Fading Basics è Tipi di fading in a cumunicazione wireless

Cunsiderendu diverse disfunzioni di u canali è a pusizione di trasmettitore / ricevitore chì seguitanu sò i tipi di sbiadimentu in u sistema di cumunicazione wireless.
➤ Fading à grande scala: include a perdita di caminu è effetti di ombra.
➤Small Scale Fading: Hè divisu in duie categorie principali, vale à dì. diffusione di ritardo multipath è diffusione doppler. A diffusione di ritardu multipath hè ancu divisa in fading flat è fading selective di frequenza. A diffusione Doppler hè divisa in fading rapidu è fading lento.
➤ Modelli di fading: I tipi di fading sopra sò implementati in diversi mudelli o distribuzioni chì includenu Rayleigh, Rician, Nakagami, Weibull etc.

Comu sapemu, i segnali di sbiadimentu si verificanu per via di riflessioni da a terra è di l'edificazioni circundanti, è ancu di segnali spargugliati da l'arburi, e persone è e turri prisenti in a grande zona. Ci sò dui tipi di fading viz. fading à grande scala è fading à piccula scala.

1.) Large Scala Fading

U sbiadimentu à grande scala si verifica quandu un ostaculu si trova trà u trasmettitore è u ricevitore. Stu tipu d'interferenza provoca una quantità significativa di riduzzione di forza di signale. Questu hè perchè l'onda EM hè ombreggiata o bluccata da l'ostaculu. Hè ligata à grandi fluttuazioni di u signale nantu à a distanza.

1.a) Perdita di strada

A perdita di u caminu di u spaziu liberu pò esse espressa cum'è seguita.
➤ Pt/Pr = {(4 * π * d)²/ λ²} = (4*π*f*d)²/c²
Induve,
Pt = putenza di trasmissione
Pr = Riceve u putere
λ = longueur d'onde
d = distanza trà l'antenna di trasmissione è di ricezione
c = vitezza di a luce, vale à dì 3 x 10⁸

Da l'equazione implica chì u signale trasmessu s'attenua nantu à a distanza mentre u segnu hè spargugliatu nantu à una zona sempre più grande da a fine di trasmissione versu a fine di riceve.

1.b) Effettu d'ombra

• Hè osservatu in a cumunicazione wireless. L'ombra hè una deviazione di a putenza ricevuta di u signale EM da u valore mediu.
• Hè u risultatu di ostaculi nantu à a strada trà trasmettitore è ricevitore.
• Si dipende di pusizioni geugrafica oltri a freccia radio di onde EM (ElectroMagnetic).

2. Small Scale Fading

L'estinzione di a piccula scala hè cuncernata cù fluttuazioni rapide di a forza di u signale ricevutu nantu à una distanza assai corta è un pezzu di tempu.

Bastu nantu àdiffusione di ritardu multipathci sò dui tippi di fading à piccula scala à dì. Flat fading è fading selettivi di frequenza. Questi tipi di fading multipath dipendenu da l'ambiente di propagazione.

2.a) Fading flat

Si dice chì u canali wireless hè un fading flat s'ellu hà un guadagnu constantu è una risposta di fase lineare nantu à una larghezza di banda chì hè più grande di a larghezza di banda di u signale trasmessu.

In stu tipu di fading tutti i cumpunenti di freccia di u signale ricevutu fluttuanu in i stessi proporzioni simultaneamente. Hè cunnisciutu ancu com'è fading non-selettivu.

• Signal BW << Channel BW
• Simbulu periodu >> Delay Spread

L'effettu di u flat fading hè vistu cum'è una diminuzione di SNR. Questi canali di fading flat sò cunnisciuti cum'è canali di variazione di amplitude o canali di banda stretta.

2.b) Frequency Selective fading

Affetta diverse cumpunenti spettrali di un signalu radiu cù diverse amplitudes. Da quì u nome fading selective.

• Signal BW> Channel BW
• Periudu di simbulu < Delay Spread

Bastu nantu àdiffusione dopplerci sò dui tipi di fading viz. sbiadimentu veloce è sbiadimentu lento. Questi tipi di fading di diffusione doppler dipendenu da a velocità mobile, vale à dì a velocità di u ricevitore in quantu à u trasmettitore.

2.c) Fading rapidu

U fenomenu di fading rapidu hè rapprisintatu da fluttuazioni rapidi di signale nantu à spazii chjuchi (vale à dì larghezza di banda). Quandu i signali ghjunghjenu da tutte e direzzione in u pianu, u fading rapidu serà osservatu per tutte e direzzione di u muvimentu.

U fading rapidu si verifica quandu a risposta di l'impulsu di u canali cambia assai rapidamente in a durata di u simbulu.

• Alta diffusione doppler
• Periudu di simbulu> tempu di cuerenza
• Variation Signal < Variazione di u canali

Questi parametri risultano in una dispersione di frequenza o un fading selettivo di tempo dovuto a diffusione doppler. U sbiadimentu rapidu hè u risultatu di riflessioni di l'uggetti lucali è u muvimentu di l'uggetti relative à quelli ogetti.

In fading rapidu, u signale di ricezione hè a summa di numerosi segnali chì sò riflessi da diverse superfici. Stu signalu hè a somma o a diffarenza di più signali chì ponu esse custruttivi o distruttivi basatu annantu à u cambiamentu di fase relative trà elli. E relazioni di fasi dipendenu da a velocità di u muvimentu, a freccia di trasmissione è a durata di a strada relative.

A dissolvenza rapida distorce a forma di l'impulsu di a banda di basa. Questa distorsione hè lineale è creaISI(Interferenza Simbulu Inter). L'equalizazione adattativa riduce l'ISI rimuovendu a distorsione lineare indotta da u canale.

2.d) Slow fading

Slow fading hè u risultatu di l'ombra di l'edificazioni, colline, muntagne è altri oggetti nantu à a strada.

• Low Doppler Spread
• Periudu simbulu <
• Variation Signal >> Variation Channel

Implementazione di mudelli Fading o distribuzioni fading

Implementazioni di mudelli di fading o distribuzioni di fading includenu Rayleigh fading, Rician fading, Nakagami fading è Weibull fading. Queste distribuzioni di canali o mudelli sò pensati per incorpore u fading in u signale di dati di banda di basa in quantu à i requisiti di u prufilu di fading.

Rayleigh svanisce

• In u mudellu Rayleigh, solu i cumpunenti Non Line of Sight (NLOS) sò simulati trà trasmettitore è ricevitore. Si assume chì ùn ci hè una strada LOS esiste trà trasmettitore è ricevitore.
• MATLAB furnisce a funzione "rayleighchan" per simulà u mudellu di u canali rayleigh.
• U putere hè distribuitu exponentially.
• A fase hè distribuita uniformemente è indipendente da l'amplitude. Hè i tipi più utilizati di Fading in a cumunicazione wireless.

Rician fading

• In mudellu rician, tramindui Line of Sight (LOS) è cumpunenti non Line of Sight (NLOS) sò simulate trà trasmettitore è ricevitore.
• MATLAB furnisce a funzione "ricianchan" per simulà u mudellu di u canali rician.

Nakagami sbiadisce

U canali di fadding Nakagami hè un mudellu statisticu utilizatu per descriverà i canali di cumunicazione wireless in quale u sgnal ricevutu subisce un fading multipath. Rappresenta ambienti cù fading moderatu à severu, cum'è e zone urbane o suburbane. L'equazione seguente pò esse aduprata per simulà u mudellu di canale di fading Nakagami.