Беспроводной канал подвержен различным помехам передачи, таким как потери в тракте, помехи и блокировки . Эти факторы ограничивают диапазон, скорость передачи данных и надежность беспроводной передачи.
Типы путей
Степень, в которой эти факторы влияют на передачу, зависит от условий окружающей среды и мобильности передатчика и приемника. Путь, по которому следуют сигналы, чтобы добраться до приемника, бывают двух типов, таких как —
Прямой путь
Переданный сигнал, когда он достигает приемника напрямую, может называться прямым путем, а представленные компоненты, присутствующие в сигнале, называются компонентами прямого пути .
Multi-путь
Переданный сигнал, когда он достигает приемника, через различные направления, испытывающие различные явления, такой путь называется многолучевым, а компоненты передаваемого сигнала называются многолучевыми компонентами .
Они отражаются, дифрагируются и рассеиваются окружающей средой и поступают в приемник со смещением по амплитуде, частоте и фазе относительно прямой составляющей пути.
Характеристики беспроводного канала
Наиболее важными характеристиками беспроводного канала являются —
- Потеря пути
- замирание
- интерференция
- Доплеровский сдвиг
В следующих разделах мы обсудим эти характеристики канала по одному.
Потеря пути
Потери на трассе могут быть выражены как отношение мощности передаваемого сигнала к мощности того же сигнала, принятого приемником на данном пути. Это функция расстояния распространения.
-
Оценка потерь на пути очень важна для проектирования и развертывания сетей беспроводной связи.
-
Потери на трассе зависят от ряда факторов, таких как используемая радиочастота и характер местности.
-
Модель распространения в свободном пространстве — это простейшая модель потерь в тракте, в которой существует сигнал прямого пути между передатчиком и приемником, без ослабления в атмосфере или многолучевых компонентов.
Оценка потерь на пути очень важна для проектирования и развертывания сетей беспроводной связи.
Потери на трассе зависят от ряда факторов, таких как используемая радиочастота и характер местности.
Модель распространения в свободном пространстве — это простейшая модель потерь в тракте, в которой существует сигнал прямого пути между передатчиком и приемником, без ослабления в атмосфере или многолучевых компонентов.
В этой модели соотношение между передаваемой мощностью P t и принимаемой мощностью P r определяется выражением
Pr=PtGtGr( frac lambda4 Pid)2
куда
-
G t — усиление антенны передатчика
-
G r — усиление антенны приемника.
-
d — расстояние между передатчиком и приемником.
-
λ — длина волны сигнала
G t — усиление антенны передатчика
G r — усиление антенны приемника.
d — расстояние между передатчиком и приемником.
λ — длина волны сигнала
Двусторонняя модель, также называемая моделью двух путей, является широко используемой моделью потери пути. Модель свободного пространства, описанная выше, предполагает, что существует только один единственный путь от передатчика к приемнику.
В действительности, сигнал достигает приемника несколькими путями. Модель двух путей пытается охватить это явление. Модель предполагает, что сигнал достигает приемника по двум путям, один из которых находится на линии прямой видимости, а другой — на пути, по которому принимается отраженная волна.
Согласно модели с двумя путями, полученная мощность определяется как
Pr=PtGtGr( frachthrd2)2
куда
-
p t — передаваемая мощность
-
G t представляет усиление антенны на передатчике
-
G r представляет усиление антенны на приемнике
-
d — расстояние между передатчиком и приемником.
-
h t — высота передатчика
-
h r — высота приемника
p t — передаваемая мощность
G t представляет усиление антенны на передатчике
G r представляет усиление антенны на приемнике
d — расстояние между передатчиком и приемником.
h t — высота передатчика
h r — высота приемника
замирание
Затухание относится к колебаниям уровня сигнала при его приеме на приемнике. Выцветание можно классифицировать на два типа —
- Быстрое затухание / мелкомасштабное затухание и
- Медленное угасание / крупномасштабное угасание
Быстрое замирание относится к быстрым флуктуациям амплитудных, фазовых или многолучевых задержек принимаемого сигнала из-за помех между несколькими версиями одного и того же передаваемого сигнала, поступающего в приемник в несколько разные моменты времени.
Время между приемом первой версии сигнала и последнего отраженного сигнала называется разбросом задержки . Многолучевое распространение передаваемого сигнала, которое вызывает быстрое замирание, обусловлено тремя механизмами распространения, а именно:
- отражение
- дифракция
- рассеивающий
Множество трактов сигнала могут иногда добавляться конструктивно или иногда разрушительно в приемнике, вызывая изменение уровня мощности принимаемого сигнала. Говорят, что принятая единичная огибающая сигнала быстрого затухания следует распределению Рэлея, чтобы увидеть, нет ли пути прямой видимости между передатчиком и приемником.
Медленное угасание
Само название Slow Fading само по себе подразумевает, что сигнал затухает медленно. Особенности медленного замирания приведены ниже.
-
Медленное замирание происходит, когда объекты, которые частично поглощают передачу, находятся между передатчиком и приемником.
-
Медленное замирание называется так, потому что длительность замирания может длиться несколько секунд или минут.
-
Медленное замирание может происходить, когда приемник находится внутри здания, а радиоволна должна проходить через стены здания или когда приемник временно экранирован от передатчика зданием. Препятствующие объекты вызывают случайное изменение мощности принимаемого сигнала.
-
Медленное замирание может привести к изменению мощности принимаемого сигнала, хотя расстояние между передатчиком и приемником остается неизменным.
-
Медленное затухание также называют затенением теней, поскольку объекты, которые вызывают затухание, которые могут быть большими зданиями или другими структурами, блокируют прямой путь передачи от передатчика к приемнику.
Медленное замирание происходит, когда объекты, которые частично поглощают передачу, находятся между передатчиком и приемником.
Медленное замирание называется так, потому что длительность замирания может длиться несколько секунд или минут.
Медленное замирание может происходить, когда приемник находится внутри здания, а радиоволна должна проходить через стены здания или когда приемник временно экранирован от передатчика зданием. Препятствующие объекты вызывают случайное изменение мощности принимаемого сигнала.
Медленное замирание может привести к изменению мощности принимаемого сигнала, хотя расстояние между передатчиком и приемником остается неизменным.
Медленное затухание также называют затенением теней, поскольку объекты, которые вызывают затухание, которые могут быть большими зданиями или другими структурами, блокируют прямой путь передачи от передатчика к приемнику.
интерференция
Беспроводные передачи должны противостоять помехам от самых разных источников. Две основные формы помех —
- Помехи в соседнем канале и
- Помехи в канале.
В случае помех в соседнем канале сигналы на соседних частотах имеют компоненты вне своих выделенных диапазонов, и эти компоненты могут мешать текущей передаче на соседних частотах. Этого можно избежать путем осторожного введения защитных полос между распределенными частотными диапазонами.
Помехи в совмещенном канале , иногда также называемые узкополосными помехами , возникают из-за того, что другие соседние системы используют ту же частоту передачи.
Межсимвольная помеха — это другой тип помехи, где искажение в принятом сигнале вызвано временным расширением и последующим перекрытием отдельных импульсов в сигнале.
Адаптивное выравнивание является широко используемым методом борьбы с межсимвольными помехами. Это включает в себя сбор рассеянной энергии символа в его первоначальный временной интервал. Сложные алгоритмы цифровой обработки используются в процессе выравнивания.