मुख्य

वायरलेस चॅनल फेडिंग: प्रकार, मॉडेल्स आणि आरएफ चाचणीतील विचार

वायरलेस चॅनेल फॅडिंगप्रसार मार्गातील बदलांमुळे प्राप्त सिग्नलच्या अॅम्प्लिट्यूड, फेज किंवा पॉवरमध्ये होणाऱ्या बदलाला फेडिंग म्हणतात. यामुळे लिंक मार्जिन कमी होऊ शकते, वाइडबँड सिग्नलमध्ये विकृती येऊ शकते आणि आरएफ मोजमाप पुन्हा करणे कठीण होऊ शकते. सिस्टीममध्ये असलेल्या फेडिंगचा प्रकार समजून घेतल्याने अभियंत्यांना योग्य अँटेना, चाचणी पद्धती आणि शमन तंत्र निवडण्यास मदत होते.

या मार्गदर्शिकेत लार्ज-स्केल आणि स्मॉल-स्केल फेडिंग, फ्लॅट आणि फ्रिक्वेन्सी-सिलेक्टिव्ह चॅनल्स, स्लो आणि फास्ट फेडिंग, आणि सर्वात सामान्य स्टॅटिस्टिकल चॅनल मॉडेल्स यांचे स्पष्टीकरण दिले आहे. तसेच, अँटेना पॅटर्न, पोलरायझेशन आणि टेस्ट जिओमेट्री हे व्यावहारिक फेडिंग मापनांवर कसा प्रभाव टाकतात हे देखील यात दाखवले आहे.

वायरलेस चॅनल फेडिंग म्हणजे काय?

रेडिओ सिग्नल क्वचितच केवळ एकाच आदर्श मार्गाने रिसीव्हरपर्यंत पोहोचतो. इमारती, भूभाग, वाहने, उपकरणे आणि इतर वस्तू विद्युतचुंबकीय लहरींना अडवू शकतात, परावर्तित करू शकतात, विवर्तित करू शकतात किंवा विखुरवू शकतात. त्यामुळे, एकाच सिग्नलच्या अनेक प्रती वेगवेगळ्या विलंबाने, आयामाने, कलांनी आणि आगमन कोनांनी पोहोचू शकतात. त्यांचे संयोजन एका ठिकाणी किंवा वारंवारतेवर रचनात्मक आणि दुसऱ्या ठिकाणी विनाशकारी ठरू शकते.

फेडिंग हे डिटरमिनिस्टिक फ्री-स्पेस पाथ लॉसपेक्षा वेगळे आहे. पाथ लॉस म्हणजे अंतर आणि वारंवारता वाढल्याने शक्तीमध्ये होणारी सर्वसाधारण घट, तर फेडिंग म्हणजे त्या सरासरीच्या आसपास होणारी अतिरिक्त तफावत. अभियंते सहसा फेडिंगचे वर्गीकरण दोन स्वतंत्र अक्षांवर करतात: स्पॅशियल स्केल आणि चॅनल सिलेक्टिव्हिटी.

१

आकृती १.प्राप्त झालेल्या सिग्नल पातळीतील मंद आणि जलद बदल हे वेगवेगळे क्षीणन कालावधी किंवा अंतराचे मापदंड दर्शवतात.

वायरलेस फेडिंगचे वर्गीकरण कसे केले जाते

मोठ्या प्रमाणावर फिकट होणेमुख्यतः पाथ-लॉस व्हेरिएशन आणि शॅडोइंगमुळे, तुलनेने लांब अंतरावर होणाऱ्या हळूहळू बदलांचे वर्णन करते.लहान प्रमाणात फिकट होणेबहुमार्गी आणि गतीमुळे कमी अंतरावर किंवा कमी कालावधीत होणाऱ्या जलद बदलांचे वर्णन करते.

मग लहान-प्रमाणातील क्षीणतेचे वर्गीकरण विलंब प्रसारानुसार (delay spread) सपाट (flat) किंवा वारंवारता निवडक (frequency selective) असे, आणि डॉप्लर प्रसारानुसार (Doppler spread) मंद (slow) किंवा जलद (fast) असे केले जाऊ शकते. ही वेगवेगळी वर्गीकरणे आहेत: एखादे चॅनल सपाट आणि जलद, सपाट आणि मंद, वारंवारता निवडक आणि जलद, किंवा वारंवारता निवडक आणि मंद असू शकते.

२

मोठ्या प्रमाणावरील अस्पष्टीकरण: मार्ग लोप आणि छायांकन

पाथ-लॉस ट्रेंड

पाथ लॉस म्हणजे प्रसारणाच्या अंतरासोबत प्राप्त होणाऱ्या शक्तीमध्ये होणारी सरासरी घट. अडथळामुक्त मोकळ्या जागेत, ही घट तरंगलांबी आणि अंतरावर अवलंबून असते. वास्तविक वातावरणात भूभाग, अडथळे, वातावरणीय परिणाम आणि अँटेनाच्या उंचीवरील अवलंबित्व यांचा समावेश होतो, त्यामुळे व्यावहारिक लिंक बजेटमध्ये सामान्यतः तैनातीच्या परिस्थितीला अनुकूल असे प्रसारण मॉडेल वापरले जाते.

सावली फिकट होत आहे

जेव्हा मोठ्या वस्तू थेट प्रसारण मार्गात अंशतः किंवा पूर्णपणे अडथळा आणतात, तेव्हा शॅडोइंग (Shadowing) होते. ट्रान्समीटर, रिसीव्हर किंवा सभोवतालच्या वातावरणात बदल होत असताना, इमारती, टेकड्या, यंत्रसामग्री आणि वाहनांचे सांगाडे प्राप्त झालेल्या पातळीत तुलनेने हळू बदल घडवून आणू शकतात. शॅडो फेडिंग (Shadow fading) अनेकदा स्थानिक सरासरी पाथ लॉसच्या (local mean path loss) आसपास सांख्यिकीयदृष्ट्या दर्शवले जाते.

लहान-प्रमाणातील क्षीणता: बहुपथ आणि गती

फ्लॅट फेडिंग विरुद्ध फ्रिक्वेन्सी-सिलेक्टिव्ह फेडिंग

एक चॅनेल अंदाजेफ्लॅट फेडिंगजेव्हा त्याची सुसंगतता बँडविड्थ व्यापलेल्या सिग्नल बँडविड्थपेक्षा रुंद असते. तेव्हा चॅनल आपल्या स्पेक्ट्रमला मोठ्या प्रमाणात पुनर्रचित न करता सिग्नलचा अॅम्प्लिट्यूड आणि फेज बदलतो.

एक चॅनल बनतेवारंवारता निवडकजेव्हा सिग्नल बँडविड्थ कोहेरन्स बँडविड्थच्या तुलनेत मोठी असते, तेव्हा वेगवेगळ्या स्पेक्ट्रल घटकांना वेगवेगळा गेन आणि फेज अनुभवायला मिळतो. यामागील मूळ कारण म्हणजे निराकरण करण्यायोग्य मल्टिपाथ डिले स्प्रेड, ज्यामुळे डिजिटल लिंक्समध्ये इंटरसिम्बॉल इंटरफेरन्स निर्माण होऊ शकतो.

हळू हळू फिकट होणे विरुद्ध जलद फिकट होणे

हळू हळू फिकट होणेयाचा अर्थ संबंधित सिग्नलिंग कालावधीत चॅनेलमध्ये फारसा बदल होत नाही.वेगाने फिकट होणेयाचा अर्थ त्या कालावधीत चॅनलमध्ये लक्षणीय बदल होतो. ट्रान्समीटर, रिसीव्हर आणि सभोवतालच्या स्कॅटरर्समधील सापेक्ष गतीमुळे डॉप्लर शिफ्ट निर्माण होतात आणि चॅनलचा सुसंगतता कालावधी कमी होतो.

वर्गीकरण मुख्य तुलना ठराविक परिणाम
फ्लॅट फेडिंग सिग्नल बँडविड्थ कोहेरन्स बँडविड्थपेक्षा लहान असते संपूर्ण सिग्नलमध्ये विस्तृत अॅम्प्लिट्यूड आणि फेज भिन्नता
वारंवारता निवडक सिग्नल बँडविड्थ कोहेरन्स बँडविड्थपेक्षा मोठी असते वर्णपटीय विकृती आणि संभाव्य आंतरप्रतीक व्यत्यय
हळू हळू फिकट होणे सिग्नलिंग अंतराच्या तुलनेत सुसंगतता कालावधी मोठा असतो. हळूहळू लिंक-स्तरीय बदल
वेगाने फिकट होणे सिग्नलिंग अंतराच्या तुलनेत सुसंगतता कालावधी कमी असतो. जलद बदल आणि डॉप्लर-संबंधित बिघाड

सामान्य सांख्यिकीय फॅडिंग मॉडेल्स

  • रेले फॅडिंग:जेव्हा दृष्टीरेषेतील कोणताही एक प्रमुख घटक उपस्थित नसतो आणि प्राप्त झालेला सिग्नल अनेक विखुरलेल्या घटकांनी बनलेला असतो, तेव्हा याचा सामान्यतः वापर केला जातो.
  • राइसियन फॅडिंग:यात विखुरलेल्या मल्टीपाथ घटकांसह एक प्रभावी घटक समाविष्ट असतो. राइसियन के-फॅक्टर हा प्रभावी आणि विसरित घटकांमधील शक्तीचे गुणोत्तर व्यक्त करतो.
  • नाकागामीचा ऱ्हास:एक लवचिक अनुभवजन्य वितरण जे त्याच्या आकार पॅरामीटरद्वारे क्षीण होण्याच्या तीव्रतेची श्रेणी दर्शवू शकते.
  • वायबुल फॅडिंग:निवडक मोजमापित प्रसार वातावरणांसाठी वापरले जाणारे आणखी एक अनुकूलनीय सांख्यिकीय वितरण.

मॉडेलची निवड प्रत्यक्ष पर्यावरण, वारंवारता, गतिशीलता, अँटेना संरचना आणि मापन डेटा यांवर आधारित असली पाहिजे. आधुनिक MATLAB कार्यप्रवाहांमध्ये खालील ऑब्जेक्ट्सचा वापर केला जातो जसे कीकम.रेलेचॅनलआणिकम. राइसियन चॅनलया लेखाच्या पूर्वीच्या आवृत्तीमध्ये संदर्भित केलेल्या अप्रचलित फंक्शन्सऐवजी.

३

आकृती ३.सांख्यिकीय एनव्हलप वितरणे मोजमाप केलेल्या क्षीणन वर्तनासाठी संक्षिप्त मॉडेल प्रदान करतात.

फेडिंगमुळे आरएफ सिस्टमच्या कार्यक्षमतेवर कसा परिणाम होतो

फेडिंगमुळे प्राप्त शक्ती कमी होऊ शकते, सिग्नल-टू-नॉईज रेशो कमी होऊ शकतो, त्रुटी दर वाढू शकतो आणि रेडिओ लिंकमध्ये व्यत्यय येऊ शकतो. फ्रिक्वेन्सी-सिलेक्टिव्ह फेडिंगमुळे वाइडबँड वेव्हफॉर्म्समध्येही विकृती येऊ शकते, तर जलद डॉप्लर बदलामुळे चॅनल एस्टिमेशन अधिक कठीण होऊ शकते.

सामान्य प्रतिबंधात्मक उपायांमध्ये खालील गोष्टींचा समावेश आहे:

  • पुरेसे लिंक मार्जिन आणि स्वयंचलित गेन नियंत्रण;
  • काल, वारंवारता, अवकाशीय किंवा ध्रुवीकरण विविधता;
  • समानीकरण आणि बहुवाहक तरंगरूप रचना;
  • चॅनल कोडिंग, इंटरलिव्हिंग आणि अ‍ॅडॅप्टिव्ह मॉड्युलेशन;
  • MIMO प्रक्रिया आणि बीम स्टीअरिंग;
  • अँटेनाची काळजीपूर्वक मांडणी, पॅटर्नची निवड आणि ध्रुवीकरण नियंत्रण.

कोणतेही एक तंत्र प्रत्येक क्षीणन यंत्रणेला पूर्णपणे नाहीसे करत नाही. योग्य पद्धत ही चॅनलची आकडेवारी, व्यापलेली बँडविड्थ, गतिशीलता, कव्हरेजच्या गरजा आणि स्वीकारार्ह व्यत्ययाची शक्यता यांवर अवलंबून असते.

४

आकृती ४.एखाद्या विशिष्ट चॅनेलसाठी सांख्यिकीय वितरण योग्य आहे की नाही हे मोजलेल्या डेटावरून ठरवले पाहिजे.

चॅनल साउंडिंग आणि फेडिंग चाचण्यांसाठी अँटेना निवड

अँटेना स्वतःहून प्रसारण चॅनल तयार करत नाही, परंतु कोणते मार्ग आणि ध्रुवीकरण प्रसारित किंवा प्राप्त केले जातात यावर त्याचा जोरदार प्रभाव पडतो. गेन, बीमविड्थ, रेडिएशन पॅटर्न, ध्रुवीकरण शुद्धता, फेज स्थिरता आणि माउंटिंगची रचना हे सर्व घटक मोजल्या जाणाऱ्या चॅनलच्या वर्तनावर परिणाम करू शकतात.

पुनरावृत्तीयोग्य चॅनल किंवा फेडिंग मापनांसाठी, खालील बाबींची नोंद करा:

  • संपूर्ण वारंवारता श्रेणी आणि तात्कालिक मापन बँडविड्थ;
  • वारंवारतेनुसार अँटेना गेन आणि बीमविड्थ;
  • रेषीय, द्वि-रेषीय किंवा वर्तुळाकार ध्रुवीकरणाच्या आवश्यकता;
  • अँटेनाची उंची, दिशा, अंतर आणि सभोवतालच्या संरचना;
  • आरएफ कनेक्टर, केबलमधील हानी आणि कॅलिब्रेशन संदर्भ प्रतल;
  • प्रेषक, ग्राहक आणि विखुरणाऱ्याची गती;
  • विलंब प्रसार, डॉप्लर प्रसार आणि आवश्यक डायनॅमिक रेंज.

RF MISO अँटेना पर्याय

RF MISO प्रयोगशाळा, क्षेत्रीय आणि सिस्टम-इंटिग्रेशन कामांसाठी RF आणि मायक्रोवेव्ह अँटेना डिझाइन करते आणि पुरवते. आवश्यक कव्हरेज आणि मापन भूमितीनुसार, अभियंते खालील बाबींचा विचार करू शकतात.ब्रॉडबँड हॉर्न अँटेनादिशात्मक वाइडबँड मोजमापांसाठी,लॉग-पिरिऑडिक अँटेनाविस्तृत वारंवारता व्याप्तीसाठी, किंवासर्वदिशात्मक अँटेनानिवडक व्याप्ती आणि प्रसार अभ्यासांसाठी.

फ्रिक्वेन्सी रेंज, गेन, पोलरायझेशन, VSWR, कनेक्टर आणि मेकॅनिकल डायमेन्शन्ससाठी सध्याच्या मॉडेलच्या डेटाशीटचे पुनरावलोकन करा. ॲप्लिकेशन-विशिष्ट निवडीसाठी, टेस्ट बँड, बँडविड्थ, आवश्यक पॅटर्न, पोलरायझेशन, माउंटिंगवरील मर्यादा आणि मापन वातावरण ही माहिती RF MISO टीमसोबत शेअर करा.

तुमच्या RF मापन आवश्यकतेवर चर्चा करा

RF MISO हे चॅनल साउंडिंग, प्रसार अभ्यास, वायरलेस-सिस्टम मूल्यांकन आणि संबंधित RF मोजमापांसाठी अँटेनाचे पर्याय ओळखण्यास मदत करू शकते.

अँटेना चाचणी क्षमतेचे अन्वेषण करा|RF MISO शी संपर्क साधा

संदर्भ आणि अधिक वाचन


पोस्ट करण्याची वेळ: १४ ऑगस्ट २०२३

उत्पादन डेटाशीट मिळवा