Halaman ini menerangkan asas-asas Pudar dan jenis-jenis pudar dalam komunikasi tanpa wayar. Jenis-jenis Pudar dibahagikan kepada pudar skala besar dan pudar skala kecil (sebaran kelewatan berbilang laluan dan penyebaran doppler).
Pudar rata dan pudar pemilihan frekuensi adalah sebahagian daripada pudar berbilang laluan manakala pudar pantas dan pudar perlahan adalah sebahagian daripada pudar sebaran doppler. Jenis pudar ini dilaksanakan mengikut taburan 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 pelemahan termasuk kehilangan laluan, pelemahan berbilang laluan dan sebagainya. Pelemahan isyarat melalui laluan bergantung kepada pelbagai faktor. Iaitu masa, frekuensi radio dan laluan atau kedudukan pemancar/penerima. Saluran antara pemancar dan penerima boleh berubah mengikut masa atau tetap bergantung kepada sama ada pemancar/penerima tetap atau bergerak antara satu sama lain.
Apa itu pudar?
Variasi masa kuasa isyarat yang diterima disebabkan oleh perubahan dalam medium atau laluan penghantaran dikenali sebagai pudar. Pudar bergantung kepada pelbagai faktor seperti yang dinyatakan di atas. Dalam senario tetap, pudar bergantung kepada keadaan atmosfera seperti hujan, kilat dan sebagainya. Dalam senario mudah alih, pudar bergantung kepada halangan di sepanjang laluan yang berbeza-beza mengikut masa. Halangan-halangan ini mewujudkan kesan penghantaran yang kompleks kepada isyarat yang dihantar.
Rajah-1 menggambarkan carta amplitud lawan jarak untuk jenis pudar perlahan dan pudar pantas yang akan dibincangkan kemudian.
Jenis pudar
Dengan mempertimbangkan pelbagai gangguan berkaitan saluran dan kedudukan pemancar/penerima, berikut adalah jenis-jenis pudar dalam sistem komunikasi tanpa wayar.
➤Pudar Skala Besar: Ia termasuk kehilangan laluan dan kesan pembayangan.
➤Pudar Skala Kecil: Ia dibahagikan 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 taburan yang merangkumi Rayleigh, Rician, Nakagami, Weibull dll.
Seperti yang kita ketahui, isyarat pudar berlaku disebabkan oleh pantulan dari tanah dan bangunan di sekelilingnya serta isyarat berselerak daripada pokok, orang dan menara yang terdapat di kawasan yang luas. Terdapat dua jenis pudar iaitu pudar berskala besar dan pudar berskala kecil.
1.) Pudar Skala Besar
Pudar berskala besar berlaku apabila halangan datang di antara pemancar dan penerima. Jenis gangguan ini menyebabkan pengurangan kekuatan isyarat yang ketara. Ini kerana gelombang EM dibayangi atau disekat oleh halangan. Ia berkaitan dengan turun naik isyarat yang besar dari jarak jauh.
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 = Kuasa penghantaran
Pr = Kuasa penerimaan
λ = panjang gelombang
d = jarak antara antena pemancar dan penerima
c = kelajuan cahaya iaitu 3 x 108
Daripada persamaan tersebut, ia menunjukkan bahawa isyarat yang dihantar menjadi lemah dari jarak ke jarak apabila isyarat tersebar ke kawasan yang lebih besar dan lebih besar dari hujung penghantaran ke hujung penerima.
1.b) Kesan bayangan
• Ia diperhatikan dalam komunikasi tanpa wayar. Bayangan ialah sisihan kuasa isyarat EM yang diterima daripada nilai purata.
• Ia adalah hasil daripada halangan di laluan antara pemancar dan penerima.
• Ia bergantung pada kedudukan geografi serta frekuensi radio gelombang EM (Elektromagnetik).
2. Pudar Skala Kecil
Pudar skala kecil berkaitan dengan turun naik kekuatan isyarat yang diterima dalam jarak yang sangat pendek dan tempoh masa yang singkat.
Berdasarkanpenyebaran kelewatan berbilang laluanTerdapat dua jenis pudar berskala kecil iaitu pudar rata dan pudar selektif frekuensi. Jenis pudar berbilang laluan ini bergantung pada persekitaran perambatan.
2.a) Pudar rata
Saluran tanpa wayar dikatakan pudar rata jika ia mempunyai gandaan malar dan tindak balas fasa linear pada lebar jalur yang lebih besar daripada lebar jalur isyarat yang dihantar.
Dalam jenis pudar ini, semua komponen frekuensi isyarat yang diterima berubah-ubah dalam perkadaran yang sama secara serentak. Ia juga dikenali sebagai pudar tak selektif.
• Isyarat BW << Saluran BW
• Tempoh simbol >> Sebaran Kelewatan
Kesan pudar rata dilihat sebagai penurunan SNR. Saluran pudar rata ini dikenali sebagai saluran yang berubah-ubah amplitud atau saluran jalur sempit.
2.b) Pudar Selektif Frekuensi
Ia mempengaruhi komponen spektrum isyarat radio yang berbeza dengan amplitud yang berbeza. Oleh itu, dinamakan pudar terpilih.
• Isyarat BW > Saluran BW
• Tempoh simbol < Sebaran Kelewatan
Berdasarkanpenyebaran dopplerTerdapat dua jenis pudar iaitu pudar cepat dan pudar perlahan. Jenis pudar penyebaran doppler ini bergantung pada kelajuan mudah alih iaitu kelajuan penerima berbanding pemancar.
2.c) Pudar cepat
Fenomena pudar pantas diwakili oleh turun naik isyarat yang pantas di kawasan kecil (iaitu lebar jalur). Apabila isyarat tiba dari semua arah dalam satah, pudar pantas akan diperhatikan untuk semua arah gerakan.
Pudar pantas berlaku apabila tindak balas impuls saluran berubah dengan sangat pantas dalam tempoh simbol.
• Sebaran doppler yang tinggi
• Tempoh simbol > Masa koheren
• Variasi Isyarat < Variasi Saluran
Parameter ini mengakibatkan penyebaran frekuensi atau pudar terpilih masa disebabkan oleh penyebaran doppler. Pudar pantas adalah hasil daripada pantulan objek setempat dan pergerakan objek relatif kepada objek tersebut.
Dalam fast fading, isyarat penerimaan ialah jumlah pelbagai isyarat yang dipantulkan dari pelbagai permukaan. Isyarat ini ialah jumlah atau perbezaan berbilang isyarat yang boleh membina atau merosakkan berdasarkan anjakan fasa relatif antara mereka. Hubungan fasa bergantung pada kelajuan gerakan, frekuensi penghantaran dan panjang laluan relatif.
Pudar pantas memesongkan bentuk denyut jalur asas. Herotan ini adalah linear dan mewujudkanISI(Gangguan Antara Simbol). Penyamaan adaptif mengurangkan ISI dengan membuang herotan linear yang disebabkan oleh saluran.
2.d) Pudar perlahan
Pudar perlahan adalah hasil daripada bayang-bayang oleh bangunan, bukit, gunung dan objek lain di atas laluan.
• Sebaran Doppler Rendah
• Simbol tempoh <
• Variasi Isyarat >> Variasi Saluran
Pelaksanaan model Pudar atau taburan pudar
Pelaksanaan model pudar atau taburan pudar termasuk pudar Rayleigh, pudar Rician, pudar Nakagami dan pudar Weibull. Taburan atau model saluran ini direka bentuk untuk menggabungkan pudar dalam isyarat data jalur asas mengikut keperluan profil pudar.
Rayleigh pudar
• Dalam model Rayleigh, hanya komponen Bukan Garis Pandang (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 tersebut bertaburan secara seragam dan bebas daripada amplitud. Ia merupakan jenis Pudar yang paling banyak digunakan dalam komunikasi tanpa wayar.
Pudar Rician
• Dalam model Rician, kedua-dua komponen Garis Pandangan (LOS) dan bukan Garis Pandangan (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 menggambarkan saluran komunikasi tanpa wayar di mana isyarat 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 menyatakan 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 empirikal berdasarkan pengukuran.
• Kuasa penerimaan seketika ialah Gamma yang diagihkan. • Dengan k = 1 Rayleigh = Nakagami
Pudar Weibull
Saluran ini merupakan satu lagi model statistik yang digunakan untuk menggambarkan 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 pembolehubah Gaussian min sifar, sampul surat R = (X2+ Y2)1/2ialah Rayleigh bertaburan. • Walau bagaimanapun, sampul surat ditakrifkan R = (X2+ Y2)1/2, dan pdf (profil pengagihan kuasa) yang sepadan ialah Weibull yang diedarkan.
• Persamaan berikut boleh digunakan untuk mensimulasikan model pudar Weibull.
Dalam halaman ini, kami telah membincangkan pelbagai topik tentang pudar seperti apakah saluran pudar, jenisnya, model pudar, aplikasi, fungsinya dan sebagainya. Anda 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 pantas dan pudar perlahan, perbezaan antara pudar rayleigh dan pudar rician dan sebagainya.
E-mail:info@rf-miso.com
Telefon: 0086-028-82695327
Laman web: www.rf-miso.com
Masa siaran: 14 Ogos 2023
