Бул баракчада зымсыз байланыштагы өчүүнүн негиздери жана өчүүнүн түрлөрү баяндалат. Өчүүнүн түрлөрү чоң масштабдагы өчүүнүн жана кичине масштабдагы өчүүнүн (көп жолдуу кечигүү жайылышынын жана доплер жайылышынын) болуп бөлүнөт.
Жалпак өчүү жана жыштыкты тандоочу өчүү көп жолдуу өчүүнүн бир бөлүгү болуп саналат, ал эми тез өчүү жана жай өчүү Доплер жайылышынын өчүүсүнүн бир бөлүгү болуп саналат. Бул өчүү түрлөрү Рейли, Рициан, Накагами жана Вейбулл бөлүштүрүүлөрүнө же моделдерине ылайык ишке ашырылат.
Киришүү:
Биз билгендей, зымсыз байланыш системасы өткөргүчтөн жана кабыл алгычтан турат. Өткөргүчтөн кабыл алгычка чейинки жол жылмакай эмес жана берилген сигнал жолдун жоголушу, көп жолдуу басаңдоо ж.б. сыяктуу ар кандай басаңдоолорду башынан өткөрүшү мүмкүн. Жол аркылуу сигналдын басаңдашы ар кандай факторлорго көз каранды. Алар убакыт, радио жыштык жана өткөргүчтүн/кабыл алуучунун жолу же абалы. Өткөргүч менен кабыл алуучунун ортосундагы канал өткөргүч/кабыл алуучу бири-бирине карата туруктуу же кыймылдуу экендигине жараша убакыт боюнча өзгөрүп же туруктуу болушу мүмкүн.
Өчүп баратат деген эмне?
Берүү чөйрөсүндөгү же жолдорундагы өзгөрүүлөргө байланыштуу кабыл алынган сигналдын кубаттуулугунун убакыт боюнча өзгөрүшү өчүү деп аталат. Өчүү жогоруда айтылгандай ар кандай факторлорго көз каранды. Стационардык сценарийде өчүү жамгыр, чагылган ж.б. сыяктуу атмосфералык шарттарга көз каранды. Мобилдик сценарийде өчүү убакыт боюнча өзгөрүп турган жолдогу тоскоолдуктарга көз каранды. Бул тоскоолдуктар берилген сигналга татаал берүү эффекттерин жаратат.
1-сүрөттө кийинчерээк талкуулай турган жай өчүү жана тез өчүү түрлөрү үчүн амплитудага жана аралыкка карата диаграмма көрсөтүлгөн.
Өчүү түрлөрү
Каналга байланыштуу ар кандай бузулууларды жана өткөргүчтүн/кабыл алуучунун абалын эске алуу менен, зымсыз байланыш системасындагы өчүү түрлөрү төмөнкүлөр.
➤Чоң масштабдагы өчүү: Ал жолду жоготуу жана көлөкө эффекттерин камтыйт.
➤Кичинекей масштабдагы өчүү: Ал эки негизги категорияга бөлүнөт, тактап айтканда, көп жолдуу кечигүү жайылуусу жана доплер жайылуусу. Көп жолдуу кечигүү жайылуусу андан ары жалпак өчүү жана жыштыктагы тандалма өчүү болуп бөлүнөт. Доплер жайылуусу тез өчүү жана жай өчүү болуп бөлүнөт.
➤Өчүү моделдери: Жогорудагы өчүү түрлөрү Rayleigh, Rician, Nakagami, Weibull ж.б. сыяктуу ар кандай моделдерде же дистрибуцияларда ишке ашырылат.
Белгилүү болгондой, сигналдардын өчүшү жерден жана айланадагы имараттардан чагылышуулардан, ошондой эле чоң аймактагы бак-дарактардан, адамдардан жана мунаралардан чачыраган сигналдардан улам пайда болот. Өчүүнүн эки түрү бар, тактап айтканда, чоң масштабдагы өчүү жана кичине масштабдагы өчүү.
1.) Чоң масштабдагы өчүү
Өткөргүч менен кабыл алуучунун ортосуна тоскоолдук келгенде, чоң масштабдагы өчүү пайда болот. Бул тоскоолдук түрү сигналдын күчүн бир топ төмөндөтөт. Себеби, электромагниттик толкун тоскоолдук тарабынан көлөкөлөнүп же тосулуп калат. Бул сигналдын алыскы аралыкта чоң өзгөрүүлөрүнө байланыштуу.
1.a) Жолдун жоголушу
Эркин мейкиндик жолунун жоголушун төмөнкүчө чагылдырууга болот.
➤ Pt/Pr = {(4 * π * d)2/ λ2} = (4*π*f*d)2/c2
Кайда,
Pt = Өткөрүү кубаттуулугу
Pr = Кубат алуу
λ = толкун узундугу
d = берүүчү жана кабыл алуучу антеннанын ортосундагы аралык
c = жарыктын ылдамдыгы, б.а. 3 x 108
Бул теңдемеден алынган маалымат, сигнал берүү учунан кабыл алуучу учуна карай барган сайын чоңураак аймакка тараган сайын, берилген сигнал алыска начарлай турганын көрсөтүп турат.
1.b) Көлөкө эффектиси
• Ал зымсыз байланышта байкалат. Көлөкө түшүрүү – бул электромагниттик сигналдын кабыл алынган кубаттуулугунун орточо мааниден четтөөсү.
• Бул өткөргүч менен кабыл алгычтын ортосундагы жолдогу тоскоолдуктардын натыйжасы.
• Бул географиялык абалга, ошондой эле ЭМ (электромагниттик) толкундардын радио жыштыгына жараша болот.
2. Кичинекей масштабдагы өчүү
Кичинекей масштабдагы өчүү кабыл алынган сигналдын күчүн өтө кыска аралыкта жана кыска убакыт аралыгында тез өзгөрүшү менен байланыштуу.
Негизделгенкөп жолдуу кечигүү жайылуусуКичине масштабдуу өчүүнүн эки түрү бар, тактап айтканда, жалпак өчүү жана жыштыктык селективдүү өчүү. Бул көп жолдуу өчүү түрлөрү таралуу чөйрөсүнө көз каранды.
2.a) Жалпак өчүү
Зымсыз каналдын туруктуу күчөтүлүшү жана өткөрүлүп жаткан сигналдын өткөрүү жөндөмдүүлүгүнөн чоң болгон өткөрүү жөндөмдүүлүгүндө сызыктуу фазалык жооп болсо, ал жалпак өчүү деп аталат.
Бул типтеги өчүүдө кабыл алынган сигналдын бардык жыштык компоненттери бир эле учурда бирдей пропорцияларда өзгөрүп турат. Ал ошондой эле тандалма эмес өчүү деп аталат.
• BW сигналы << BW каналы
• Символдук мезгил >> Кечигүү жайылуусу
Жалпак өчүүнүн таасири SNRдин төмөндөшү катары каралат. Бул жалпак өчүү каналдары амплитудасы өзгөрүлүүчү каналдар же тар тилкелүү каналдар деп аталат.
2.b) Жыштык Тандалма өчүү
Ал радиосигналдын ар кандай амплитудадагы ар кандай спектрдик компоненттерине таасир этет. Ошондуктан селективдүү өчүү деп аталат.
• BW сигналы > BW каналы
• Символдук мезгил < Кечигүү жайылышы
НегизделгенДопплер жайылышыӨчүүнүн эки түрү бар, тактап айтканда, тез өчүү жана жай өчүү. Допплер спредисинин бул өчүү түрлөрү мобилдик ылдамдыкка, башкача айтканда, кабыл алгычтын өткөргүчкө карата ылдамдыгына көз каранды.
2.c) Тез өчүү
Тез өчүү кубулушу сигналдын кичинекей аймактардагы (б.а. өткөрүү жөндөмдүүлүгүндөгү) тез термелүүсү менен көрсөтүлөт. Сигналдар тегиздиктеги бардык багыттар боюнча келгенде, кыймылдын бардык багыттары үчүн тез өчүү байкалат.
Тез өчүү каналдын импульстук реакциясы символдун узактыгында өтө тез өзгөргөндө пайда болот.
• Допплердин жогорку спрэди
• Символдук мезгил > Когеренттүүлүк убактысы
• Сигналдын өзгөрүшү < Каналдын өзгөрүшү
Бул параметрлер доплер жайылышынан улам жыштыктын дисперсиясына же убакыт боюнча тандалма өчүүсүнө алып келет. Тез өчүү жергиликтүү объектилердин чагылышынын жана объектилердин ошол объектилерге карата кыймылынын натыйжасы.
Тез өчүүдө кабыл алуучу сигнал ар кандай беттерден чагылган көптөгөн сигналдардын суммасы болуп саналат. Бул сигнал алардын ортосундагы салыштырмалуу фазалык жылышууга негизделген конструктивдүү же деструктивдүү болушу мүмкүн болгон бир нече сигналдардын суммасы же айырмасы болуп саналат. Фазалык байланыштар кыймылдын ылдамдыгына, берүү жыштыгына жана салыштырмалуу жол узундугуна көз каранды.
Тез өчүү базалык тилке импульсунун формасын бурмалайт. Бул бурмалоо сызыктуу жана пайда кылатISI(Символдор аралык интерференция). Адаптивдик теңдөө канал тарабынан пайда болгон сызыктуу бурмалоону жок кылуу менен ISIди азайтат.
2.d) Жай өчүү
Жолдун үстүндөгү имараттардын, дөбөлөрдүн, тоолордун жана башка нерселердин көлөкө түшүрүшүнүн натыйжасында жай өчүп калуу пайда болот.
• Доплердик спрэддин төмөндүгү
• Символдук мезгил <
• Сигналдын өзгөрүшү >> Каналдын өзгөрүшү
Fading моделдерин же fading бөлүштүрүүлөрүн ишке ашыруу
Өчүү моделдерин же өчүү бөлүштүрүүлөрүн ишке ашырууга Рейли өчүү, Ричиан өчүү, Накагами өчүү жана Вейбулл өчүү кирет. Бул канал бөлүштүрүүлөрү же моделдери өчүү профилинин талаптарына ылайык базалык тилкелүү маалымат сигналында өчүүнү камтуу үчүн иштелип чыккан.
Рейли жоголуп баратат
• Рейли моделинде өткөргүч менен кабыл алгычтын ортосунда Көрүү сызыгы эмес (NLOS) компоненттер гана симуляцияланат. Өткөргүч менен кабыл алгычтын ортосунда LOS жолу жок деп болжолдонот.
• MATLAB rayleigh каналынын моделин симуляциялоо үчүн "rayleighchan" функциясын камсыз кылат.
• Кубаттуулук экспоненциалдуу түрдө бөлүштүрүлгөн.
• Фаза бирдей бөлүштүрүлгөн жана амплитудадан көз карандысыз. Бул зымсыз байланышта эң көп колдонулган Fading түрү.
Рисиялык жоголуп кетүү
• Рич моделинде, Көрүү сызыгы (LOS) жана Көрүү сызыгы эмес (NLOS) компоненттердин экөө тең өткөргүч менен кабыл алгычтын ортосунда симуляцияланат.
• MATLAB Ричиан каналынын моделин симуляциялоо үчүн "ричианчан" функциясын камсыз кылат.
Накагами жоголушу
Накагами өчүү каналы - бул кабыл алынган сигнал көп жолдуу өчүүгө дуушар болгон зымсыз байланыш каналдарын сүрөттөө үчүн колдонулган статистикалык модель. Ал шаардык же шаар четиндеги аймактар сыяктуу орточо жана катуу өчүү чөйрөлөрүн билдирет. Төмөнкү теңдемени Накагами өчүү каналынын моделин симуляциялоо үчүн колдонсо болот.
• Бул учурда биз h = r*e деп белгилейбизjΦжана Φ бурчу [-π, π] боюнча бирдей бөлүштүрүлгөн.
• r жана Φ өзгөрмөлөрү өз ара көз карандысыз деп эсептелет.
• Накагами pdf жогорудагыдай чагылдырылган.
• Накагами pdf файлында, 2σ2= E{r2}, Γ(.) - Гамма функциясы, ал эми k >= (1/2) - өчүп бараткан сан (кошулган Гаусс кокустук өзгөрмөлөрүнүн санына байланыштуу эркиндик даражалары).
• Ал башында өлчөөлөрдүн негизинде эмпирикалык түрдө иштелип чыккан.
• Заматта кабыл алуучу кубаттуулук Гаммага бөлүштүрүлөт. • k = 1 болгондо Рейли = Накагами
Вейбуллдун жоголушу
Бул канал зымсыз байланыш каналын сүрөттөө үчүн колдонулган дагы бир статистикалык модель болуп саналат. Вейбуллдун өчүү каналы көбүнчө алсыз жана катуу өчүүнү камтыган ар кандай өчүү шарттары бар чөйрөлөрдү көрсөтүү үчүн колдонулат.
Кайда,
2σ2= E{r2}
• Вейбулл бөлүштүрүүсү Рейлей бөлүштүрүүсүнүн дагы бир жалпылоосун билдирет.
• X жана Y iid нөлдүк орточо Гаусс өзгөрмөлөрүнө барабар болгондо, R = (X) катмары2+ Y2)1/2Рейли бөлүштүрүлгөн. • Бирок конверт R = (X менен аныкталат2+ Y2)1/2, жана тиешелүү pdf (электр энергиясын бөлүштүрүү профили) Weibull таратылган.
• Вейбуллдун өчүү моделин симуляциялоо үчүн төмөнкү теңдемени колдонсо болот.
Бул баракчада биз өчүү каналы деген эмне, анын түрлөрү, өчүү моделдери, алардын колдонулушу, функциялары жана башкалар сыяктуу өчүү боюнча ар кандай темаларды карап чыктык. Бул баракчада берилген маалыматты колдонуп, кичинекей масштабдуу өчүү менен чоң масштабдуу өчүүнүн, жалпак өчүү менен жыштыктагы тандалма өчүүнүн, тез өчүү менен жай өчүүнүн, Рейли өчүү менен Ричиан өчүүсүнүн ортосундагы айырманы жана башкаларды салыштырып, айырмасын чыгарса болот.
E-mail:info@rf-miso.com
Телефон: 0086-028-82695327
Вебсайт: www.rf-miso.com
Жарыяланган убактысы: 2023-жылдын 14-августу
