Orrialde honek hari gabeko komunikazioaren desagerpenaren oinarriak eta lausotze motak deskribatzen ditu. Lausotze motak eskala handiko desagerpena eta eskala txikiko desagerpena (bide anitzeko atzerapenaren hedapena eta doppler hedapena) banatzen dira.
Desagertze laua eta maiztasuna hautatzeko desagerpena bide anitzeko desagerpenaren parte dira, non desagertze azkarra eta desagerpen motela Doppler hedapenaren desagerpenaren parte diren heinean. Desagertze mota hauek Rayleigh, Rician, Nakagami eta Weibull banaketa edo ereduen arabera ezartzen dira.
Sarrera:
Dakigunez haririk gabeko komunikazio-sistema transmisore eta hargailuz osatuta dago. Igorletik hargailurako bidea ez da leuna eta transmititutako seinaleak hainbat atenuazio-mota igaro ditzake, besteak beste, bide-galera, bide anitzeko atenuazioa eta abar. Bidearen seinalearen atenuazioa hainbat faktoreren araberakoa da. Denbora, irrati-maiztasuna eta igorle/hartzailearen ibilbidea edo posizioa dira. Igorlearen eta hargailuaren arteko kanala denbora aldakorra edo finkoa izan daiteke, igorlea/hartzailea elkarrengandik finkoa edo mugitzen denaren arabera.
Zer da desagertzea?
Jasotako seinalearen potentziaren denbora-aldakuntzari transmisio-euskarri edo bide-aldaketen ondorioz lausotzea deritzo. Desagertzea goian aipatu bezala hainbat faktoreren araberakoa da. Eszenatoki finkoetan, lausotzea atmosfera-baldintzen araberakoa da, hala nola euria, argitasuna eta abar. Eszenatoki mugikorrean, lausotzea bideko oztopoen araberakoa da, denboraren arabera aldatzen direnak. Oztopo hauek transmisio-efektu konplexuak sortzen dituzte transmititutako seinaleari.
1. irudiak anplitudearen eta distantziaren arteko grafikoa irudikatzen du desagertze motela eta lausotze bizkorreko motak, geroago aztertuko ditugunak.
Desagertze motak
Kanalekin erlazionatutako hainbat narriadura eta igorle/hartzaileen posizioa kontuan hartuta, hari gabeko komunikazio-sistemaren desagerpen motak dira.
➤ Eskala Handiko Desagerpena: bide-galera eta itzal-efektuak barne hartzen ditu.
➤ Eskala txikiko desagerpena: bi kategoria nagusitan banatzen da, hau da. bide anitzeko atzerapena hedatzea eta doppler hedapena. Bide anitzeko atzerapenaren hedapena desagertze lauan eta maiztasun selektiboan banatzen da. Doppler-aren hedapena desagertze azkarra eta desagertze motela bereizten da.
➤ Lausotze ereduak: Goiko desagertze motak hainbat eredu edo banaketatan ezartzen dira, besteak beste, Rayleigh, Rician, Nakagami, Weibull etab.
Dakigunez, lausotze-seinaleak lurzoruaren eta inguruko eraikinen islaren ondorioz eta eremu zabalean dauden zuhaitz, jende eta dorreen seinale sakabanatuen ondorioz gertatzen dira. Bi lausotze mota daude, alegia. eskala handiko lausotzea eta eskala txikiko desagertzea.
1.) Eskala Handiko desagertzea
Eskala handiko desagerpena oztopo bat igorlearen eta hargailuaren artean sartzen denean gertatzen da. Interferentzia mota honek seinalearen indarra murrizten du. Hau da, EM uhina oztopoaren itzala edo blokeatuta dagoelako. Distantzian seinalearen gorabehera handiekin erlazionatuta dago.
1.a) Bide-galera
Espazio libreko bide-galera honela adieraz daiteke.
➤ Pt/Pr = {(4 * π * d)2/ λ2} = (4*π*f*d)2/c2
Non,
Pt = Potentzia transmititu
Pr = Potentzia jaso
λ = uhin-luzera
d = antena igorlearen eta hartzailearen arteko distantzia
c = argiaren abiadura hau da, 3 x 108
Ekuazioaren arabera, transmititutako seinalea distantzian murrizten dela adierazten du seinalea gero eta eremu handiagoan zabaltzen ari den heinean transmisio-muturretik harrera-muturrera.
1.b) Itzaltze-efektua
• Hari gabeko komunikazioan ikusten da. Itzaltzea EM seinalearen jasotako potentziaren batez besteko balioarekiko desbideratzea da.
• Igorlearen eta hargailuaren arteko bidetik oztopoen ondorioa da.
• Posizio geografikoaren eta baita EM (ElectroMagnetic) uhinen irrati-maiztasunaren araberakoa da.
2. Eskala txikiko desagerpena
Eskala txikiko desagerpena oso distantzia laburrean eta denbora-tarte laburrean jasotako seinalearen indarraren gorabehera bizkorrei buruzkoa da.
Oinarritutabide anitzeko atzerapena zabaltzeaeskala txikiko lausotze bi mota daude, alegia. desagertze laua eta maiztasun lausotze selektiboa. Bide anitzeko desagertze mota hauek hedapen-ingurunearen araberakoak dira.
2.a) Desagertze laua
Haririk gabeko kanala desagertze laua dela esaten da, igorpen-seinalearen banda-zabalera baino handiagoa den banda-zabalera batean irabazi konstantea eta fase lineala erantzuna badu.
Desagertze-mota honetan jasotako seinalearen maiztasun-osagai guztiak proportzio berdinetan aldatzen dira aldi berean. Desagertzea ez-selektiboa bezala ere ezagutzen da.
• BW seinalea << BW kanala
• Sinboloaren aldia >> Hedapena Atzerapena
Desagertze lauaren eragina SNRren murrizketa gisa ikusten da. Desagertzeko kanal lau hauek anplitudea aldatzeko kanal edo banda estuko kanal gisa ezagutzen dira.
2.b) Maiztasuna Desagertze selektiboa
Irrati-seinale baten osagai espektral ezberdinei eragiten die anplitude ezberdinekin. Hortik datorkio desagertze selektiboa izena.
• BW seinalea > BW kanala
• Sinboloaren aldia < Hedapena atzerapena
Oinarritutadoppler hedapenabi lausotze mota daude, alegia. desagertze azkarra eta desagertze motela. Doppler hedapen-mota hauek mugikorren abiaduraren araberakoak dira, hau da, hargailuaren abiadura transmisorearekiko.
2.c) Desagertze azkarra
Desagertze bizkorraren fenomenoa eremu txikietan (hau da, banda-zabalera) seinalearen gorabeher azkarrek adierazten dute. Seinaleak planoko noranzko guztietatik iristen direnean, desagertze azkarra ikusiko da mugimenduaren noranzko guztietan.
Desagertze azkarra gertatzen da kanalaren bulkadaren erantzuna oso azkar aldatzen denean sinboloaren iraupenean.
• Doppler hedapen handia
• Sinbolo-aldia > Koherentzia-denbora
• Seinalearen aldakuntza < Kanalaren aldakuntza
Parametro hauek maiztasun-dispertsioa edo denbora-desagertzea eragiten dute Doppler hedapenaren ondorioz. Desagertze azkarra tokiko objektuen islaren eta objektuen mugimenduaren ondorioa da.
Desagertze azkarrean, jasotzeko seinalea hainbat gainazaletatik islatzen diren seinale ugariren batura da. Seinale hau seinale anitzen batuketa edo diferentzia da, hauen arteko desfase erlatiboan oinarrituta eraikitzaileak edo suntsitzaileak izan daitezkeenak. Fase-erlazioak mugimenduaren abiaduraren, transmisioaren maiztasunaren eta bide-luzera erlatiboen araberakoak dira.
Desagertze azkarrak oinarri-bandaren pultsuaren forma desitxuratzen du. Distortsio hori lineala da eta sortzen duISI(Ikurren arteko interferentzia). Ekualizazio egokitzaileak ISI murrizten du kanalak eragindako distortsio lineala kenduz.
2.d) Desagertze geldoa
Desagertze geldoa eraikinek, muinoek, mendiek eta beste objektu batzuek bidearen itzalaren ondorioa da.
• Doppler hedapen baxua
• Sinboloaren periodoa <
• Seinalearen aldakuntza >> Kanalaren aldakuntza
Fading ereduak edo fading banaketak ezartzea
Lausotze-ereduen edo desagerpen-banaketen inplementazioen artean Rayleigh fading, Rician fading, Nakagami fading eta Weibull fading daude. Kanal-banaketa edo eredu hauek oinarri-bandaren datu-seinalean lausotzea txertatzeko diseinatuta daude, lausotze-profilaren eskakizunen arabera.
Rayleigh desagertzen
• Rayleigh ereduan, Non Line of Sight (NLOS) osagaiak soilik simulatzen dira igorlearen eta hargailuaren artean. Igorlearen eta hartzailearen artean LOS biderik ez dagoela suposatzen da.
• MATLABek "rayleighchan" funtzioa eskaintzen du rayleigh kanal eredua simulatzeko.
• Potentzia esponentzialki banatzen da.
• Fasea uniformeki banatuta dago eta anplitudetik independentea da. Haririk gabeko komunikazioan Fading motarik erabiliena da.
Rician desagertzea
• Rician ereduan, ikusmen-lerroa (LOS) eta ikusmen-lerroa ez duten osagaiak (NLOS) simulatzen dira igorlearen eta hargailuaren artean.
• MATLABek "ricianchan" funtzioa eskaintzen du rician kanalaren eredua simulatzeko.
Nakagami desagertzen
Nakagami fadding channel hari gabeko komunikazio kanalak deskribatzeko erabiltzen den eredu estatistikoa da, non jasotako seinaleak bide anitzeko desagerpena jasaten duen. Desagertze moderatua edo larria duten inguruneak adierazten ditu, hala nola hiri edo aldirietako eremuak. Hurrengo ekuazioa erabil daiteke Nakagami desagertzeko kanalaren eredua simulatzeko.
• Kasu honetan h = r*e adieraziko dugujΦeta Φ angelua uniformeki banatuta dago [-π, π] gainean
• R eta Φ aldagaia elkarren independenteak direla suposatzen da.
• Nakagami pdf-a goian bezala adierazten da.
• Nakagami pdf-an, 2σ2= E{r2}, Γ(.) Gamma funtzioa da eta k >= (1/2) lausotze zifra (askatasun-graduak Gaussion-en ausazko aldagai gehigarrien kopuruarekin erlazionatuta).
• Hasiera batean neurketetan oinarrituta garatu zen enpirikoki.
• Berehalako harrera potentzia Gamma banatuta dago. • k = 1 Rayleigh = Nakagamirekin
Weibull desagertzen
Kanal hau hari gabeko komunikazio kanala deskribatzeko erabiltzen den beste eredu estatistiko bat da. Weibull lausotze-kanala normalean lausotze-baldintza mota desberdinak dituzten inguruneak irudikatzeko erabiltzen da, lausotze ahula eta larria barne.
Non,
2σ2= E{r2}
• Weibull banaketak Rayleigh banaketaren beste orokortze bat adierazten du.
• X eta Y iid zero batez besteko aldagai gaussarrak direnean, R = (X2+ Y2)1/2Rayleigh banatzen da. • Hala ere gutun-azala R = (X2+ Y2)1/2, eta dagokion pdf (potentzia banaketa profila) Weibull banatua da.
• Ondorengo ekuazioa Weibull-en desagerpen-eredua simulatzeko erabil daiteke.
Orrialde honetan lausotzeari buruzko hainbat gai aztertu ditugu, hala nola, fading kanala zer den, bere motak, lausotze ereduak, haien aplikazioak, funtzioak eta abar. Orrialde honetan emandako informazioa erabil daiteke eskala txikiko desagerpenaren eta eskala handiko desagerpenaren arteko aldea konparatzeko eta ateratzeko, desagertze lauaren eta maiztasunaren desagerpen selektiboaren arteko aldea, desagertze azkarraren eta desagerpen geldoaren arteko aldea, rayleigh desagertzearen eta rician desagertzearen arteko aldea eta abar.
E-mail:info@rf-miso.com
Telefonoa:0086-028-82695327
Webgunea: www.rf-miso.com
Argitalpenaren ordua: 2023-08-14
