Kaca ieu ngajelaskeun dasar-dasar Fading sareng jinis-jinis fading dina komunikasi nirkabel. Jinis Fading dibagi kana fading skala ageung sareng fading skala alit (spread delay multipath sareng spread doppler).
Fading datar sareng fading milih frékuénsi mangrupikeun bagian tina fading multipath sedengkeun fading gancang sareng fading laun mangrupikeun bagian tina fading panyebaran doppler. Jenis fading ieu diimplementasikeun numutkeun distribusi atanapi modél Rayleigh, Rician, Nakagami sareng Weibull.
Bubuka:
Sapertos anu urang terang, sistem komunikasi nirkabel diwangun ku pemancar sareng panarima. Jalur ti pemancar ka panarima henteu lancar sareng sinyal anu dikirimkeun tiasa ngalangkungan rupa-rupa atenuasi kalebet leungitna jalur, atenuasi multipath jsb. Atenuasi sinyal anu ngalangkungan jalur gumantung kana sababaraha faktor. Éta nyaéta waktos, frékuénsi radio sareng jalur atanapi posisi pemancar/panampi. Saluran antara pemancar sareng panarima tiasa robih waktos atanapi tetep gumantung kana naha pemancar/panampi tetep atanapi bergerak silih hormat.
Naon ari luntur téh?
Variasi waktos tina kakuatan sinyal anu ditampi kusabab parobahan dina média transmisi atanapi jalur katelah fading. Fading gumantung kana sababaraha faktor sapertos anu disebatkeun di luhur. Dina skénario anu tetep, fading gumantung kana kaayaan atmosfir sapertos hujan, kilat, jsb. Dina skénario mobile, fading gumantung kana halangan dina jalur anu bénten-bénten gumantung kana waktos. Halangan-halangan ieu nyiptakeun épék transmisi anu rumit kana sinyal anu dikirimkeun.
Gambar-1 ngagambarkeun bagan amplitudo lawan jarak pikeun jinis fading laun sareng fading gancang anu bakal dibahas engké.
Jenis-jenis anu luntur
Kalayan ngémutan rupa-rupa gangguan anu aya hubunganana sareng saluran sareng posisi pemancar/panarima, ieu di handap mangrupikeun jinis-jinis fading dina sistem komunikasi nirkabel.
➤Fading Skala Ageung: Ieu kalebet épék leungitna jalur sareng bayangan.
➤Fading Skala Leutik: Ieu dibagi kana dua kategori utama nyaéta panyebaran reureuh multipath sareng panyebaran doppler. Sebaran reureuh multipath salajengna dibagi kana fading datar sareng fading selektif frékuénsi. Sebaran Doppler dibagi kana fading gancang sareng fading laun.
➤Modél fading: Jenis fading di luhur diimplementasikeun dina rupa-rupa modél atanapi distribusi anu kalebet Rayleigh, Rician, Nakagami, Weibull jsb.
Sapertos anu urang terang, sinyal fading lumangsung kusabab pantulan tina taneuh sareng gedong-gedong di sakurilingna ogé sinyal anu sumebar tina tangkal, jalma, sareng menara anu aya di daérah anu lega. Aya dua jinis fading nyaéta fading skala ageung sareng fading skala alit.
1.) Fading Skala Ageung
Fading skala ageung lumangsung nalika aya halangan asup antara pemancar sareng panarima. Jinis gangguan ieu nyababkeun réduksi kakuatan sinyal anu signifikan. Ieu kusabab gelombang EM dibayangan atanapi diblokir ku halangan. Ieu aya hubunganana sareng fluktuasi sinyal anu ageung dina jarak anu jauh.
1.a) Kaleungitan jalur
Leungitna jalur rohangan bébas tiasa dikedalkeun sapertos kieu.
➤ Pt/Pr = {(4 * π * d)2/λ2} = (4*π*f*d)2/c2
Di mana,
Pt = Daya pancar
Pr = Daya panampi
λ = panjang gelombang
d = jarak antara anteneu pamancar sareng panarima
c = laju cahaya nyaéta 3 x 108
Tina persamaan éta nunjukkeun yén sinyal anu dikirimkeun bakal ngaleuleuskeun kana jarak anu jauh sabab sinyal sumebar ka daérah anu langkung ageung ti tungtung pangirim ka tungtung panarima.
1.b) Éfék kalangkang
• Ieu katingali dina komunikasi nirkabel. Shadowing nyaéta panyimpangan daya sinyal EM anu ditampi tina nilai rata-rata.
• Ieu mangrupikeun akibat tina halangan dina jalur antara pemancar sareng panarima.
• Éta gumantung kana posisi geografis ogé frékuénsi radio gelombang EM (ElektroMagnétik).
2. Fading Skala Leutik
Fading skala leutik patalina jeung fluktuasi gancang tina kakuatan sinyal anu ditampi dina jarak anu pondok pisan sareng periode waktu anu singget.
Dumasarkeun kanapanyebaran reureuh multipathAya dua jinis fading skala leutik nyaéta fading datar sareng fading selektif frékuénsi. Jinis fading multipath ieu gumantung kana lingkungan rambatan.
2.a) Luntur datar
Saluran nirkabel disebut flat fading upami gaduh gain konstan sareng réspon fase linier dina bandwidth anu langkung ageung tibatan bandwidth sinyal anu dikirimkeun.
Dina jinis fading ieu sadaya komponén frékuénsi sinyal anu ditampi fluktuasi dina babandingan anu sami sacara simultan. Ieu ogé katelah fading non-selektif.
• Sinyal BW << Saluran BW
• Periode simbol >> Sebaran Tunda
Pangaruh tina flat fading katingali salaku panurunan SNR. Saluran flat fading ieu katelah saluran amplitudo-variasi atanapi saluran narrowband.
2.b) Fading Selektif Frékuénsi
Éta mangaruhan komponén spéktral anu béda-béda tina sinyal radio kalayan amplitudo anu béda-béda. Ku kituna disebut selective fading.
• Sinyal BW > Saluran BW
• Periode simbol < Sebaran Tunda
Dumasarkeun kanapanyebaran dopplerAya dua jinis fading nyaéta fading gancang sareng fading laun. Jenis fading panyebaran doppler ieu gumantung kana kecepatan sélulér nyaéta kecepatan panarima dibandingkeun sareng pemancar.
2.c) Luntur gancang
Fenomena fast fading digambarkeun ku fluktuasi sinyal anu gancang dina daérah anu alit (nyaéta bandwidth). Nalika sinyal sumping ti sadaya arah dina bidang, fading gancang bakal katingali pikeun sadaya arah gerakan.
Fading gancang lumangsung nalika réspon impuls saluran robah gancang pisan dina durasi simbol.
• Panyebaran doppler anu luhur
• Periode simbol > Waktu koherensi
• Variasi Sinyal < Variasi Saluran
Parameter ieu ngahasilkeun dispersi frékuénsi atanapi fading selektif waktos kusabab panyebaran doppler. Fading gancang nyaéta hasil tina pantulan objék lokal sareng gerakan objék relatif ka objék éta.
Dina fading gancang, sinyal panarima nyaéta jumlah tina sababaraha sinyal anu dipantulkeun tina rupa-rupa permukaan. Sinyal ieu nyaéta jumlah atanapi bédana tina sababaraha sinyal anu tiasa konstruktif atanapi destruktif dumasar kana parobahan fase relatif di antara aranjeunna. Hubungan fase gumantung kana kecepatan gerak, frékuénsi transmisi sareng panjang jalur relatif.
Fading anu gancang ngaganggu bentuk pulsa baseband. Distorsi ieu linier sareng nyiptakeunISI(Inter Symbol Interference). Ékualisasi adaptif ngirangan ISI ku cara ngaleungitkeun distorsi linier anu disababkeun ku saluran.
2.d) Luntur laun
Luntur laun nyaéta hasil tina kalangkang anu katutupan ku wangunan, pasir, gunung sareng objék sanés di luhureun jalan satapak.
• Sebaran Doppler Leutik
• Periode simbol <
• Variasi Sinyal >> Variasi Saluran
Implementasi modél Fading atanapi distribusi fading
Implementasi modél fading atanapi distribusi fading kalebet Rayleigh fading, Rician fading, Nakagami fading sareng Weibull fading. Distribusi atanapi modél saluran ieu dirancang pikeun ngasupkeun fading dina sinyal data baseband numutkeun sarat profil fading.
Rayleigh luntur
• Dina modél Rayleigh, ngan komponén Non Line of Sight (NLOS) anu disimulasikeun antara pemancar sareng panarima. Dianggap yén teu aya jalur LOS antara pemancar sareng panarima.
• MATLAB nyadiakeun fungsi "rayleighchan" pikeun simulasi modél saluran rayleigh.
• Kakuatan éta disebarkeun sacara éksponénsial.
• Fasena kasebar rata sareng henteu gumantung kana amplitudo. Ieu mangrupikeun jinis Fading anu paling sering dianggo dina komunikasi nirkabel.
Rician luntur
• Dina modél Rician, komponén Line of Sight (LOS) sareng non Line of Sight (NLOS) disimulasikeun antara pemancar sareng panarima.
• MATLAB nyadiakeun fungsi "ricianchan" pikeun simulasi modél saluran rician.
Nakagami luntur
Saluran fadding Nakagami nyaéta modél statistik anu dianggo pikeun ngajelaskeun saluran komunikasi nirkabel dimana sinyal anu ditampi ngalaman fading multipath. Ieu ngagambarkeun lingkungan kalayan fading sedeng dugi ka parah sapertos daérah urban atanapi suburban. Persamaan di handap ieu tiasa dianggo pikeun simulasi modél saluran fading Nakagami.
• Dina hal ieu urang nunjukkeun h = r*ejΦsareng sudut Φ kasebar rata dina [-π, π]
• Variabel r sareng Φ dianggap silih mandiri.
• PDF Nakagami dikedalkeun sapertos di luhur.
• Dina pdf Nakagami, 2σ2= E{r2}, Γ(.) nyaéta fungsi Gamma sareng k >= (1/2) nyaéta angka fading (derajat kabébasan anu aya hubunganana sareng jumlah variabel acak Gaussion anu ditambahkeun).
• Mimitina dimekarkeun sacara empiris dumasar kana pangukuran.
• Daya panampi instan disebarkeun ku Gamma. • Kalayan k = 1 Rayleigh = Nakagami
Weibull luntur
Saluran ieu mangrupikeun modél statistik sanés anu dianggo pikeun ngajelaskeun saluran komunikasi nirkabel. Saluran fading Weibull umumna dianggo pikeun ngagambarkeun lingkungan kalayan rupa-rupa jinis kaayaan fading kalebet fading anu lemah sareng parah.
Di mana,
2σ2= E{r2}
• Distribusi Weibull ngagambarkeun generalisasi séjén tina distribusi Rayleigh.
• Nalika X sareng Y nyaéta variabel gaussian rata-rata nol, amplop R = (X2+ Y2)1/2nyaéta Rayleigh anu disebarkeun. • Nanging, amplop dihartikeun R = (X2+ Y2)1/2, sareng pdf (profil distribusi daya) anu saluyu nyaéta distribusi Weibull.
• Persamaan di handap ieu tiasa dianggo pikeun simulasi modél fading Weibull.
Dina kaca ieu urang parantos ngabahas rupa-rupa topik ngeunaan fading sapertos naon ari saluran fading, jinis-jinisna, modél fading, aplikasi, fungsina sareng sajabana. Urang tiasa nganggo inpormasi anu disayogikeun dina kaca ieu pikeun ngabandingkeun sareng kéngingkeun bédana antara fading skala leutik sareng fading skala ageung, bédana antara fading datar sareng fading selektif frékuénsi, bédana antara fading gancang sareng fading laun, bédana antara fading rayleigh sareng fading rician sareng sajabana.
E-mail:info@rf-miso.com
Telepon: 0086-028-82695327
Situs wéb: www.rf-miso.com
Waktos posting: 14-Agu-2023
