Беђење бежичног каналаје варијација амплитуде, фазе или снаге примљеног сигнала узрокована променама у путањи простирања. Може смањити маргину везе, изобличити широкопојасне сигнале и отежати репродукцију РФ мерења. Разумевање врсте фединга присутног у систему помаже инжењерима да изаберу одговарајуће антене, методе испитивања и технике ублажавања.
Овај водич објашњава фединг великих и малих размера, равне и фреквентно селективне канале, споро и брзо фединг, као и најчешће статистичке моделе канала. Такође показује како дијаграм антене, поларизација и геометрија теста утичу на практична мерења фединга.
Шта је бежични каналски фејдинг?
Радио сигнал ретко стиже до пријемника само једном идеалном путањом. Зграде, терен, возила, опрема и други објекти могу блокирати, рефлектовати, дифрактовати или расејавати електромагнетне таласе. Вишеструке копије истог сигнала могу стога стићи са различитим кашњењима, амплитудама, фазама и угловима доласка. Њихова комбинација може бити конструктивна на једној локацији или фреквенцији, а деструктивна на другој.
Фејдинг се разликује од детерминистичког губитка путање у слободном простору. Губитак путање описује опште смањење снаге како се растојање и фреквенција повећавају, док фејдинг описује додатне варијације око тог просека. Инжењери обично класификују фејдинг на две независне осе: просторној скали и селективности канала.
Слика 1.Споре и брзе варијације у нивоу примљеног сигнала илуструју различите скале времена слабљења или удаљености.
Како се класификује бежично блеђење
Велико блеђењеописује постепене промене на релативно великим удаљеностима, углавном због варијација губитка путање и сенчења.Бледење малих размераописује брзе промене на кратким растојањима или кратким временским интервалима услед вишеструких путања и кретања.
Малоразмерно фединг се затим може класификовати према ширењу кашњења као равно или фреквентно селективно, а према Доплеровом ширењу као споро или брзо. То су одвојене класификације: канал може бити раван и брз, раван и спор, фреквентно селективан и брз или фреквентно селективан и спор.
Велико затамњење: Губитак путање и сенчење
Тренд губитка путање
Губитак путање је просечно смањење пријемне снаге са пропагацијском удаљеношћу. У неометаном слободном простору, губитак је повезан са таласном дужином и удаљеношћу. Реална окружења додају зависности од терена, нереда, атмосферских ефеката и висине антене, тако да практични буџети за везу обично користе модел пропагације који одговара сценарију распоређивања.
Бледење сенке
Засенчавање се јавља када велики објекти делимично или потпуно заклањају директну путању простирања. Зграде, брда, машине и каросерије возила могу произвести релативно споре промене у нивоу пријема како се мењају предајник, пријемник или околно окружење. Бледење сенке се често статистички представља око локалног средњег губитка путање.
Малоразмерно затамњење: вишеструки пут и кретање
Равно фединг у односу на фреквентно селективно фединг
Канал је отприликеравно фејдингкада је његов кохерентни пропусни опсег шири од заузетог пропусног опсега сигнала. Канал тада мења амплитуду и фазу сигнала без снажног преобликовања свог спектра.
Канал постајефреквентно селективанкада је пропусни опсег сигнала велики у поређењу са пропусним опсегом кохеренције. Различите спектралне компоненте имају различито појачање и фазу. Основни узрок је разрешиво ширење кашњења услед вишеструких путања, што може створити међусимболску интерференцију у дигиталним везама.
Споро бледење у односу на брзо бледење
Споро бледењезначи да се канал мало мења током релевантног интервала сигнализације.Брзо бледењезначи да се канал значајно мења током тог интервала. Релативно кретање између предајника, пријемника и околних расејача производи Доплерове померања и скраћује време кохерентности канала.
| Класификација | Кључно поређење | Типичан ефекат |
|---|---|---|
| Равни прелаз | Пропусни опсег сигнала је мањи од пропусног опсега кохеренције | Широка варијација амплитуде и фазе у целом сигналу |
| Фреквентно селективан | Пропусни опсег сигнала је већи од пропусног опсега кохеренције | Спектрално изобличење и могућа међусимболска интерференција |
| Споро бледење | Време кохерентности је дуго у односу на интервал сигнализације | Постепена варијација на нивоу линка |
| Брзо бледење | Време кохерентности је кратко у односу на интервал сигнализације | Брза варијација и оштећење повезано са Доплером |
Уобичајени модели статистичког блеђења
- Рејлијево блеђење:обично се користи када није присутна ниједна доминантна компонента линије вида и примљени сигнал је формиран од многих расејаних компоненти.
- Ричијево блеђење:укључује доминантну компоненту заједно са расејаним вишеструким компонентама. Рајсов К-фактор изражава однос снаге између доминантне и дифузне компоненте.
- Накагами бледи:флексибилна емпиријска дистрибуција која може да представи опсег степена озбиљности фединга кроз свој параметар облика.
- Вајбулово блеђење:још једна прилагодљива статистичка дистрибуција која се користи за одабрана измерена окружења пропагације.
Избор модела мора бити заснован на стварном окружењу, фреквенцији, мобилности, конфигурацији антене и подацима мерења. Модерни MATLAB токови рада користе објекте као што суcomm.RayleighChannelикомуникација.RicianChannelуместо застарелих функција на које се позива у претходној верзији овог чланка.
Слика 3.Статистичке дистрибуције анвелопе пружају компактне моделе за измерено понашање фединга.
Како блеђење утиче на перформансе РФ система
Фејдинг може смањити пријемну снагу, смањити однос сигнал-шум, повећати стопу грешака и прекинути радио везу. Фреквентно селективни фејдинг такође може да изобличи широкопојасне таласне облике, док брза Доплерова варијација може отежати процену канала.
Уобичајене методе ублажавања укључују:
- адекватна маргина везе и аутоматска контрола појачања;
- временска, фреквентна, просторна или поларизациона разноликост;
- изједначавање и дизајн вишеносног таласног облика;
- кодирање канала, преплитање и адаптивна модулација;
- MIMO обрада и управљање снопом;
- пажљиво постављање антене, избор дијаграма узорака и контрола поларизације.
Ниједна техника не елиминише сваки механизам фединга. Исправан приступ зависи од статистике канала, заузетог пропусног опсега, мобилности, захтева за покривеношћу и прихватљиве вероватноће прекида.
Слика 4.Измерени подаци треба да утврде да ли је статистичка дистрибуција одговарајућа за одређени канал.
Избор антене за тестове сондирања канала и фединга
Антена сама по себи не ствара канал пропагације, али снажно утиче на то које путање и поларизације се преносе или примају. Појачање, ширина снопа, дијаграм зрачења, чистоћа поларизације, фазна стабилност и геометрија монтаже могу утицати на понашање измереног канала.
За поновљива мерења канала или фединга, документујте:
- комплетан фреквентни опсег и тренутни пропусни опсег мерења;
- појачање антене и ширина снопа у односу на фреквенцију;
- захтеви за линеарну, двоструко-линеарну или кружну поларизацију;
- висина антене, оријентација, размак и околне структуре;
- РФ конектор, губитак кабла и референтна раван за калибрацију;
- кретање предајника, пријемника и расејника;
- распон кашњења, Доплеров распон и потребни динамички опсег.
Опције РФ МИСО антене
РФ МИСО пројектује и испоручује РФ и микроталасне антене за лабораторијске, теренске и системске интеграционе радове. У зависности од потребне покривености и геометрије мерења, инжењери могу размотритиширокопојасне антене са рупомза усмерена широкопојасна мерења,лог-периодичних антеназа широку фреквенцијску покривеност, илисвесмерне антенеза одабране студије покривености и пропагације.
Прегледајте тренутни технички лист модела за фреквентни опсег, појачање, поларизацију, VSWR, конектор и механичке димензије. За избор специфичан за примену, поделите тестни опсег, пропусни опсег, потребан дијаграм распона, поларизацију, ограничења монтаже и окружење за мерење са RF MISO тимом.
Разговарајте о својим захтевима за мерење РФ-а
РФ МИСО може помоћи у идентификацији опција антена за сондирање канала, студије пропагације, процену бежичних система и сродна РФ мерења.
Референце и додатна литература
Време објаве: 14. август 2023.
