ພື້ນຖານການຈາງລົງ ແລະ ປະເພດຂອງການຈາງລົງໃນການສື່ສານແບບໄຮ້ສາຍ

ພິຈາລະນາເຖິງຄວາມບົກຜ່ອງຕ່າງໆທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບຊ່ອງທາງ ແລະ ຕຳແໜ່ງຂອງເຄື່ອງສົ່ງ/ເຄື່ອງຮັບ ຕໍ່ໄປນີ້ແມ່ນປະເພດຂອງການຈາງຫາຍໄປໃນລະບົບການສື່ສານໄຮ້ສາຍ.
➤ການຈາງຫາຍໄປຂອງຂະໜາດໃຫຍ່: ມັນປະກອບມີການສູນເສຍເສັ້ນທາງ ແລະ ຜົນກະທົບຂອງເງົາ.
➤ການຈາງຫາຍໄປຂະໜາດນ້ອຍ: ມັນແບ່ງອອກເປັນສອງປະເພດຫຼັກຄື: ການແຜ່ກະຈາຍຄວາມຊັກຊ້າຫຼາຍເສັ້ນທາງ ແລະ ການແຜ່ກະຈາຍດອບເລີ. ການແຜ່ກະຈາຍຄວາມຊັກຊ້າຫຼາຍເສັ້ນທາງຍັງແບ່ງອອກເປັນການຈາງຫາຍໄປແບບຮາບພຽງ ແລະ ການຈາງຫາຍໄປແບບເລືອກຄວາມຖີ່. ການແຜ່ກະຈາຍດອບເລີແບ່ງອອກເປັນການຈາງຫາຍໄປໄວ ແລະ ການຈາງຫາຍໄປຊ້າ.
➤ຮູບແບບການຈາງລົງ: ປະເພດການຈາງລົງຂ້າງເທິງນີ້ແມ່ນຖືກຈັດຕັ້ງປະຕິບັດໃນຮູບແບບ ຫຼື ການແຈກຢາຍຕ່າງໆ ເຊິ່ງລວມມີ Rayleigh, Rician, Nakagami, Weibull ແລະອື່ນໆ.

ດັ່ງທີ່ພວກເຮົາຮູ້, ສັນຍານຈາງລົງເກີດຂຶ້ນຍ້ອນການສະທ້ອນຈາກພື້ນດິນ ແລະ ອາຄານອ້ອມຂ້າງ ເຊັ່ນດຽວກັນກັບສັນຍານທີ່ກະແຈກກະຈາຍຈາກຕົ້ນໄມ້, ຄົນ ແລະ ຫໍຄອຍທີ່ມີຢູ່ໃນພື້ນທີ່ກ້ວາງ. ການຈາງລົງມີສອງປະເພດຄື: ການຈາງລົງໃນຂະໜາດໃຫຍ່ ແລະ ການຈາງລົງໃນຂະໜາດນ້ອຍ.

1.) ການຈາງລົງຂະໜາດໃຫຍ່

ການຈາງຫາຍໄປໃນຂະໜາດໃຫຍ່ເກີດຂຶ້ນເມື່ອມີອຸປະສັກເຂົ້າມາລະຫວ່າງຕົວສົ່ງ ແລະ ຕົວຮັບ. ການແຊກແຊງປະເພດນີ້ເຮັດໃຫ້ຄວາມແຮງຂອງສັນຍານຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ນີ້ແມ່ນຍ້ອນວ່າຄື້ນ EM ຖືກບັງ ຫຼື ຖືກກີດຂວາງໂດຍອຸປະສັກ. ມັນກ່ຽວຂ້ອງກັບການປ່ຽນແປງຂອງສັນຍານໃນໄລຍະທາງທີ່ໃຫຍ່ຫຼວງ.

1.a) ການສູນເສຍເສັ້ນທາງ

ການສູນເສຍເສັ້ນທາງພື້ນທີ່ຫວ່າງສາມາດສະແດງອອກໄດ້ດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້.
➤ Pt/Pr = {(4 * π * d)²/ λ²} = (4*π*f*d)²/c²
ຢູ່ໃສ,
Pt = ພະລັງງານສົ່ງ
Pr = ຮັບພະລັງງານ
λ = ຄວາມຍາວຄື້ນ
d = ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງເສົາອາກາດສົ່ງ ແລະ ເສົາອາກາດຮັບ
c = ຄວາມໄວແສງ ໝາຍຄວາມວ່າ 3 x 10⁸

ຈາກສົມຜົນນີ້ມັນໝາຍຄວາມວ່າສັນຍານທີ່ສົ່ງຕໍ່ຈະອ່ອນແຮງລົງຕາມໄລຍະທາງ ຍ້ອນວ່າສັນຍານກຳລັງແຜ່ລາມໄປທົ່ວພື້ນທີ່ທີ່ໃຫຍ່ຂຶ້ນເລື້ອຍໆ ຈາກປາຍທາງສົ່ງໄປຫາປາຍທາງຮັບ.

1.b) ຜົນກະທົບເງົາ

• ມັນຖືກສັງເກດເຫັນໃນການສື່ສານແບບໄຮ້ສາຍ. ເງົາແມ່ນຄວາມແຕກຕ່າງຂອງພະລັງງານທີ່ໄດ້ຮັບຂອງສັນຍານ EM ຈາກຄ່າສະເລ່ຍ.
• ມັນເປັນຜົນມາຈາກອຸປະສັກເທິງເສັ້ນທາງລະຫວ່າງເຄື່ອງສົ່ງ ແລະ ເຄື່ອງຮັບ.
• ມັນຂຶ້ນກັບຕຳແໜ່ງທາງພູມສາດ ເຊັ່ນດຽວກັນກັບຄວາມຖີ່ວິທະຍຸຂອງຄື້ນ EM (ແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ).

2. ການຈາງລົງຂະໜາດນ້ອຍ

ການຈາງຫາຍໄປໃນຂະໜາດນ້ອຍແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບການປ່ຽນແປງຢ່າງໄວວາຂອງຄວາມແຮງຂອງສັນຍານທີ່ໄດ້ຮັບໃນໄລຍະທາງສັ້ນໆ ແລະ ໄລຍະເວລາສັ້ນໆ.

ອີງໃສ່ການແຜ່ກະຈາຍຄວາມຊັກຊ້າຫຼາຍເສັ້ນທາງມີການຈາງຫາຍໄປຂະໜາດນ້ອຍສອງປະເພດຄື: ການຈາງຫາຍໄປແບບຮາບພຽງ ແລະ ການຈາງຫາຍໄປແບບເລືອກຄວາມຖີ່. ປະເພດການຈາງຫາຍໄປຫຼາຍເສັ້ນທາງເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນຂຶ້ນກັບສະພາບແວດລ້ອມການແຜ່ກະຈາຍ.

2.a) ການຈາງລົງແບບຮາບພຽງ

ຊ່ອງສັນຍານໄຮ້ສາຍຖືກກ່າວວ່າເປັນການຈາງຫາຍໄປແບບຮາບພຽງຖ້າມັນມີການເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ ແລະ ການຕອບສະໜອງໄລຍະເສັ້ນຊື່ຜ່ານແບນວິດທີ່ໃຫຍ່ກວ່າແບນວິດຂອງສັນຍານທີ່ສົ່ງຜ່ານ.

ໃນການຈາງລົງແບບນີ້, ອົງປະກອບຄວາມຖີ່ທັງໝົດຂອງສັນຍານທີ່ໄດ້ຮັບຈະມີການປ່ຽນແປງໃນອັດຕາສ່ວນດຽວກັນພ້ອມໆກັນ. ມັນຍັງເປັນທີ່ຮູ້ຈັກກັນໃນນາມການຈາງລົງທີ່ບໍ່ເລືອກເຟັ້ນ.

• ສັນຍານ BW << ຊ່ອງ BW
• ໄລຍະເວລາສັນຍາລັກ >> ການແຜ່ກະຈາຍຊັກຊ້າ

ຜົນກະທົບຂອງການຈາງຫາຍໄປແບບຮາບພຽງແມ່ນເຫັນວ່າເປັນການຫຼຸດລົງຂອງ SNR. ຊ່ອງທາງການຈາງຫາຍໄປແບບຮາບພຽງເຫຼົ່ານີ້ເປັນທີ່ຮູ້ຈັກກັນໃນນາມຊ່ອງທາງທີ່ປ່ຽນແປງຄວາມກວ້າງຂອງສຽງ ຫຼື ຊ່ອງທາງແຖບແຄບ.

2.b) ຄວາມຖີ່ຂອງການຈາງລົງແບບເລືອກເຟັ້ນ

ມັນມີຜົນກະທົບຕໍ່ອົງປະກອບສະເປກຕຣຳທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງສັນຍານວິທະຍຸທີ່ມີຄວາມກວ້າງຂອງຄື້ນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງເອີ້ນວ່າການຈາງຫາຍໄປແບບເລືອກເຟັ້ນ.

• ສັນຍານ BW > ຊ່ອງ BW
• ໄລຍະເວລາສັນຍາລັກ < ການແຜ່ກະຈາຍຄວາມຊັກຊ້າ

ອີງໃສ່ການແຜ່ກະຈາຍຂອງ dopplerການຈາງຫາຍໄປມີສອງປະເພດຄື: ການຈາງຫາຍໄປໄວ ແລະ ການຈາງຫາຍໄປຊ້າ. ປະເພດການຈາງຫາຍໄປແບບກະຈາຍຂອງ Doppler ເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນຂຶ້ນກັບຄວາມໄວຂອງມືຖື ເຊັ່ນ: ຄວາມໄວຂອງເຄື່ອງຮັບທຽບກັບເຄື່ອງສົ່ງ.

2.c) ຈາງລົງໄວ

ປະກົດການຂອງການຈາງລົງໄວແມ່ນສະແດງໂດຍການເຫນັງຕີງຢ່າງໄວວາຂອງສັນຍານໃນພື້ນທີ່ນ້ອຍໆ (ເຊັ່ນ: ແບນວິດ). ເມື່ອສັນຍານມາຮອດຈາກທຸກທິດທາງໃນລະນາບ, ການຈາງລົງໄວຈະຖືກສັງເກດເຫັນສຳລັບທຸກທິດທາງຂອງການເຄື່ອນທີ່.

ການຈາງລົງໄວເກີດຂຶ້ນເມື່ອການຕອບສະໜອງຂອງແຮງກະຕຸ້ນຂອງຊ່ອງທາງມີການປ່ຽນແປງຢ່າງໄວວາພາຍໃນໄລຍະເວລາຂອງສັນຍາລັກ.

• ການແຜ່ກະຈາຍຂອງ doppler ສູງ
• ໄລຍະເວລາສັນຍາລັກ > ເວລາຄວາມສອດຄ່ອງ
• ການປ່ຽນແປງຂອງສັນຍານ < ການປ່ຽນແປງຂອງຊ່ອງ

ພາລາມິເຕີນີ້ເຮັດໃຫ້ເກີດການກະຈາຍຄວາມຖີ່ ຫຼື ການຈາງຫາຍໄປແບບເລືອກເວລາ ເນື່ອງຈາກການແຜ່ກະຈາຍຂອງດັອບເລີ. ການຈາງຫາຍໄປໄວແມ່ນຜົນມາຈາກການສະທ້ອນຂອງວັດຖຸໃນທ້ອງຖິ່ນ ແລະ ການເຄື່ອນທີ່ຂອງວັດຖຸທຽບກັບວັດຖຸເຫຼົ່ານັ້ນ.

ໃນການຈາງລົງໄວ, ສັນຍານຮັບແມ່ນຜົນບວກຂອງສັນຍານຈຳນວນຫຼາຍທີ່ສະທ້ອນມາຈາກພື້ນຜິວຕ່າງໆ. ສັນຍານນີ້ແມ່ນຜົນບວກ ຫຼື ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງສັນຍານຫຼາຍອັນທີ່ສາມາດສ້າງສັນ ຫຼື ທຳລາຍໄດ້ໂດຍອີງໃສ່ການປ່ຽນເຟສທີ່ກ່ຽວຂ້ອງລະຫວ່າງພວກມັນ. ຄວາມສຳພັນຂອງເຟສແມ່ນຂຶ້ນກັບຄວາມໄວຂອງການເຄື່ອນທີ່, ຄວາມຖີ່ຂອງການສົ່ງຕໍ່ ແລະ ຄວາມຍາວຂອງເສັ້ນທາງທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ.

ການຈາງລົງໄວເຮັດໃຫ້ຮູບຮ່າງຂອງກຳມະຈອນເບສແບນບິດເບືອນ. ການບິດເບືອນນີ້ເປັນເສັ້ນຊື່ ແລະ ສ້າງໄອຊີ(ການແຊກແຊງສັນຍາລັກລະຫວ່າງ). ​​ການປັບຄວາມສະເໝີພາບແບບປັບຕົວຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນ ISI ໂດຍການກຳຈັດຄວາມບິດເບືອນເສັ້ນຊື່ທີ່ເກີດຈາກຊ່ອງທາງ.

2.d) ຈາງລົງຊ້າໆ

ການຈາງຫາຍໄປຢ່າງຊ້າໆ ແມ່ນຜົນມາຈາກເງົາຂອງອາຄານ, ເນີນພູ, ພູເຂົາ ແລະ ວັດຖຸອື່ນໆທີ່ປົກຄຸມເສັ້ນທາງ.

• ການແຜ່ກະຈາຍ Doppler ຕໍ່າ
• ຈຸດສັນຍາລັກ <
• ການປ່ຽນແປງສັນຍານ >> ການປ່ຽນແປງຊ່ອງທາງ

ການປະຕິບັດຮູບແບບ Fading ຫຼື ການແຈກຢາຍ fading

ການຈັດຕັ້ງປະຕິບັດຮູບແບບການຈາງລົງ ຫຼື ການແຈກຢາຍການຈາງລົງລວມມີການຈາງລົງ Rayleigh, ການຈາງລົງ Rician, ການຈາງລົງ Nakagami ແລະ ການຈາງລົງ Weibull. ການແຈກຢາຍຊ່ອງທາງ ຫຼື ຮູບແບບເຫຼົ່ານີ້ຖືກອອກແບບມາເພື່ອລວມເອົາການຈາງລົງໃນສັນຍານຂໍ້ມູນເບສແບນຕາມຄວາມຕ້ອງການຂອງໂປຣໄຟລ໌ການຈາງລົງ.

Rayleigh fading

• ໃນຮູບແບບ Rayleigh, ມີພຽງແຕ່ອົງປະກອບທີ່ບໍ່ແມ່ນເສັ້ນສາຍຕາ (NLOS) ເທົ່ານັ້ນທີ່ຖືກຈຳລອງລະຫວ່າງເຄື່ອງສົ່ງ ແລະ ເຄື່ອງຮັບ. ໂດຍສົມມຸດວ່າບໍ່ມີເສັ້ນທາງ LOS ລະຫວ່າງເຄື່ອງສົ່ງ ແລະ ເຄື່ອງຮັບ.
• MATLAB ສະໜອງຟັງຊັນ "rayleighchan" ເພື່ອຈຳລອງຮູບແບບຊ່ອງທາງ rayleigh.
• ພະລັງງານຖືກແຈກຢາຍແບບ exponential.
• ເຟສຖືກແຈກຢາຍຢ່າງເປັນເອກະພາບ ແລະ ເປັນອິດສະຫຼະຈາກແອມພລິຈູດ. ມັນເປັນປະເພດ Fading ທີ່ນິຍົມໃຊ້ຫຼາຍທີ່ສຸດໃນການສື່ສານແບບໄຮ້ສາຍ.

ການຈາງຫາຍໄປຂອງຊາວຣິເຊຍ

• ໃນຮູບແບບການຄ້າ, ທັງອົງປະກອບ Line of Sight (LOS) ແລະ ອົງປະກອບທີ່ບໍ່ແມ່ນ Line of Sight (NLOS) ແມ່ນຖືກຈຳລອງລະຫວ່າງເຄື່ອງສົ່ງ ແລະ ເຄື່ອງຮັບ.
• MATLAB ສະໜອງຟັງຊັນ "ricianchan" ເພື່ອຈຳລອງຮູບແບບຊ່ອງ rician.

ນາກາມະ ຈາງຫາຍໄປ

ຊ່ອງທາງການຈາງຫາຍໄປຂອງ Nakagami ແມ່ນຮູບແບບສະຖິຕິທີ່ໃຊ້ເພື່ອອະທິບາຍຊ່ອງທາງການສື່ສານໄຮ້ສາຍທີ່ສັນຍານທີ່ໄດ້ຮັບຜ່ານການຈາງຫາຍໄປຫຼາຍເສັ້ນທາງ. ມັນສະແດງເຖິງສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີການຈາງຫາຍໄປໃນລະດັບປານກາງຫາຮຸນແຮງເຊັ່ນ: ເຂດຕົວເມືອງ ຫຼື ຊານເມືອງ. ສົມຜົນຕໍ່ໄປນີ້ສາມາດໃຊ້ເພື່ອຈຳລອງຮູບແບບຊ່ອງທາງການຈາງຫາຍໄປຂອງ Nakagami.