Fading Basics ແລະປະເພດຂອງການຈາງລົງໃນການສື່ສານໄຮ້ສາຍ

ພິຈາລະນາຄວາມບົກຜ່ອງທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບຊ່ອງທາງຕ່າງໆແລະຕໍາແຫນ່ງຂອງເຄື່ອງສົ່ງ / ເຄື່ອງຮັບຕໍ່ໄປນີ້ແມ່ນປະເພດຂອງການຈາງລົງໃນລະບົບການສື່ສານໄຮ້ສາຍ.
➤ ການ​ສູນ​ເສຍ​ຂະ​ຫນາດ​ໃຫຍ່​: ມັນ​ປະ​ກອບ​ມີ​ການ​ສູນ​ເສຍ​ເສັ້ນ​ທາງ​ແລະ​ຜົນ​ກະ​ທົບ​ເງົາ​.
➤​ການ​ຈາງ​ລົງ​ຂະ​ຫນາດ​ນ້ອຍ​: ມັນ​ໄດ້​ຖືກ​ແບ່ງ​ອອກ​ເປັນ​ສອງ​ປະ​ເພດ​ຕົ້ນ​ຕໍ​ເຊັ່ນ​:​.multipath ການແຜ່ກະຈາຍຄວາມລ່າຊ້າແລະການແຜ່ກະຈາຍ doppler.ການແຜ່ກະຈາຍຄວາມລ່າຊ້າຂອງ multipath ໄດ້ຖືກແບ່ງອອກຕື່ມອີກເປັນການ fading ຮາບພຽງແລະ fading ເລືອກຄວາມຖີ່.ການແຜ່ກະຈາຍຂອງ Doppler ແບ່ງອອກເປັນການຈາງໄວແລະການຈາງຊ້າ.
➤ແບບຈໍາລອງການຈາງລົງ: ປະເພດການຈືດໆຂ້າງເທິງແມ່ນປະຕິບັດໃນຮູບແບບຕ່າງໆຫຼືການແຈກຢາຍເຊິ່ງລວມມີ Rayleigh, Rician, Nakagami, Weibull ແລະອື່ນໆ.

ດັ່ງທີ່ພວກເຮົາຮູ້, ສັນຍານການຈາງຫາຍໄປເນື່ອງຈາກການສະທ້ອນຈາກພື້ນດິນແລະອາຄານອ້ອມຂ້າງເຊັ່ນດຽວກັນກັບສັນຍານທີ່ກະແຈກກະຈາຍຈາກຕົ້ນໄມ້, ຄົນແລະຫໍຄອຍຢູ່ໃນພື້ນທີ່ຂະຫນາດໃຫຍ່.ມີ​ສອງ​ປະ​ເພດ​ຂອງ​ມະ​ລາຍ​ຫາຍ​ໄປ viz​.ຂະ​ຫນາດ​ໃຫຍ່​ມະ​ລາຍ​ຫາຍ​ໄປ​ແລະ​ຂະ​ຫນາດ​ນ້ອຍ​ມະ​ລາຍ​ຫາຍ​ໄປ​.

1.) ຂະຫນາດຂະຫນາດໃຫຍ່ Fading

ການຈາງລົງຂະໜາດໃຫຍ່ເກີດຂຶ້ນເມື່ອມີອຸປະສັກເຂົ້າມາລະຫວ່າງເຄື່ອງສົ່ງ ແລະເຄື່ອງຮັບ.ປະເພດການແຊກແຊງນີ້ເຮັດໃຫ້ຈໍານວນສັນຍານຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.ນີ້​ແມ່ນ​ຍ້ອນ​ວ່າ​ຄື້ນ EM ຖືກ​ບັງ​ຄັບ​ຫຼື​ອຸ​ປະ​ສັກ​ໄດ້​ຖືກ​ບັງ​ຄັບ.ມັນກ່ຽວຂ້ອງກັບຄວາມຜັນຜວນຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງສັນຍານໃນໄລຍະໄກ.

1.a) ການສູນເສຍເສັ້ນທາງ

ການສູນເສຍເສັ້ນທາງຊ່ອງຫວ່າງສາມາດສະແດງອອກດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້.
➤ Pt/Pr = {(4 * π * d)²/ λ²} = (4*π*f*d)²/c²
ຢູ່ໃສ,
Pt = ຖ່າຍທອດພະລັງງານ
Pr = ຮັບພະລັງງານ
λ = ຄວາມຍາວຄື້ນ
d = ໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງສາຍສົ່ງ ແລະຮັບເສົາອາກາດ
c = ຄວາມໄວຂອງແສງ ie 3 x 10⁸

ຈາກສົມຜົນມັນຫມາຍຄວາມວ່າສັນຍານທີ່ສົ່ງຜ່ານຫຼຸດລົງໃນໄລຍະໄກຍ້ອນວ່າສັນຍານກໍາລັງແຜ່ຂະຫຍາຍໄປທົ່ວພື້ນທີ່ຂະຫນາດໃຫຍ່ແລະຂະຫນາດໃຫຍ່ກວ່າຈາກປາຍສົ່ງໄປຫາຈຸດຮັບ.

1.b) ຜົນກະທົບຂອງເງົາ

•ມັນຖືກສັງເກດເຫັນໃນການສື່ສານໄຮ້ສາຍ.Shadowing ແມ່ນ deviation ຂອງພະລັງງານທີ່ໄດ້ຮັບຂອງສັນຍານ EM ຈາກຄ່າສະເລ່ຍ.
•ມັນເປັນຜົນມາຈາກອຸປະສັກໃນໄລຍະເສັ້ນທາງລະຫວ່າງ transmitter ແລະ receiver.
•ມັນຂຶ້ນກັບຕໍາແຫນ່ງທາງພູມສາດເຊັ່ນດຽວກັນກັບຄວາມຖີ່ວິທະຍຸຂອງຄື້ນ EM (ElectroMagnetic).

2. ການຈາງລົງຂະໜາດນ້ອຍ

ການຈາງລົງຂະໜາດນ້ອຍແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບການເໜັງຕີງຢ່າງໄວວາຂອງຄວາມແຮງສັນຍານທີ່ໄດ້ຮັບໃນໄລຍະສັ້ນໆ ແລະ ໄລຍະເວລາສັ້ນໆ.

ອີງໃສ່ການແຜ່ກະຈາຍຄວາມລ່າຊ້າ multipathມີສອງປະເພດຂອງການ fading ຂະຫນາດຂະຫນາດນ້ອຍ viz.fading ຮາບພຽງແລະ fading ເລືອກຄວາມຖີ່.ປະເພດ multipath fading ເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນຂຶ້ນກັບສະພາບແວດລ້ອມການຂະຫຍາຍພັນ.

2.a) ຮອຍແປ້ວແປ

ຊ່ອງທາງໄຮ້ສາຍໄດ້ຖືກກ່າວວ່າຈະຈາງລົງຖ້າມັນມີການເພີ່ມຂື້ນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງແລະການຕອບສະ ໜອງ ໄລຍະເສັ້ນຊື່ໃນໄລຍະແບນວິດທີ່ໃຫຍ່ກວ່າແບນວິດຂອງສັນຍານທີ່ສົ່ງຜ່ານ.

ໃນປະເພດຂອງການ fading ນີ້ອົງປະກອບຄວາມຖີ່ທັງຫມົດຂອງສັນຍານທີ່ໄດ້ຮັບຄວາມຜັນຜວນໃນອັດຕາສ່ວນດຽວກັນພ້ອມໆກັນ.ມັນຍັງເປັນທີ່ຮູ້ຈັກເປັນ fading ບໍ່ເລືອກ.

• ສັນຍານ BW << Channel BW
•ໄລຍະເວລາສັນຍາລັກ >> ການແຜ່ກະຈາຍຊັກຊ້າ

ຜົນກະທົບຂອງການຈາງຮາບພຽງແມ່ນເຫັນວ່າເປັນການຫຼຸດລົງຂອງ SNR.ຊ່ອງ​ທາງ​ການ​ຈາງ​ຮາບ​ພຽງ​ນີ້​ເປັນ​ທີ່​ຮູ້​ຈັກ​ເປັນ​ຊ່ອງ​ທາງ​ທີ່​ແຕກ​ຕ່າງ​ກັນ​ຄວາມ​ກວ້າງ​ຂວາງ​ຫຼື​ຊ່ອງ​ແຄບ​ແຄບ​.

2.b) ຄວາມຖີ່ການເລືອກເຟຣມ fading

ມັນມີຜົນກະທົບຕໍ່ອົງປະກອບຂອງສັນຍານວິທະຍຸທີ່ແຕກຕ່າງກັນທີ່ມີຄວາມກວ້າງແຕກຕ່າງກັນ.ເພາະສະນັ້ນຊື່ເລືອກ fading.

• ສັນຍານ BW > Channel BW
• ໄລຍະເວລາສັນຍາລັກ < ຊັກຊ້າການແຜ່ກະຈາຍ

ອີງໃສ່doppler ການແຜ່ກະຈາຍມີ​ສອງ​ປະ​ເພດ​ຂອງ​ມະ​ລາຍ​ຫາຍ​ໄປ viz​.fading ໄວ ແລະ fading ຊ້າ.ການແຜ່ກະຈາຍຂອງ doppler ເຫຼົ່ານີ້ຂຶ້ນກັບຄວາມໄວມືຖືເຊັ່ນ: ຄວາມໄວຂອງຕົວຮັບກ່ຽວກັບເຄື່ອງສົ່ງສັນຍານ.

2.c) ຈາງໄວ

ປະກົດການຂອງ fading ໄວແມ່ນເປັນຕົວແທນໂດຍການເຫນັງຕີງຢ່າງໄວວາຂອງສັນຍານໃນໄລຍະພື້ນທີ່ຂະຫນາດນ້ອຍ (ie ແບນວິດ).ເມື່ອສັນຍານມາຮອດທຸກທິດທາງໃນຍົນ, ການຈາງໄວຈະຖືກສັງເກດເຫັນສໍາລັບທຸກທິດທາງຂອງການເຄື່ອນໄຫວ.

fading ໄວເກີດຂຶ້ນໃນເວລາທີ່ການຕອບໂຕ້ impulse ຊ່ອງທາງການປ່ຽນແປງຢ່າງໄວວາພາຍໃນໄລຍະເວລາສັນຍາລັກ.

• ການແຜ່ກະຈາຍຂອງ doppler ສູງ
• ໄລຍະເວລາສັນຍາລັກ > ເວລາເຊື່ອມຕໍ່
• ການປ່ຽນແປງສັນຍານ < ການປ່ຽນແປງຊ່ອງ

ພາລາມິເຕີນີ້ສົ່ງຜົນໃຫ້ການກະຈາຍຄວາມຖີ່ຫຼືເວລາເລືອກທີ່ຫາຍໄປເນື່ອງຈາກການແຜ່ກະຈາຍ doppler.ການຈາງໄວແມ່ນຜົນມາຈາກການສະທ້ອນຂອງວັດຖຸໃນທ້ອງຖິ່ນແລະການເຄື່ອນທີ່ຂອງວັດຖຸທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບວັດຖຸເຫຼົ່ານັ້ນ.

ໃນການຈາງໄວ, ສັນຍານທີ່ໄດ້ຮັບແມ່ນຜົນລວມຂອງສັນຍານຈໍານວນຫລາຍທີ່ສະທ້ອນຈາກພື້ນຜິວຕ່າງໆ.ສັນຍານນີ້ແມ່ນຜົນລວມຫຼືຄວາມແຕກຕ່າງຂອງສັນຍານຫຼາຍອັນທີ່ສາມາດສ້າງຫຼືທໍາລາຍໄດ້ໂດຍອີງໃສ່ການປ່ຽນແປງໄລຍະທີ່ກ່ຽວຂ້ອງລະຫວ່າງພວກມັນ.ການພົວພັນໄລຍະແມ່ນຂຶ້ນກັບຄວາມໄວຂອງການເຄື່ອນໄຫວ, ຄວາມຖີ່ຂອງການສົ່ງແລະຄວາມຍາວຂອງເສັ້ນທາງພີ່ນ້ອງ.

fading ໄວບິດເບືອນຮູບຮ່າງຂອງກໍາມະຈອນ baseband ໄດ້.ການບິດເບືອນນີ້ແມ່ນເສັ້ນແລະສ້າງISI(Inter Symbol Interference).ການປັບຄວາມເທົ່າທຽມການປັບຕົວຫຼຸດລົງ ISI ໂດຍການກໍາຈັດການບິດເບືອນເສັ້ນທີ່ກະຕຸ້ນໂດຍຊ່ອງທາງ.

2.d) fading ຊ້າ

ການຈາງຊ້າແມ່ນເປັນຜົນມາຈາກການຕົກເປັນເງົາຕາມຕຶກອາຄານ, ເນີນພູ, ພູເຂົາ ແລະສິ່ງຂອງອື່ນໆຕາມເສັ້ນທາງ.

• ການແຜ່ກະຈາຍ Doppler ຕໍ່າ
• ໄລຍະເວລາສັນຍາລັກ <
• ການປ່ຽນແປງສັນຍານ >> ການປ່ຽນແປງຊ່ອງ

ການປະຕິບັດຕົວແບບ Fading ຫຼືການແຜ່ກະຈາຍ fading

ການປະຕິບັດແບບຈໍາລອງການຈາງລົງຫຼືການແຜ່ກະຈາຍຂອງ fading ປະກອບມີ Rayleigh fading, Rician fading, Nakagami fading ແລະ Weibull fading.ການແຈກຢາຍຊ່ອງ ຫຼືຮູບແບບເຫຼົ່ານີ້ຖືກອອກແບບເພື່ອລວມເອົາການຈາງລົງໃນສັນຍານຂໍ້ມູນເບດແບນຕາມຄວາມຕ້ອງການຂອງໂປຣໄຟລ໌ທີ່ເສື່ອມໂຊມ.

Rayleigh ຫາຍໄປ

• ໃນຮູບແບບ Rayleigh, ພຽງແຕ່ອົງປະກອບທີ່ບໍ່ແມ່ນເສັ້ນຂອງສາຍຕາ (NLOS) ໄດ້ຖືກຈໍາລອງລະຫວ່າງເຄື່ອງສົ່ງແລະເຄື່ອງຮັບ.ມັນສົມມຸດວ່າບໍ່ມີເສັ້ນທາງ LOS ທີ່ມີຢູ່ລະຫວ່າງເຄື່ອງສົ່ງແລະເຄື່ອງຮັບ.
• MATLAB ໃຫ້ຟັງຊັນ "rayleighchan" ເພື່ອຈໍາລອງຮູບແບບຊ່ອງທາງ rayleigh.
• ພະລັງງານແມ່ນແຈກຢາຍແບບເລັ່ງລັດ.
•ໄລຍະໄດ້ຖືກແຈກຢາຍຢ່າງເທົ່າທຽມກັນແລະເປັນເອກະລາດຈາກຄວາມກວ້າງໃຫຍ່ໄພ້.ມັນເປັນປະເພດທີ່ໃຊ້ຫຼາຍທີ່ສຸດຂອງ Fading ໃນການສື່ສານໄຮ້ສາຍ.

Rician ຈາງລົງ

• ໃນຮູບແບບ rician, ອົງປະກອບຂອງ Line of Sight (LOS) ແລະ non Line of Sight (NLOS) ແມ່ນຖືກຈຳລອງລະຫວ່າງຕົວສົ່ງ ແລະ ເຄື່ອງຮັບ.
• MATLAB ໃຫ້ຟັງຊັນ "ricianchan" ເພື່ອຈໍາລອງຮູບແບບຊ່ອງ rician.

Nakagami ຈາງລົງ

Nakagami fadding channel ເປັນຕົວແບບສະຖິຕິທີ່ໃຊ້ເພື່ອອະທິບາຍຊ່ອງທາງການສື່ສານໄຮ້ສາຍທີ່ sgnal ທີ່ໄດ້ຮັບ undergoes multipath fading.ມັນສະແດງເຖິງສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີການຈາງລົງປານກາງຫາຮ້າຍແຮງເຊັ່ນ: ເຂດຕົວເມືອງ ຫຼືເຂດຊານເມືອງ.ສົມຜົນຕໍ່ໄປນີ້ສາມາດໃຊ້ເພື່ອຈຳລອງຮູບແບບຊ່ອງ Nakagami fading.