ეს გვერდი აღწერს გაქრობის საფუძვლებს და გაქრობის ტიპებს უკაბელო კომუნიკაციაში. გაცვეთების ტიპები იყოფა დიდმასშტაბიან გაქრობად და მცირე მასშტაბის გაქრობად (მრავალმხრივი დაყოვნების გავრცელება და დოპლერის გავრცელება).
ბრტყელი გაქრობა და სიხშირის შერჩევითი გაქრობა არის მრავალმხრივი გაქრობის ნაწილი, სადაც სწრაფი გაქრობა და ნელი გაქრობა არის დოპლერის გავრცელების გაქრობის ნაწილი. ეს გაქრობის ტიპები დანერგილია Rayleigh, Rician, Nakagami და Weibull დისტრიბუციების ან მოდელების მიხედვით.
შესავალი:
როგორც ვიცით უკაბელო საკომუნიკაციო სისტემა შედგება გადამცემისა და მიმღებისგან. გზა გადამცემიდან მიმღებამდე არ არის გლუვი და გადაცემული სიგნალი შეიძლება გაიაროს სხვადასხვა სახის შესუსტება, მათ შორის ბილიკის დაკარგვა, მრავალმხრივი შესუსტება და ა.შ. სიგნალის შესუსტება გზაზე დამოკიდებულია სხვადასხვა ფაქტორებზე. ეს არის დრო, რადიოსიხშირე და გადამცემის/მიმღების გზა ან პოზიცია. არხი გადამცემსა და მიმღებს შორის შეიძლება იყოს დროში ცვალებადი ან ფიქსირებული იმისდა მიხედვით, გადამცემი/მიმღები ფიქსირდება თუ მოძრაობს ერთმანეთთან მიმართებაში.
რა ქრება?
მიღებული სიგნალის სიმძლავრის დროში ცვალებადობა გადაცემის საშუალებებში ან ბილიკებში ცვლილებების გამო ცნობილია როგორც გაქრობა. გაქრობა დამოკიდებულია სხვადასხვა ფაქტორებზე, როგორც ზემოთ აღინიშნა. ფიქსირებულ სცენარში, გაქრობა დამოკიდებულია ატმოსფერულ პირობებზე, როგორიცაა ნალექი, ელვა და ა.შ. მობილური სცენარში, ქრება დამოკიდებულია გზაზე არსებულ დაბრკოლებებზე, რომლებიც იცვლება დროის მიხედვით. ეს დაბრკოლებები ქმნის კომპლექსურ გადაცემის ეფექტებს გადაცემულ სიგნალზე.
ფიგურა-1 ასახავს დიაგრამას ამპლიტუდის მიმართ მანძილის მიმართ ნელი გაქრობის და სწრაფი გაქრობის ტიპებისთვის, რომლებსაც მოგვიანებით განვიხილავთ.
გაცვეთილი ტიპები
არხებთან დაკავშირებული სხვადასხვა გაუფასურების და გადამცემის/მიმღების პოზიციის გათვალისწინებით, შემდეგია უკაბელო საკომუნიკაციო სისტემაში გაქრობის ტიპები.
➤დიდი მასშტაბის გაქრობა: მოიცავს ბილიკის დაკარგვას და დაჩრდილვის ეფექტებს.
➤მცირე მასშტაბის გაქრობა: ის იყოფა ორ ძირითად კატეგორიად. მრავალმხრივი დაყოვნების გავრცელება და დოპლერის გავრცელება. მრავალგზიანი დაყოვნების გავრცელება შემდგომში იყოფა ბრტყელ გაქრობად და სიხშირის შერჩევით გაქრობად. დოპლერის გავრცელება იყოფა სწრაფ და ნელ გაქრობად.
➤ გაცვეთილი მოდელები: ზემოთ გაცვეთილი ტიპები დანერგილია სხვადასხვა მოდელებში ან დისტრიბუციაში, რომლებიც მოიცავს Rayleigh, Rician, Nakagami, Weibull და ა.შ.
როგორც ვიცით, გაქრობის სიგნალები წარმოიქმნება მიწისა და მიმდებარე შენობების ანარეკლების გამო, ისევე როგორც მიმოფანტული სიგნალები ხეებიდან, ხალხიდან და დიდ ტერიტორიაზე არსებული კოშკებიდან. გაქრობის ორი ტიპი არსებობს. მსხვილმასშტაბიანი გაქრობა და მცირე მასშტაბის გაქრობა.
1.) დიდი მასშტაბის გაქრობა
დიდი მასშტაბის გაქრობა ხდება მაშინ, როდესაც დაბრკოლება მოდის გადამცემსა და მიმღებს შორის. ჩარევის ეს ტიპი იწვევს სიგნალის სიძლიერის მნიშვნელოვან შემცირებას. ეს იმიტომ ხდება, რომ EM ტალღა დაჩრდილულია ან დაბლოკილია დაბრკოლებით. ეს დაკავშირებულია სიგნალის დიდ რყევებთან მანძილზე.
1.ა) გზის დაკარგვა
თავისუფალი სივრცის ბილიკის დაკარგვა შეიძლება გამოიხატოს შემდეგნაირად.
➤ Pt/Pr = {(4 * π * d)2/ ლ2} = (4*π*f*d)2/c2
სად,
Pt = გადამცემი სიმძლავრე
Pr = ძალაუფლების მიღება
λ = ტალღის სიგრძე
d = მანძილი გადამცემ და მიმღებ ანტენას შორის
c = სინათლის სიჩქარე ანუ 3 x 108
განტოლებიდან ის გულისხმობს, რომ გადაცემული სიგნალი მცირდება მანძილზე, რადგან სიგნალი ვრცელდება უფრო და უფრო დიდ ფართობზე გადაცემის ბოლოდან მიმღების დასასრულამდე.
1.ბ) დაჩრდილვის ეფექტი
• შეინიშნება უსადენო კომუნიკაციაში. დაჩრდილვა არის EM სიგნალის მიღებული სიმძლავრის გადახრა საშუალო მნიშვნელობიდან.
• ეს არის გადამცემსა და მიმღებს შორის გზაზე არსებული დაბრკოლებების შედეგი.
• ეს დამოკიდებულია როგორც გეოგრაფიულ მდებარეობაზე, ასევე EM (ელექტრომაგნიტური) ტალღების რადიო სიხშირეზე.
2. მცირე მასშტაბის ქრება
მცირე მასშტაბის გაქრობა ეხება მიღებული სიგნალის სიძლიერის სწრაფ რყევებს ძალიან მოკლე მანძილზე და მოკლე დროში.
საფუძველზემრავალმხრივი დაყოვნების გავრცელებაარსებობს ორი სახის მცირე მასშტაბის გაქრობა ანუ. ბრტყელი გაქრობა და სიხშირის შერჩევითი გაქრობა. ეს მრავალმხრივი გაქრობის ტიპები დამოკიდებულია გავრცელების გარემოზე.
2.ა) ბრტყელი გაქრობა
ამბობენ, რომ უკაბელო არხი ბრტყლად ქრებოდა, თუ მას აქვს მუდმივი მომატება და ხაზოვანი ფაზის პასუხი სიჩქარეზე, რომელიც მეტია გადაცემული სიგნალის გამტარუნარიანობაზე.
ამ ტიპის გაქრობისას მიღებული სიგნალის ყველა სიხშირის კომპონენტი ერთდროულად იცვლება იმავე პროპორციებით. იგი ასევე ცნობილია როგორც არასელექტიური გაქრობა.
• სიგნალი BW << არხი BW
• სიმბოლოს პერიოდი >> დაგვიანებული გავრცელება
ბრტყელი გაქრობის ეფექტი ჩანს როგორც SNR-ის შემცირება. ეს ბრტყელი გამქრალი არხები ცნობილია როგორც ამპლიტუდის ცვალებადი არხები ან ვიწროზოლიანი არხები.
2.ბ) სიხშირის სელექციური გაქრობა
ის გავლენას ახდენს რადიოსიგნალის სხვადასხვა სპექტრულ კომპონენტზე სხვადასხვა ამპლიტუდით. აქედან მომდინარეობს სახელი სელექციური გაქრობა.
• სიგნალი BW > არხი BW
• სიმბოლოს პერიოდი < დაგვიანებული გავრცელება
საფუძველზედოპლერის გავრცელებაგაქრობის ორი ტიპი არსებობს. სწრაფი გაქრობა და ნელი გაქრობა. დოპლერის გავრცელების გაქრობის ეს ტიპები დამოკიდებულია მობილურ სიჩქარეზე, ანუ მიმღების სიჩქარეზე გადამცემთან მიმართებაში.
2.გ) სწრაფი გაქრობა
სწრაფი გაქრობის ფენომენი წარმოდგენილია სიგნალის სწრაფი რყევებით მცირე ფართობზე (მაგ. გამტარუნარიანობაზე). როდესაც სიგნალები ჩამოვა თვითმფრინავის ყველა მიმართულებიდან, სწრაფი გაქრობა შეინიშნება მოძრაობის ყველა მიმართულებით.
სწრაფი გაქრობა ხდება მაშინ, როდესაც არხის იმპულსური პასუხი ძალიან სწრაფად იცვლება სიმბოლოს ხანგრძლივობის ფარგლებში.
• მაღალი დოპლერის გავრცელება
• სიმბოლოს პერიოდი > თანმიმდევრობის დრო
• სიგნალის ვარიაცია < არხის ვარიაცია
ეს პარამეტრები იწვევს სიხშირის დისპერსიას ან დროის შერჩევით გაქრობას დოპლერის გავრცელების გამო. სწრაფი გაქრობა არის ადგილობრივი ობიექტების ასახვის და ამ ობიექტებთან მიმართებაში ობიექტების მოძრაობის შედეგი.
სწრაფი გაქრობისას, მიღების სიგნალი არის მრავალი სიგნალის ჯამი, რომლებიც აისახება სხვადასხვა ზედაპირებიდან. ეს სიგნალი არის მრავალი სიგნალის ჯამი ან განსხვავება, რომლებიც შეიძლება იყოს კონსტრუქციული ან დესტრუქციული, მათ შორის შედარებითი ფაზის ცვლაზე დაყრდნობით. ფაზური ურთიერთობები დამოკიდებულია მოძრაობის სიჩქარეზე, გადაცემის სიხშირეზე და ბილიკის ფარდობით სიგრძეზე.
სწრაფი გაქრობა ამახინჯებს საბაზისო ზოლის პულსის ფორმას. ეს დამახინჯება წრფივია და ქმნისISI(Inter Symbol Interference). ადაპტური გათანაბრება ამცირებს ISI-ს არხის მიერ გამოწვეული წრფივი დამახინჯების მოხსნით.
2.დ) ნელი გაქრობა
ნელი გაქრობა არის ბილიკზე შენობების, ბორცვების, მთების და სხვა ობიექტების დაჩრდილვის შედეგი.
• დაბალი დოპლერის გავრცელება
• სიმბოლური პერიოდი <
• სიგნალის ვარიაცია >> არხის ვარიაცია
Fading მოდელების ან fading დისტრიბუციების დანერგვა
გაცვეთილი მოდელების დანერგვა ან ქრებოდა დისტრიბუცია მოიცავს Rayleigh fading, Rician fading, Nakagami fading და Weibull fading. ეს არხის დისტრიბუცია ან მოდელები შექმნილია იმისთვის, რომ ჩართოს გაქრობა საბაზისო ზოლის მონაცემთა სიგნალში, გაქრობის პროფილის მოთხოვნების შესაბამისად.
რეილი ქრებოდა
• Rayleigh-ის მოდელში, მხოლოდ Non Line of Sight (NLOS) კომპონენტები სიმულირებულია გადამცემსა და მიმღებს შორის. ვარაუდობენ, რომ არ არსებობს LOS გზა გადამცემსა და მიმღებს შორის.
• MATLAB უზრუნველყოფს "rayleighchan" ფუნქციას რეილის არხის მოდელის სიმულაციისთვის.
• სიმძლავრე ნაწილდება ექსპონენტურად.
• ფაზა ერთნაირად განაწილებულია და დამოუკიდებელია ამპლიტუდისგან. ეს არის უსადენო კომუნიკაციაში Fading-ის ყველაზე გავრცელებული სახეობა.
რიციანის გაქრობა
• rician მოდელში, ორივე Line of Sight (LOS) და არა Line of Sight (NLOS) კომპონენტები სიმულირებულია გადამცემსა და მიმღებს შორის.
• MATLAB უზრუნველყოფს "ricianchan" ფუნქციას rician არხის მოდელის სიმულაციისთვის.
ნაკაგამი ქრებოდა
Nakagami fadding channel არის სტატისტიკური მოდელი, რომელიც გამოიყენება უსადენო საკომუნიკაციო არხების აღსაწერად, რომლებშიც მიღებული სიგნალი განიცდის მრავალგზიან გაქრობას. ის წარმოადგენს ზომიერ და მძიმე გაცვეთილ გარემოს, როგორიცაა ურბანული ან გარეუბნები. შემდეგი განტოლება შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნაკაგამის გაქრობის არხის მოდელის სიმულაციისთვის.
• ამ შემთხვევაში აღვნიშნავთ h = r*ejΦდა კუთხე Φ თანაბრად ნაწილდება [-π, π]
• ცვლადი r და Φ ითვლება ურთიერთდამოუკიდებლად.
• Nakagami pdf გამოიხატება როგორც ზემოთ.
• ნაკაგამის pdf-ში, 2σ2= ე{რ2}, Γ(.) არის გამა ფუნქცია და k >= (1/2) არის ქრება ფიგურა (თავისუფლების ხარისხი დაკავშირებულია გაუსონის შემთხვევითი ცვლადების რაოდენობასთან).
• ის თავდაპირველად ემპირიულად შემუშავდა გაზომვებზე დაყრდნობით.
• მყისიერი მიღების სიმძლავრე გამა განაწილებულია. • კ = 1-ით რეილი = ნაკაგამი
ვეიბული ქრებოდა
ეს არხი არის კიდევ ერთი სტატისტიკური მოდელი, რომელიც გამოიყენება უკაბელო საკომუნიკაციო არხის აღსაწერად. ვეიბულის გაქრობის არხი ჩვეულებრივ გამოიყენება გარემოს წარმოსადგენად სხვადასხვა ტიპის გაქრობის პირობებით, მათ შორის როგორც სუსტი, ასევე მძიმე გაქრობა.
სად,
2σ2= ე{რ2}
• ვეიბულის განაწილება წარმოადგენს რეილის განაწილების კიდევ ერთ განზოგადებას.
• როდესაც X და Y არის iid ნულოვანი საშუალო გაუსიანი ცვლადები, R = (X)2+ Y2)1/2არის Rayleigh განაწილებული. • თუმცა კონვერტი განისაზღვრება R = (X2+ Y2)1/2, და შესაბამისი pdf (ენერგიის განაწილების პროფილი) არის Weibull განაწილებული.
• შემდეგი განტოლება შეიძლება გამოყენებულ იქნას ვეიბულის გაქრობის მოდელის სიმულაციისთვის.
ამ გვერდზე ჩვენ გავიარეთ სხვადასხვა თემები გაქრობის შესახებ, როგორიცაა, თუ რა არის გაქრობის არხი, მისი ტიპები, გაქრობის მოდელები, მათი აპლიკაციები, ფუნქციები და ა.შ. შეგიძლიათ გამოიყენოთ ამ გვერდზე მოცემული ინფორმაცია, რათა შევადაროთ და გამოიტანოთ განსხვავება მცირე მასშტაბის გაქრობასა და დიდმასშტაბიან გაქრობას შორის, განსხვავება ბრტყელ გაქრობასა და სიხშირის შერჩევით გაქრობას შორის, სხვაობა სწრაფ გაქრობასა და ნელ გაქრობას შორის, სხვაობა რეილის გაქრობასა და რიციან გაქრობას შორის და ასე შემდეგ.
E-mail:info@rf-miso.com
ტელეფონი:0086-028-82695327
საიტი: www.rf-miso.com
გამოქვეყნების დრო: აგვისტო-14-2023
