Ֆեյդինգի հիմունքները և ֆեյդինգի տեսակները անլար կապի մեջ

Հաշվի առնելով տարբեր ալիքների հետ կապված խանգարումները և հաղորդչի/ընդունիչի դիրքը, անլար կապի համակարգում առանձնանում են հետևյալ ֆեյդինգի տեսակները։
➤Մեծածավալ մարում. Այն ներառում է ճանապարհի կորստի և ստվերի էֆեկտներ:
➤Փոքր մասշտաբի ֆադինգ. Այն բաժանվում է երկու հիմնական կատեգորիայի՝ բազմուղի ուշացման տարածում և դոպլերյան տարածում: Բազմուղի ուշացման տարածումը հետագայում բաժանվում է հարթ ֆադինգի և հաճախականության ընտրողական ֆադինգի: Դոպլերի տարածումը բաժանվում է արագ ֆադինգի և դանդաղ ֆադինգի:
➤Ֆեյդինգի մոդելներ. Վերոնշյալ ֆեյդինգի տեսակները իրականացվում են տարբեր մոդելներում կամ բաշխումներում, որոնք ներառում են Rayleigh, Rician, Nakagami, Weibull և այլն:

Ինչպես գիտենք, ազդանշանների մարումը առաջանում է գետնից և շրջակա շենքերից անդրադարձումների, ինչպես նաև մեծ տարածքում առկա ծառերից, մարդկանցից և աշտարակներից ցրված ազդանշանների պատճառով: Կան մարման երկու տեսակ՝ մեծ մասշտաբի մարում և փոքր մասշտաբի մարում:

1.) Մեծածավալ մարում

Մեծածավալ մարումը տեղի է ունենում, երբ հաղորդչի և ընդունիչի միջև խոչընդոտ է հայտնվում: Այս տեսակի միջամտությունը զգալիորեն նվազեցնում է ազդանշանի ուժգնությունը: Սա պայմանավորված է նրանով, որ էլեկտրամագնիսական ալիքը ստվերվում կամ արգելափակվում է խոչընդոտի կողմից: Այն կապված է ազդանշանի մեծ տատանումների հետ հեռավորության վրա:

1.ա) Ճանապարհի կորուստ

Ազատ տարածության կորուստը կարող է արտահայտվել հետևյալ կերպ.
➤ Pt/Pr = {(4 * π * d)²/ λ²} = (4π*f*d)²/c²
Որտեղ,
Pt = փոխանցման հզորություն
Pr = Ստանալ հզորություն
λ = ալիքի երկարություն
d = փոխանցող և ընդունող անտենայի միջև հեռավորությունը
c = լույսի արագություն, այսինքն՝ 3 x 10⁸

Հավասարումից ենթադրվում է, որ փոխանցվող ազդանշանը թուլանում է հեռավորության վրա, քանի որ այն տարածվում է ավելի ու ավելի մեծ տարածքում՝ փոխանցող ծայրից դեպի ընդունող ծայր։

1.բ) Ստվերման էֆեկտ

• Այն նկատվում է անլար կապի մեջ։ Ստվերումը էլեկտրամագնիսական ազդանշանի ընդունվող հզորության շեղումն է միջին արժեքից։
• Դա փոխանցիչի և ընդունիչի միջև ընկած ճանապարհին առկա խոչընդոտների արդյունք է։
• Դա կախված է աշխարհագրական դիրքից, ինչպես նաև էլեկտրամագնիսական (էլեկտրամագնիսական) ալիքների ռադիոհաճախականությունից։

2. Փոքր մասշտաբի մարում

Փոքր մասշտաբի ֆադինգը վերաբերում է ստացված ազդանշանի ուժի արագ տատանումներին շատ կարճ հեռավորության և կարճ ժամանակահատվածում։

Հիմնված էբազմաուղի ուշացման տարածումԿան փոքր մասշտաբի ֆադինգի երկու տեսակ՝ հարթ ֆադինգ և հաճախականության ընտրողական ֆադինգ։ Այս բազմուղի ֆադինգի տեսակները կախված են տարածման միջավայրից։

2.ա) Հարթ մարում

Անլար ալիքը կոչվում է հարթ մարող, եթե այն ունի հաստատուն ուժեղացում և գծային փուլային արձագանք փոխանցվող ազդանշանի թողունակությունից մեծ թողունակության վրա։

Այս տեսակի ֆեյդինգի դեպքում ստացված ազդանշանի բոլոր հաճախականության բաղադրիչները միաժամանակ տատանվում են նույն համամասնություններով։ Այն նաև հայտնի է որպես ոչ ընտրողական ֆեյդինգ։

• Սևաներկ << Սևաներկ ալիք
• Սիմվոլի պարբերություն >> Ուշացման տարածում

Հարթ մարման ազդեցությունը դիտվում է որպես SNR-ի նվազում: Այս հարթ մարման ալիքները հայտնի են որպես ամպլիտուդային փոփոխվող ալիքներ կամ նեղաշերտ ալիքներ:

2.բ) Հաճախականության ընտրողական մարում

Այն ազդում է ռադիոազդանշանի տարբեր սպեկտրալ բաղադրիչների վրա՝ տարբեր ամպլիտուդներով։ Այստեղից էլ՝ «ընտրողական մարում» անվանումը։

• Սևաներկ > Սևաներկ ալիք
• Սիմվոլի պարբերություն < Հապաղման տարածում

Հիմնված էդոպլերային տարածումԿան երկու տեսակի ֆեյդինգ՝ արագ ֆեյդինգ և դանդաղ ֆեյդինգ։ Այս դոպլերային տարածման ֆեյդինգի տեսակները կախված են շարժունակության արագությունից, այսինքն՝ ընդունիչի արագությունից՝ հաղորդչի նկատմամբ։

2.գ) Արագ մարում

Արագ մարման երևույթը ներկայացված է ազդանշանի արագ տատանումներով փոքր տարածքներում (այսինքն՝ թողունակության տիրույթում): Երբ ազդանշանները ժամանում են հարթության բոլոր ուղղություններից, արագ մարումը կնկատվի շարժման բոլոր ուղղությունների համար:

Արագ մարում տեղի է ունենում, երբ ալիքի իմպուլսային արձագանքը շատ արագ է փոխվում սիմվոլի տևողության ընթացքում։

• Բարձր դոպլերի տարածում
• Սիմվոլի պարբերություն > Կոհերենցիայի ժամանակ
• Սիգնալի տատանում < Ալիքի տատանում

Այս պարամետրերը հանգեցնում են հաճախականության դիսպերսիայի կամ ժամանակի ընտրողական մարման՝ Դոպլերի տարածման պատճառով: Արագ մարումը տեղական օբյեկտների անդրադարձումների և այդ օբյեկտների նկատմամբ օբյեկտների շարժման արդյունք է:

Արագ մարման դեպքում ընդունող ազդանշանը տարբեր մակերեսներից անդրադարձող բազմաթիվ ազդանշանների գումարն է։ Այս ազդանշանը բազմաթիվ ազդանշանների գումար կամ տարբերություն է, որոնք կարող են լինել կառուցողական կամ ապակառուցողական՝ կախված դրանց միջև հարաբերական փուլային տեղաշարժից։ Փուլային հարաբերությունները կախված են շարժման արագությունից, փոխանցման հաճախականությունից և հարաբերական ուղու երկարությունից։

Արագ մարումը աղավաղում է բազային գոտու իմպուլսի ձևը։ Այս աղավաղումը գծային է և ստեղծում էԱՄՀ(Միջսիմվոլային միջամտություն): Ադապտիվ հավասարեցումը նվազեցնում է ISI-ն՝ վերացնելով ալիքի կողմից առաջացած գծային աղավաղումը:

2.դ) Դանդաղ մարում

Դանդաղ մարումը ճանապարհի վրայով շենքերի, բլուրների, լեռների և այլ առարկաների ստվերի արդյունք է։

• Ցածր Դոպլերի տարածում
• Սիմվոլի ժամանակաշրջան <
• Սիգնալի տատանում >> Ալիքի տատանում

Ֆեյդինգի մոդելների կամ ֆեյդինգի բաշխումների իրականացում

Ֆեյդինգի մոդելների կամ ֆեյդինգի բաշխումների իրականացումները ներառում են Ռելեյի ֆեյդինգը, Ռիսի ֆեյդինգը, Նակագամիի ֆեյդինգը և Վեյբուլի ֆեյդինգը: Այս ալիքային բաշխումները կամ մոդելները նախագծված են ֆեյդինգը ներառելու բազային տվյալների ազդանշանում՝ ֆեյդինգի պրոֆիլի պահանջներին համապատասխան:

Ռեյլիի մարումը

• Ռելեյի մոդելում, հաղորդչի և ընդունիչի միջև մոդելավորվում են միայն ոչ տեսադաշտում գտնվող (NLOS) բաղադրիչները: Ենթադրվում է, որ հաղորդչի և ընդունիչի միջև LOS ուղի գոյություն չունի:
• MATLAB-ը տրամադրում է «rayleighchan» ֆունկցիան՝ rayleigh ալիքի մոդելը մոդելավորելու համար։
• Հզորությունը բաշխվում է էքսպոնենցիալ կերպով։
• Փուլը հավասարաչափ բաշխված է և անկախ է ամպլիտուդից։ Սա անլար կապի մեջ ամենաշատ օգտագործվող մարման տեսակն է։

Ռիկյան մարում

• Ռիսի մոդելում, հաղորդչի և ընդունիչի միջև մոդելավորվում են ինչպես տեսադաշտի գծի (LOS), այնպես էլ ոչ տեսադաշտի (NLOS) բաղադրիչները։
• MATLAB-ը տրամադրում է «ricianchan» ֆունկցիան՝ rician ալիքի մոդելը մոդելավորելու համար։

Նակագամիի մարումը

Նակագամիի ֆադինգային ալիքը վիճակագրական մոդել է, որն օգտագործվում է անլար կապի ալիքները նկարագրելու համար, որոնցում ստացված ազդանշանը ենթարկվում է բազմուղի ֆադինգի: Այն ներկայացնում է միջինից մինչև խիստ ֆադինգ ունեցող միջավայրեր, ինչպիսիք են քաղաքային կամ արվարձանային տարածքները: Հետևյալ հավասարումը կարող է օգտագործվել Նակագամիի ֆադինգային ալիքի մոդելը մոդելավորելու համար: