghantar dan penerima.
• Ia bergantung kepada kedudukan geografi serta frekuensi radio gelombang EM (ElectroMagnetic).
2. Pudar Skala Kecil
Pudar skala kecil berkenaan dengan turun naik pantas kekuatan isyarat yang diterima dalam jarak yang sangat singkat dan tempoh masa yang singkat.
berdasarkanpenyebaran kelewatan berbilang laluanterdapat dua jenis pudar skala kecil iaitu. pudar rata dan pudar selektif frekuensi. Jenis pudar berbilang laluan ini bergantung pada persekitaran penyebaran.
2.a) Pudar rata
Saluran wayarles dikatakan pudar rata jika ia mempunyai keuntungan berterusan dan tindak balas fasa linear ke atas jalur lebar yang lebih besar daripada lebar jalur isyarat yang dihantar.
Dalam jenis pudar ini semua komponen frekuensi isyarat yang diterima turun naik dalam perkadaran yang sama secara serentak. Ia juga dikenali sebagai pudar tidak selektif.
• Isyarat BW << Saluran BW
• Tempoh simbol >> Penyebaran Kelewatan
Kesan pudar rata dilihat sebagai penurunan dalam SNR. Saluran pudar rata ini dikenali sebagai saluran pelbagai amplitud atau saluran jalur sempit.
2.b) Kekerapan pudar terpilih
Ia mempengaruhi komponen spektrum yang berbeza bagi isyarat radio dengan amplitud yang berbeza. Oleh itu nama pudar terpilih.
• Isyarat BW > Saluran BW
• Tempoh simbol < Penyebaran Kelewatan
berdasarkanpenyebaran dopplerterdapat dua jenis pudar iaitu. cepat pudar dan lambat pudar. Jenis pudar penyebaran doppler ini bergantung pada kelajuan mudah alih iaitu kelajuan penerima berkenaan dengan pemancar.
2.c) Cepat pudar
Fenomena cepat pudar diwakili oleh turun naik pantas isyarat di kawasan kecil (iaitu lebar jalur). Apabila isyarat tiba dari semua arah dalam pesawat, pudar pantas akan diperhatikan untuk semua arah gerakan.
Pudar cepat berlaku apabila tindak balas impuls saluran berubah dengan sangat cepat dalam tempoh simbol.
• Penyebaran doppler tinggi
• Tempoh simbol > Masa koheren
• Variasi Isyarat < Variasi saluran
Parameter ini mengakibatkan serakan frekuensi atau pudar selektif masa akibat penyebaran doppler. Pudar cepat adalah hasil pantulan objek tempatan dan pergerakan objek berbanding objek tersebut.
Dalam pudar cepat, isyarat terima ialah jumlah banyak isyarat yang dipantulkan dari pelbagai permukaan. Isyarat ini adalah jumlah atau perbezaan berbilang isyarat yang boleh membina atau merosakkan berdasarkan anjakan fasa relatif di antara mereka. Hubungan fasa bergantung pada kelajuan gerakan, kekerapan penghantaran dan panjang laluan relatif.
Pudar cepat memesongkan bentuk nadi jalur asas. Herotan ini adalah linear dan terhasilISI(Gangguan Simbol Antara). Penyamaan adaptif mengurangkan ISI dengan membuang herotan linear yang disebabkan oleh saluran.
2.d) Lambat pudar
Pudar perlahan adalah hasil daripada bayangan oleh bangunan, bukit, gunung dan objek lain di atas laluan.
• Spread Doppler Rendah
• Tempoh simbol <
• Variasi Isyarat >> Variasi Saluran
Pelaksanaan model Fading atau pengedaran fading
Pelaksanaan model pudar atau pengedaran pudar termasuk pudar Rayleigh, pudar Rician, pudar Nakagami dan pudar Weibull. Pengagihan atau model saluran ini direka bentuk untuk memasukkan pudar dalam isyarat data jalur asas mengikut keperluan profil pudar.
Rayleigh semakin pudar
• Dalam model Rayleigh, hanya komponen Non Line of Sight(NLOS) yang disimulasikan antara pemancar dan penerima. Diandaikan bahawa tiada laluan LOS wujud antara pemancar dan penerima.
• MATLAB menyediakan fungsi "rayleighchan" untuk mensimulasikan model saluran rayleigh.
• Kuasa diagihkan secara eksponen.
• Fasa diedarkan secara seragam dan bebas daripada amplitud. Ia adalah jenis Fading yang paling banyak digunakan dalam komunikasi tanpa wayar.
Rician semakin pudar
• Dalam model rician, kedua-dua komponen Line of Sight (LOS) dan bukan Line of Sight (NLOS) disimulasikan antara pemancar dan penerima.
• MATLAB menyediakan fungsi "ricianchan" untuk mensimulasikan model saluran rician.
Nakagami pudar
Saluran pudar Nakagami ialah model statistik yang digunakan untuk menerangkan saluran komunikasi tanpa wayar di mana sgnal yang diterima mengalami pudar berbilang laluan. Ia mewakili persekitaran dengan pudar sederhana hingga teruk seperti kawasan bandar atau pinggir bandar. Persamaan berikut boleh digunakan untuk mensimulasikan model saluran pudar Nakagami.
• Dalam kes ini kita menandakan h = r*ejΦdan sudut Φ diagihkan secara seragam pada [-π, π]
• Pembolehubah r dan Φ diandaikan saling bebas.
• Pdf Nakagami dinyatakan seperti di atas.
• Dalam pdf Nakagami, 2σ2= E{r2}, Γ(.) ialah fungsi Gamma dan k >= (1/2) ialah angka pudar (darjah kebebasan yang berkaitan dengan bilangan pembolehubah rawak Gaussion yang ditambah).
• Ia pada asalnya dibangunkan secara empirik berdasarkan ukuran.
• Kuasa terima serta-merta diedarkan Gamma. • Dengan k = 1 Rayleigh = Nakagami
Weibull pudar
Saluran ini ialah satu lagi model statistik yang digunakan untuk menerangkan saluran komunikasi tanpa wayar. Saluran pudar Weibull biasanya digunakan untuk mewakili persekitaran dengan pelbagai jenis keadaan pudar termasuk pudar lemah dan teruk.
di mana,
2σ2= E{r2}
• Taburan Weibull mewakili satu lagi generalisasi taburan Rayleigh.
• Apabila X dan Y ialah iid sifar min pembolehubah gaussian, sampul R = (X2+ Y2)1/2adalah Rayleigh diedarkan. • Walau bagaimanapun sampul surat ditakrifkan R = (X2+ Y2)1/2, dan pdf yang sepadan (profil pengedaran kuasa) diedarkan Weibull.
• Persamaan berikut boleh digunakan untuk mensimulasikan model pudar Weibull.
Dalam halaman ini kami telah melalui pelbagai topik mengenai fading seperti apa itu fading channel, jenisnya, fading model, aplikasinya, fungsi dan sebagainya. Seseorang boleh menggunakan maklumat yang disediakan di halaman ini untuk membandingkan dan memperoleh perbezaan antara pudar skala kecil dan pudar skala besar, perbezaan antara pudar rata dan pudar selektif frekuensi, perbezaan antara pudar cepat dan pudar perlahan, perbezaan antara pudar rayleigh dan pudar rician dan seterusnya.
E-mail:info@rf-miso.com
Telefon:0086-028-82695327
laman web: www.rf-miso.com
Masa siaran: 14 Ogos 2023
