Учебники

Характеристики канала

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.