გაქრობის საფუძვლები და გაქრობის სახეები უსადენო კომუნიკაციაში

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.

Დაფუძნებულიმრავალმხრივი დაყოვნების გავრცელებაარსებობს ორი სახის მცირე ზომის 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

Დაფუძნებულიდოპლერის გავრცელებაგაქრობის ორი ტიპი არსებობს.სწრაფი გაქრობა და ნელი გაქრობა.ეს დოპლერის გავრცელების გაქრობის 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 ექსპონენციალურად ნაწილდება.
• 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 ძლიერ გაცვეთილ გარემოს, როგორიცაა ურბანული ან გარეუბნები.შემდეგი განტოლება შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნაკაგამის გაქრობის არხის მოდელის სიმულაციისთვის.