Pagkupas ng wireless channelay ang pagkakaiba-iba ng natanggap na amplitude, phase o power ng signal na dulot ng mga pagbabago sa propagation path. Maaari nitong bawasan ang link margin, gawing distort ang mga wideband signal at gawing mahirap ang pagkopya ng mga sukat ng RF. Ang pag-unawa sa uri ng fading na naroroon sa isang sistema ay nakakatulong sa mga inhinyero na pumili ng mga angkop na antenna, mga pamamaraan ng pagsubok at mga pamamaraan ng mitigasyon.
Ipinapaliwanag ng gabay na ito ang malakihan at maliitang pagkupas, mga patag at piling-dalas na mga channel, mabagal at mabilis na pagkupas, at ang mga pinakakaraniwang modelo ng istatistikal na channel. Ipinapakita rin nito kung paano nakakaimpluwensya ang pattern ng antenna, polarisasyon, at test geometry sa mga praktikal na sukat ng pagkupas.
Ano ang Pagkupas ng Wireless Channel?
Bihirang makarating ang isang signal ng radyo sa isang receiver sa pamamagitan lamang ng iisang ideal na landas. Ang mga gusali, lupain, sasakyan, kagamitan at iba pang mga bagay ay maaaring humarang, mag-reflect, mag-diffract o magkalat ng mga electromagnetic wave. Samakatuwid, maraming kopya ng parehong signal ang maaaring dumating na may iba't ibang pagkaantala, amplitude, phase at anggulo ng pagdating. Ang kanilang kombinasyon ay maaaring maging nakabubuo sa isang lokasyon o frequency at mapanira sa iba pa.
Ang fading ay naiiba sa deterministic free-space path loss. Inilalarawan ng path loss ang pangkalahatang pagbawas sa power habang tumataas ang distansya at frequency, habang ang fading ay naglalarawan ng karagdagang variation sa paligid ng average na iyon. Karaniwang inuuri ng mga inhinyero ang fading sa dalawang independent axes: spatial scale at channel selectivity.
Pigura 1.Ang mabagal at mabilis na mga pagkakaiba-iba sa natatanggap na antas ng signal ay nagpapakita ng iba't ibang antas ng oras o distansya ng pagkupas.
Paano Inuri ang Wireless Fading
Malaking pagkupasnaglalarawan ng unti-unting mga pagbabago sa medyo malalayong distansya, pangunahin na mula sa pagkakaiba-iba ng pagkawala ng landas at pag-anino.Maliit na pagkupasnaglalarawan ng mabibilis na pagbabago sa maiikling distansya o maiikling agwat ng oras dahil sa multipath at galaw.
Ang small-scale fading ay maaaring uriin ayon sa delay spread bilang flat o frequency selective, at ayon sa Doppler spread bilang slow o fast. Ito ay magkakahiwalay na klasipikasyon: ang isang channel ay maaaring flat at fast, flat at slow, frequency selective at fast, o frequency selective at slow.
Malawakang Pagkupas: Pagkawala ng Landas at Pagbabalat
Trend ng pagkawala ng landas
Ang path loss ay ang karaniwang pagbawas sa natatanggap na kuryente kasabay ng distansya ng propagation. Sa walang harang na malayang espasyo, ang pagkawala ay may kaugnayan sa wavelength at distansya. Ang mga totoong kapaligiran ay nagdaragdag ng lupain, kalat, mga epekto sa atmospera at mga dependency sa taas ng antenna, kaya ang mga praktikal na link budget ay karaniwang gumagamit ng modelo ng propagation na naaangkop sa senaryo ng deployment.
Pagkupas ng anino
Nangyayari ang shadowing kapag bahagyang o ganap na nakaharang ang malalaking bagay sa direktang landas ng paglaganap. Ang mga gusali, burol, makinarya at katawan ng sasakyan ay maaaring makagawa ng medyo mabagal na pagbabago sa antas ng natatanggap habang nagbabago ang transmitter, receiver o nakapalibot na kapaligiran. Ang shadow fading ay kadalasang kinakatawan nang istatistika sa paligid ng lokal na mean path loss.
Maliit na Pagkupas: Multipath at Paggalaw
Patag na pagkupas vs. frequency-selective fading
Ang isang channel ay humigit-kumulangpatag na pagkupaskapag ang coherence bandwidth nito ay mas malawak kaysa sa occupied signal bandwidth. Pagkatapos ay binabago ng channel ang amplitude at phase ng signal nang hindi lubos na binabago ang spectrum nito.
Ang isang channel ay nagigingpumipili ng dalaskapag ang bandwidth ng signal ay malaki kumpara sa bandwidth ng coherence. Ang iba't ibang spectral component ay nakakaranas ng iba't ibang gain at phase. Ang pinagbabatayang sanhi ay ang resolvable multipath delay spread, na maaaring lumikha ng intersymbol interference sa mga digital link.
Mabagal na pagkupas vs. mabilis na pagkupas
Mabagal na pagkupasnangangahulugan na ang channel ay halos hindi nagbabago sa panahon ng kaugnay na interval ng pagbibigay ng senyas.Mabilis na pagkupasnangangahulugan na ang channel ay nagbabago nang malaki sa loob ng panahong iyon. Ang relatibong galaw sa pagitan ng transmitter, receiver at mga nakapalibot na scatterer ay nagdudulot ng mga Doppler shift at nagpapaikli sa oras ng channel coherence.
| Klasipikasyon | Pangunahing paghahambing | Karaniwang epekto |
|---|---|---|
| Patag na pagkupas | Mas maliit ang bandwidth ng signal kaysa sa bandwidth ng coherence | Malawak na amplitude at phase variation sa buong signal |
| Mapiling dalas | Mas malaki ang bandwidth ng signal kaysa sa bandwidth ng coherence | Pagbaluktot ng ispektral at posibleng panghihimasok sa pagitan ng mga simbolo |
| Mabagal na pagkupas | Mahaba ang oras ng pagkakaugnay-ugnay kumpara sa pagitan ng pagbibigay ng senyas | Unti-unting pagkakaiba-iba sa antas ng link |
| Mabilis na pagkupas | Maikli ang oras ng pagkakaugnay-ugnay kumpara sa pagitan ng pagbibigay ng senyas | Mabilis na pagkakaiba-iba at kapansanan na nauugnay sa Doppler |
Mga Karaniwang Modelo ng Pagkupas ng Estadistika
- Pagkupas ni Rayleigh:karaniwang ginagamit kapag walang iisang dominanteng bahagi ng line-of-sight ang naroroon at ang natanggap na signal ay nabuo ng maraming nakakalat na bahagi.
- Pagkupas ng mga taga-Rico:kinabibilangan ng isang dominanteng bahagi kasama ng mga nakakalat na multipath na bahagi. Ang Rician K-factor ay nagpapahayag ng power ratio sa pagitan ng dominanteng bahagi at nagkakalat na bahagi.
- Pagkupas ni Nakagami:isang nababaluktot na empirikal na distribusyon na maaaring kumatawan sa isang hanay ng mga kalubhaan ng pagkupas sa pamamagitan ng parametro ng hugis nito.
- Pagkupas ng Weibull:isa pang madaling ibagay na istatistikal na distribusyon na ginagamit para sa mga piling sinusukat na kapaligiran ng pagpapalaganap.
Ang pagpili ng modelo ay dapat batay sa aktwal na kapaligiran, dalas, kadaliang kumilos, konpigurasyon ng antenna at datos ng pagsukat. Ang mga modernong daloy ng trabaho sa MATLAB ay gumagamit ng mga bagay tulad ngkomunikasyon.RayleighChannelatcomm.RicianChannelsa halip na ang mga lipas nang tungkuling nabanggit sa dating bersyon ng artikulong ito.
Pigura 3.Ang mga distribusyon ng statistical envelope ay nagbibigay ng mga compact na modelo para sa nasukat na pag-uugali ng pagkupas.
Paano Nakakaapekto ang Fading sa Pagganap ng RF System
Ang pagkupas ay maaaring makabawas sa natatanggap na kuryente, magpababa ng signal-to-noise ratio, magpataas ng error rate at makagambala sa isang radio link. Ang frequency-selective fading ay maaari ring magpabago sa mga wideband waveform, habang ang mabilis na pagkakaiba-iba ng Doppler ay maaaring magpahirap sa pagtatantya ng channel.
Kabilang sa mga karaniwang pamamaraan ng pagpapagaan ang:
- sapat na link margin at awtomatikong kontrol sa gain;
- pagkakaiba-iba ng oras, dalas, espasyo o polariseysyon;
- disenyo ng equalization at multicarrier waveform;
- channel coding, interleaving at adaptive modulation;
- Pagproseso ng MIMO at pagpipiloto ng beam;
- maingat na paglalagay ng antena, pagpili ng pattern at pagkontrol ng polarisasyon.
Walang iisang pamamaraan ang nag-aalis ng lahat ng mekanismo ng pagkupas. Ang tamang pamamaraan ay nakasalalay sa mga istatistika ng channel, okupadong bandwidth, mobility, mga kinakailangan sa saklaw at katanggap-tanggap na posibilidad ng outage.
Pigura 4.Dapat matukoy ng nasukat na datos kung ang isang istatistikal na distribusyon ay angkop para sa isang partikular na channel.
Pagpili ng Antenna para sa Mga Pagsubok sa Channel Sounding at Fading
Hindi mismo nililikha ng antena ang propagation channel, ngunit malakas nitong naaapektuhan kung aling mga path at polarization ang ipinapadala o natatanggap. Ang gain, beamwidth, radiation pattern, polarization purity, phase stability at mounting geometry ay maaaring makaimpluwensya lahat sa nasukat na channel behavior.
Para sa mga paulit-ulit na sukat ng channel o pagkupas, idokumento ang:
- ang kumpletong saklaw ng dalas at agarang bandwidth ng pagsukat;
- gain ng antenna at beamwidth sa frequency;
- mga kinakailangan sa linear, dual-linear o circular polarization;
- taas, oryentasyon, pagitan at mga nakapalibot na istruktura ng antena;
- Konektor ng RF, pagkawala ng kable at sangguniang eroplano ng pagkakalibrate;
- galaw ng transmitter, receiver at scatterer;
- pagkalat ng pagkaantala, pagkalat ng Doppler at kinakailangang dynamic range.
Mga opsyon sa antena ng RF MISO
Ang RF MISO ay nagdidisenyo at nagsusuplay ng mga RF at microwave antenna para sa mga gawaing laboratoryo, larangan, at system-integration. Depende sa kinakailangang saklaw at geometry ng pagsukat, maaaring isaalang-alang ng mga inhinyeromga antena ng broadband hornpara sa mga panukat ng directional wideband,mga antena na may log-periodic na panahonpara sa malawak na saklaw ng dalas, omga omnidirectional antennapara sa mga piling pag-aaral ng saklaw at pagpapalaganap.
Suriin ang kasalukuyang datasheet ng modelo para sa frequency range, gain, polarization, VSWR, connector at mga mekanikal na dimensyon. Para sa pagpili na partikular sa aplikasyon, ibahagi ang test band, bandwidth, kinakailangang pattern, polarization, mga limitasyon sa pag-mount at kapaligiran sa pagsukat sa pangkat ng RF MISO.
Talakayin ang Iyong Kinakailangan sa Pagsukat ng RF
Makakatulong ang RF MISO na matukoy ang mga opsyon sa antenna para sa channel sounding, mga pag-aaral ng propagation, pagsusuri ng wireless system, at mga kaugnay na pagsukat ng RF.
Galugarin ang kakayahan sa pagsubok ng antenna|Kontakin ang RF MISO
Mga Sanggunian at Karagdagang Babasahin
Oras ng pag-post: Agosto-14-2023
