Sbiadimentu di u canale wirelesshè a variazione di l'ampiezza, di a fase o di a putenza di u signale ricevutu causata da cambiamenti in u percorsu di propagazione. Pò riduce u margine di ligame, distorce i signali à banda larga è rende e misurazioni RF difficili da riproduce. Capisce u tipu di fading presente in un sistema aiuta l'ingegneri à sceglie antenne, metudi di prova è tecniche di mitigazione adatti.
Questa guida spiega u fading à grande è piccula scala, i canali piatti è selettivi in frequenza, u fading lentu è veloce, è i mudelli di canali statistici più cumuni. Mostra ancu cumu u schema di l'antenna, a polarizazione è a geometria di a prova influenzanu e misurazioni pratiche di u fading.
Chì ghjè u Fading di i Canali Wireless?
Un signale radio raramente ghjunghje à un ricevitore per una sola via ideale. L'edifizii, u terrenu, i veiculi, l'attrezzature è altri oggetti ponu bluccà, riflette, diffrancià o sparghje l'onde elettromagnetiche. Copie multiple di u listessu signale ponu dunque ghjunghje cù diversi ritardi, ampiezze, fasi è anguli d'arrivu. A so cumbinazione pò esse custruttiva in un locu o frequenza è distruttiva in un altru.
U fading hè differente da a perdita di percorsu deterministica in u spaziu liberu. A perdita di percorsu descrive a riduzione generale di a putenza cù l'aumentu di a distanza è di a frequenza, mentre chì u fading descrive una variazione supplementaria intornu à quella media. L'ingegneri di solitu classificanu u fading nantu à dui assi indipendenti: a scala spaziale è a selettività di u canale.
Figura 1.E variazioni lente è rapide di u livellu di u signale ricevutu illustranu diverse scale di tempu o di distanza di fading.
Cumu hè classificatu u Fading Wireless
Sbiadimentu à grande scaladescrive cambiamenti graduali annantu à distanze relativamente longhe, principalmente da a variazione di perdita di percorsu è l'ombra.Sbiadimentu à piccula scaladescrive cambiamenti rapidi annantu à brevi distanze o brevi intervalli di tempu per via di multipath è muvimentu.
L'evanescimentu à piccula scala pò tandu esse classificatu per diffusione di ritardu cum'è pianu o selettivu in frequenza, è per diffusione Doppler cum'è lentu o veloce. Si tratta di classificazioni separate: un canale pò esse pianu è veloce, pianu è lentu, selettivu in frequenza è veloce, o selettivu in frequenza è lentu.
Sbiadimentu à grande scala: Perdita di percorsu è ombra
Tendenza di perdita di percorsu
A perdita di percorsu hè a riduzione media di a putenza ricevuta cù a distanza di propagazione. In u spaziu liberu senza ostaculi, a perdita hè ligata à a lunghezza d'onda è à a distanza. L'ambienti reali aghjunghjenu terrenu, disordine, effetti atmosferichi è dipendenze da l'altezza di l'antenna, dunque i budget di ligame pratichi utilizanu nurmalmente un mudellu di propagazione adattatu à u scenariu di implementazione.
Sbiadimentu di l'ombra
L'ombra si verifica quandu l'uggetti grossi ostruiscenu parzialmente o cumpletamente u percorsu di propagazione diretta. L'edificii, e colline, i macchinari è e carrozzerie di i veiculi ponu pruduce cambiamenti relativamente lenti in u livellu ricevutu mentre u trasmettitore, u ricevitore o l'ambiente circundante cambianu. L'evanescimentu di l'ombra hè spessu rapprisintatu statisticamente intornu à a perdita media lucale di u percorsu.
Sbiadimentu à piccula scala: Multipath è muvimentu
Sbiadimentu pianu vs. sbiadimentu selettivu di frequenza
Un canale hè circasbiadimentu pianuquandu a so larghezza di banda di cuerenza hè più larga di a larghezza di banda di u signale occupatu. U canale cambia tandu l'ampiezza è a fase di u signale senza rimodellà fortemente u so spettru.
Un canale diventaselettivu di frequenzaquandu a larghezza di banda di u signale hè grande paragunata à a larghezza di banda di cuerenza. Diversi cumpunenti spettrali sperimentanu guadagni è fasi diversi. A causa sottostante hè a diffusione di ritardu multipath risolvibile, chì pò creà interferenze intersimboliche in i ligami digitali.
Sbiadimentu lentu vs. sbiadimentu rapidu
Sbiadimentu lentusignifica chì u canale cambia pocu durante l'intervallu di segnalazione pertinente.Sbiadimentu rapidusignifica chì u canale cambia significativamente in quellu intervallu. U muvimentu relativu trà u trasmettitore, u ricevitore è i scatterer circundanti produce spostamenti Doppler è accorcia u tempu di cuerenza di u canale.
| Classificazione | Paragone chjave | Effettu tipicu |
|---|---|---|
| Sbiadimentu pianu | A larghezza di banda di u signale hè più chjuca di a larghezza di banda di cuerenza | Variazione di ampiezza è di fase larga in tuttu u signale |
| Frequenza selettiva | A larghezza di banda di u signale hè più grande di a larghezza di banda di cuerenza | Distorsione spettrale è pussibile interferenza intersimbolica |
| Sbiadimentu lentu | U tempu di cuerenza hè longu in paragone à l'intervallu di segnalazione | Variazione graduale à livellu di ligame |
| Sbiadimentu rapidu | U tempu di cuerenza hè cortu in paragone à l'intervallu di segnalazione | Variazione rapida è deterioramentu ligatu à Doppler |
Modelli di Fading Statisticu Cumunu
- Sbiadimentu di Rayleigh:cumunimenti adupratu quandu ùn hè presente alcuna cumpunente dominante di a linea di vista è u signale ricevutu hè furmatu da parechji cumpunenti spargugliati.
- Sbiadimentu di Rician:include una cumpunente dominante inseme cù cumpunenti multipath sparsi. U fattore K di Rician esprime u rapportu di putenza trà i cumpunenti dominanti è diffusi.
- Sbiadimentu di Nakagami:una distribuzione empirica flessibile chì pò rapprisintà una gamma di severità di fading attraversu u so parametru di forma.
- Sbiadimentu di Weibull:un'altra distribuzione statistica adattabile aduprata per ambienti di propagazione misurati selezziunati.
A selezzione di u mudellu deve esse basata annantu à l'ambiente reale, a frequenza, a mobilità, a cunfigurazione di l'antenna è i dati di misurazione. I flussi di travagliu MATLAB muderni utilizanu oggetti cum'ècumm.RayleighChannelècumm.RicianChannelinvece di e funzioni obsolete citate in a versione precedente di questu articulu.
Figura 3.E distribuzioni statistiche di l'inviluppu furniscenu mudelli cumpatti per u cumpurtamentu di fading misuratu.
Cumu u Fading Affetta e Prestazioni di u Sistema RF
U fading pò riduce a putenza ricevuta, diminuisce u rapportu signale-rumore, aumentà u tassu d'errore è interrompe un ligame radio. U fading selettivu in frequenza pò ancu distorcere e forme d'onda à banda larga, mentre chì a rapida variazione Doppler pò rende a stima di u canale più difficiule.
I metudi cumuni di mitigazione includenu:
- margine di ligame adeguatu è cuntrollu automaticu di guadagnu;
- diversità di tempu, frequenza, spaziale o di polarizazione;
- equalizazione è cuncepimentu di forme d'onda multicarrier;
- codificazione di canali, interleaving è modulazione adattiva;
- Trasfurmazione MIMO è direzzione di u fasciu;
- piazzamentu attentu di l'antenna, selezzione di u mudellu è cuntrollu di a polarizazione.
Nisuna tecnica elimina ogni mecanismu di fading. L'approcciu currettu dipende da e statistiche di u canale, a larghezza di banda occupata, a mobilità, i requisiti di copertura è a probabilità di interruzione accettabile.
Figura 4.I dati misurati devenu determinà se una distribuzione statistica hè adatta per un canale specificu.
Selezzione di l'antenna per i testi di sondaggio è di sbiadimento di i canali
Un'antenna ùn crea micca u canale di propagazione da per ella, ma influenza assai i percorsi è e polarizzazioni chì sò trasmessi o ricevuti. U guadagnu, a larghezza di u fasciu, u diagramma di radiazione, a purità di a polarizazione, a stabilità di fase è a geometria di u montaggio ponu tutti influenzà u cumpurtamentu di u canale misuratu.
Per e misurazioni di canali ripetibili o di fading, documentate:
- a gamma di frequenza cumpleta è a larghezza di banda di misurazione istantanea;
- guadagnu di l'antenna è larghezza di u fasciu annantu à a frequenza;
- esigenze di polarizazione lineare, duale lineare o circulare;
- altezza di l'antenna, orientazione, spaziatura è strutture circundanti;
- Connettore RF, perdita di cavi è pianu di riferimentu di calibrazione;
- muvimentu di trasmettitore, ricevitore è scatterer;
- diffusione di ritardu, diffusione Doppler è gamma dinamica richiesta.
Opzioni di l'antenna RF MISO
RF MISO cuncepisce è furnisce antenne RF è à microonde per u travagliu di laburatoriu, di campu è d'integrazione di sistemi. Sicondu a cupertura necessaria è a geometria di misurazione, l'ingegneri ponu cunsideràantenne à corna à banda largaper e misurazioni direzionali a banda larga,antenne log-periodicheper una larga copertura di frequenza, oantenne omnidirezionaliper studii di cupertura è propagazione selezziunati.
Verificate a scheda tecnica di u mudellu attuale per a gamma di frequenza, u guadagnu, a polarizazione, u VSWR, u connettore è e dimensioni meccaniche. Per a selezzione specifica di l'applicazione, spartite a banda di prova, a larghezza di banda, u mudellu richiestu, a polarizazione, i vincoli di montaggio è l'ambiente di misurazione cù a squadra RF MISO.
Discutite i vostri bisogni di misurazione RF
RF MISO pò aiutà à identificà l'opzioni d'antenna per u sondaggio di canali, studii di propagazione, valutazione di sistemi wireless è misurazioni RF correlate.
Referenze è Ulteriori Letture
Data di publicazione: 14 d'aostu 2023
