Энэ хуудсанд утасгүй холбооны бүдгэрэлтийн үндсэн ойлголтууд болон бүдгэрэлтийн төрлүүдийг тайлбарласан болно. Бүдгэрэлтийн төрлүүдийг том хэмжээний бүдгэрэлт болон жижиг хэмжээний бүдгэрэлт (олон замын саатлын тархалт болон доплерийн тархалт) гэж хуваадаг.
Хавтгай бүдгэрэлт болон давтамж сонгох бүдгэрэлт нь олон замын бүдгэрэлтийн нэг хэсэг бөгөөд хурдан бүдгэрэлт болон удаан бүдгэрэлт нь Доплер тархалтын бүдгэрэлтийн нэг хэсэг юм. Эдгээр бүдгэрэлтийн төрлүүдийг Рэйли, Рициан, Накагами болон Вейбулл тархалт эсвэл загваруудын дагуу хэрэгжүүлдэг.
Оршил:
Бидний мэдэж байгаагаар утасгүй холбооны систем нь дамжуулагч болон хүлээн авагчаас бүрдэнэ. Дамжуулагчаас хүлээн авагч хүртэлх зам жигд биш бөгөөд дамжуулсан дохио нь зам алдагдах, олон замтай унтралт гэх мэт янз бүрийн сулралтаар дамжин өнгөрч болно. Замаар дамжин өнгөрөх дохионы сулрал нь янз бүрийн хүчин зүйлээс хамаарна. Эдгээр нь цаг хугацаа, радио давтамж, дамжуулагч/хүлээн авагчийн зам буюу байрлал юм. Дамжуулагч болон хүлээн авагчийн хоорондох суваг нь дамжуулагч/хүлээн авагч нь бие биетэйгээ харьцангуй тогтмол эсвэл хөдөлж байгаа эсэхээс хамааран цаг хугацаагаар өөрчлөгдөж эсвэл тогтмол байж болно.
Бүдгэрч байгаа зүйл юу вэ?
Дамжуулах орчин эсвэл замын өөрчлөлтөөс шалтгаалан хүлээн авсан дохионы чадлын цаг хугацааны хэлбэлзлийг бүдгэрэлт гэж нэрлэдэг. Бүдгэрэлт нь дээр дурдсанчлан янз бүрийн хүчин зүйлээс хамаарна. Тогтмол тохиолдолд бүдгэрэлт нь хур тунадас, аянга гэх мэт агаар мандлын нөхцөл байдлаас хамаарна. Хөдөлгөөнт тохиолдолд бүдгэрэлт нь зам дээрх цаг хугацааны хувьд харилцан адилгүй саад бэрхшээлээс хамаарна. Эдгээр саад бэрхшээлүүд нь дамжуулсан дохионд нарийн төвөгтэй дамжуулалтын нөлөө үзүүлдэг.
Зураг 1-т удаан бүдгэрэх болон хурдан бүдгэрэх төрлүүдийн далайц ба зайн графикийг харуулсан бөгөөд бид үүнийг дараа нь авч үзэх болно.
Бүдгэрэх төрлүүд
Сувагтай холбоотой янз бүрийн согог болон дамжуулагч/хүлээн авагчийн байрлалыг харгалзан үзвэл утасгүй холбооны систем дэх бүдгэрэлтийн төрлүүдийг дор дурдав.
➤Том хэмжээний бүдгэрэлт: Үүнд зам алдагдах болон сүүдэрлэх эффектүүд багтана.
➤Жижиг хэмжээний бүдгэрэлт: Энэ нь олон замын саатлын тархалт болон доплерийн тархалт гэсэн хоёр үндсэн ангилалд хуваагддаг. Олон замын саатлын тархалтыг хавтгай бүдгэрэлт болон давтамжийн сонгомол бүдгэрэлт гэж хуваадаг. Доплерийн тархалтыг хурдан бүдгэрэлт болон удаан бүдгэрэлт гэж хуваадаг.
➤Бүдгэрэх загварууд: Дээрх бүдгэрэх төрлүүдийг Rayleigh, Rician, Nakagami, Weibull гэх мэт янз бүрийн загвар эсвэл тархалтад хэрэгжүүлдэг.
Бидний мэдэж байгаагаар, бүдгэрэх дохио нь газраас болон түүний эргэн тойрон дахь барилга байгууламжаас тусах ойлт, мөн өргөн уудам талбайд байдаг мод, хүмүүс болон цамхгуудаас тархсан дохионоос үүдэлтэй байдаг. Бүдгэрэх хоёр төрөл байдаг бөгөөд энэ нь том хэмжээний бүдгэрэлт ба жижиг хэмжээний бүдгэрэлт юм.
1.) Том хэмжээний бүдгэрэлт
Дамжуулагч болон хүлээн авагчийн хооронд саад бэрхшээл үүсэх үед их хэмжээний бүдгэрэлт үүсдэг. Энэ төрлийн хөндлөнгийн оролцоо нь дохионы хүчийг мэдэгдэхүйц бууруулдаг. Учир нь цахилгаан соронзон долгион нь саад бэрхшээлээр сүүдэрлэж эсвэл хаагддаг. Энэ нь дохионы зайнаас их хэлбэлзэлтэй холбоотой юм.
1.a) Замын алдагдал
Чөлөөт орон зайн замын алдагдлыг дараах байдлаар илэрхийлж болно.
➤ Pt/Pr = {(4 * π * d)2/ λ2} = (4*π*f*d)2/c2
Хаана,
Pt = Дамжуулах чадал
Pr = Хүч хүлээн авах
λ = долгионы урт
d = дамжуулагч ба хүлээн авагч антенны хоорондох зай
c = гэрлийн хурд, өөрөөр хэлбэл 3 x 108
Энэ тэгшитгэлээс харахад дамжуулагч талаас хүлээн авагч тал руу дохио улам бүр том талбайд тархах тусам дамжуулсан дохио нь зайнаас сулардаг гэсэн үг юм.
1.b) Сүүдрийн эффект
• Энэ нь утасгүй холбоонд ажиглагддаг. Сүүдэрлэх гэдэг нь цахилгаан соронзон дохионы хүлээн авсан чадлын дундаж утгаас хазайлт юм.
• Энэ нь дамжуулагч болон хүлээн авагчийн хоорондох зам дээрх саад бэрхшээлийн үр дүн юм.
• Энэ нь газарзүйн байршил болон цахилгаан соронзон долгионы радио давтамжаас хамаарна.
2. Жижиг хэмжээний бүдгэрэлт
Бага хэмжээний бүдгэрэлт гэдэг нь маш богино зай болон богино хугацаанд хүлээн авсан дохионы хүч чадлын огцом хэлбэлзэлтэй холбоотой юм.
Үндэслэсэнолон замын саатлын тархалтЖижиг хэмжээний бүдгэрэлт гэдэг нь хавтгай бүдгэрэлт ба давтамжийн сонгомол бүдгэрэлт гэсэн хоёр төрөл байдаг. Эдгээр олон замын бүдгэрэлтийн төрлүүд нь тархалтын орчноос хамаардаг.
2.a) Хавтгай бүдгэрэх
Хэрэв утасгүй суваг нь дамжуулсан дохионы зурвасын өргөнөөс их зурвасын өргөн дээр тогтмол олшруулалттай ба шугаман фазын хариу үйлдэлтэй байвал түүнийг хавтгай бүдгэрэлттэй гэж нэрлэдэг.
Энэ төрлийн бүдгэрэлтэд хүлээн авсан дохионы бүх давтамжийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нэгэн зэрэг ижил харьцаагаар хэлбэлздэг. Үүнийг сонгомол бус бүдгэрэлт гэж нэрлэдэг.
• Дохио BW << Суваг BW
• Тэмдэгтийн хугацаа >> Хойшлуулах тархалт
Хавтгай бүдгэрэлтийн нөлөө нь SNR-ийн бууралт гэж тооцогддог. Эдгээр хавтгай бүдгэрэлтийн сувгуудыг далайцын өөрчлөлттэй суваг эсвэл нарийн зурвасын суваг гэж нэрлэдэг.
2.b) Давтамж Сонголтын бүдгэрэлт
Энэ нь радио дохионы янз бүрийн спектрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд өөр өөр далайцтайгаар нөлөөлдөг. Тиймээс сонгомол бүдгэрэлт гэж нэрлэгддэг.
• Дохионы BW > Сувгийн BW
• Тэмдэгтийн хугацаа < Саатлын тархалт
ҮндэслэсэнДопплер тархалтБүдгэрэлтийн хоёр төрөл байдаг: хурдан бүдгэрэлт ба удаан бүдгэрэлт. Эдгээр доплер тархалтын бүдгэрэлтийн төрлүүд нь хөдөлгөөнт хурд буюу дамжуулагчтай харьцуулахад хүлээн авагчийн хурдаас хамаарна.
2.c) Хурдан бүдгэрэх
Хурдан бүдгэрэх үзэгдлийг жижиг талбайд (өөрөөр хэлбэл зурвасын өргөн) дохионы огцом хэлбэлзлээр илэрхийлдэг. Дохио хавтгайн бүх чиглэлээс ирэхэд хөдөлгөөний бүх чиглэлд хурдан бүдгэрэх нь ажиглагдана.
Сувгийн импульсийн хариу урвал тэмдэгтийн хугацаанд маш хурдан өөрчлөгдөхөд хурдан бүдгэрэх тохиолдол гардаг.
• Доплерийн өндөр тархалт
• Тэмдэгтийн үе > Когерент хугацаа
• Дохионы өөрчлөлт < Сувгийн өөрчлөлт
Энэ параметрүүд нь доплерийн тархалтын улмаас давтамжийн тархалт эсвэл цаг хугацааны сонголтын бүдгэрэлтэд хүргэдэг. Хурдан бүдгэрэлт нь орон нутгийн объектуудын тусгал болон тэдгээр объектуудтай харьцангуй объектуудын хөдөлгөөний үр дүн юм.
Хурдан бүдгэрэх үед хүлээн авах дохио нь янз бүрийн гадаргуугаас ойсон олон тооны дохионуудын нийлбэр юм. Энэ дохио нь тэдгээрийн хоорондох харьцангуй фазын шилжилт дээр үндэслэн бүтээмжтэй эсвэл хор хөнөөлтэй байж болох олон дохионуудын нийлбэр буюу зөрүү юм. Фазын хамаарал нь хөдөлгөөний хурд, дамжуулалтын давтамж болон харьцангуй замын уртаас хамаарна.
Хурдан бүдгэрэх нь суурь зурвасын импульсийн хэлбэрийг гажуудуулдаг. Энэ гажуудал нь шугаман бөгөөд үүсгэдэг.ISI(Холбооны тэмдэг хоорондын хөндлөнгийн оролцоо). Дасан зохицох тэгшитгэл нь сувгаар өдөөгдсөн шугаман гажуудлыг арилгах замаар ISI-г бууруулдаг.
2.d) Удаан бүдгэрэх
Зам дээгүүр барилга байгууламж, толгод, уулс болон бусад зүйлсийн сүүдэр туссанаас болж аажмаар бүдгэрч байна.
• Доплерийн бага тархалт
• Тэмдэгтийн цэг <
• Дохионы өөрчлөлт >> Сувгийн өөрчлөлт
Бүдгэрэх загварууд эсвэл бүдгэрэх тархалтын хэрэгжилт
Бүдгэрэх загварууд эсвэл бүдгэрэх тархалтын хэрэгжилтэд Рэйлийн бүдгэрэлт, Рицианы бүдгэрэлт, Накагами бүдгэрэлт болон Вейбуллын бүдгэрэлт орно. Эдгээр сувгийн тархалт эсвэл загварууд нь бүдгэрэх профайлын шаардлагын дагуу суурь зурвасын өгөгдлийн дохионд бүдгэрэлтийг оруулахаар бүтээгдсэн.
Рэйли бүдгэрч байна
• Рэйли загварт дамжуулагч болон хүлээн авагчийн хооронд зөвхөн Харах Шугамын бус (NLOS) бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг симуляци хийдэг. Дамжуулагч болон хүлээн авагчийн хооронд LOS зам байхгүй гэж үздэг.
• MATLAB нь rayleigh сувгийн загварыг дуурайлган "rayleighchan" функцийг хангадаг.
• Хүч нь экспоненциал тархалттай байна.
• Фаз нь жигд тархсан бөгөөд далайцаас хамааралгүй байдаг. Энэ нь утасгүй холбоонд хамгийн их ашиглагддаг бүдгэрэлтийн төрөл юм.
Ричиан бүдгэрч байна
• Рики загварт Харах Шугам (LOS) болон Харах Шугам бус (NLOS) бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг дамжуулагч болон хүлээн авагчийн хооронд симуляци хийдэг.
• MATLAB нь Рисиан сувгийн загварыг дуурайлган "рисианчан" функцийг хангадаг.
Накагами бүдгэрч байна
Накагами бүдгэрэлтийн суваг нь хүлээн авсан дохио нь олон замын бүдгэрэлтэд ордог утасгүй холбооны сувгуудыг тодорхойлоход ашигладаг статистик загвар юм. Энэ нь хот суурин газар эсвэл хотын захын хороолол гэх мэт дунд болон хүнд хэлбэрийн бүдгэрэлттэй орчныг илэрхийлдэг. Дараах тэгшитгэлийг Накагами бүдгэрэлтийн сувгийн загварыг дуурайлган хийхэд ашиглаж болно.
• Энэ тохиолдолд бид h = r*e гэж тэмдэглэнэjΦмөн Φ өнцөг нь [-π, π] дээр жигд тархсан байна.
• r болон Φ хувьсагчдыг харилцан хамааралгүй гэж үзнэ.
• Накагами pdf файлыг дээрх шиг илэрхийлсэн.
• Накагами pdf файлд, 2σ2= E{r2}, Γ(.) нь Гамма функц бөгөөд k >= (1/2) нь бүдгэрч буй тоо (нэмэгдсэн Гауссын санамсаргүй хувьсагчдын тоотой холбоотой чөлөөний зэрэг).
• Үүнийг анх хэмжилт дээр үндэслэн туршилтын аргаар боловсруулсан.
• Агшин зуурын хүлээн авах чадлыг Гамма тархалттайгаар илэрхийлнэ. • k = 1 үед Рэйли = Накагами
Вейбулл бүдгэрч байна
Энэ суваг нь утасгүй холбооны сувгийг тодорхойлоход ашигладаг өөр нэг статистик загвар юм. Вейбулл бүдгэрэлтийн суваг нь сул болон хүнд бүдгэрэлт зэрэг янз бүрийн бүдгэрэлтийн нөхцөлтэй орчныг төлөөлөхөд түгээмэл хэрэглэгддэг.
Хаана,
2σ2= E{r2}
• Вейбулл тархалт нь Рэйлийн тархалтын өөр нэг ерөнхийлөл юм.
• X ба Y нь iid тэг дундаж Гауссын хувьсагч байх үед R-ийн бүрхүүл = (X2+ Y2)1/2Рэйли тархсан байна. • Гэсэн хэдий ч дугтуйг R = (X гэж тодорхойлсон2+ Y2)1/2, мөн харгалзах pdf (цахилгаан түгээлтийн профайл) нь Weibull тархсан байна.
• Вейбуллын бүдгэрэлтийн загварыг дуурайлган дараах тэгшитгэлийг ашиглаж болно.
Энэ хуудсанд бид бүдгэрэлтийн суваг гэж юу вэ, түүний төрөл, бүдгэрэлтийн загварууд, тэдгээрийн хэрэглээ, үүрэг гэх мэт бүдгэрэлтийн талаар янз бүрийн сэдвүүдийг авч үзсэн. Энэ хуудсан дээрх мэдээллийг ашиглан жижиг хэмжээний бүдгэрэлт ба том хэмжээний бүдгэрэлтийн ялгаа, хавтгай бүдгэрэлт ба давтамжийн сонгомол бүдгэрэлтийн ялгаа, хурдан бүдгэрэлт ба удаан бүдгэрэлтийн ялгаа, рэйли бүдгэрэлт ба рициан бүдгэрэлтийн ялгаа гэх мэтийг харьцуулж, ялгаж болно.
E-mail:info@rf-miso.com
Утас: 0086-028-82695327
Вэбсайт: www.rf-miso.com
Нийтэлсэн цаг: 2023 оны 8-р сарын 14
