Verblenden vun de drahtlose Kanälass d'Variatioun vun der Amplitude, Phas oder der Leeschtung vum empfaangenen Signal, déi duerch Ännerungen am Ausbreedungswee verursaacht gëtt. Et kann d'Linkmarge reduzéieren, Breetbandsignaler verzerren an d'Reproduzéierung vu RF-Miessunge schwéier maachen. D'Verständnis vun der Aart vu Verschwannen, déi an engem System präsent ass, hëlleft Ingenieuren, déi passend Antennen, Testmethoden a Mitigatiounstechniken ze wielen.
Dëse Guide erkläert grouss- a klengskaleg Fading, flaach a frequenzselektiv Kanäl, lues a séier Fading, an déi heefegst statistesch Kanalmodeller. Et weist och, wéi Antennemuster, Polarisatioun an Testgeometrie praktesch Fadingmiessunge beaflossen.
Wat ass drahtlos Kanalfading?
E Radiosignal erreecht en Empfänger selten iwwer nëmmen ee ideale Wee. Gebaier, Terrain, Gefierer, Ausrüstung an aner Objeten kënnen elektromagnetesch Wellen blockéieren, reflektéieren, diffraktéieren oder streien. Verschidde Kopie vum selwechte Signal kënnen dofir mat verschiddene Verspéidungen, Amplituden, Phasen an Ukënftswénkelen ukommen. Hir Kombinatioun kann op enger Plaz oder Frequenz konstruktiv an op enger anerer destruktiv sinn.
Fading ass anescht wéi deterministesche Fräiraumweeverloscht. Weeverloscht beschreift déi allgemeng Reduktioun vun der Leeschtung wann d'Distanz an d'Frequenz zouhuelen, während Fading zousätzlech Variatioun ronderëm dësen Duerchschnëtt beschreift. Ingenieuren klassifizéieren normalerweis Fading op zwou onofhängegen Achsen: raimlech Skala a Kanalselektivitéit.
Figur 1.Lues a séier Schwankungen am empfaangenen Signalniveau illustréieren ënnerschiddlech Ausschwächungszäiten oder Distanzskalaen.
Wéi drahtlos Fading klasséiert gëtt
Groussflächlech Verblendungbeschreift graduell Ännerungen iwwer relativ laang Distanzen, haaptsächlech duerch Variatioun duerch Weeverloscht a Schatten.Klengskaleg Verblendungbeschreift séier Ännerungen iwwer kuerz Distanzen oder kuerz Zäitintervaller wéinst Multipath a Bewegung.
Klengskaleg Ausbläichung kann dann duerch Verzögerungsausbreedung als flaach oder frequenzselektiv klasséiert ginn, an duerch Dopplerausbreedung als lues oder séier. Dëst sinn separat Klassifikatiounen: e Kanal kann flaach a séier, flaach a lues, frequenzselektiv a séier oder frequenzselektiv a lues sinn.
Groussskaleg Ausblutung: Weeverloscht a Schied
Trend vum Weeverloscht
De Weeverloscht ass déi duerchschnëttlech Reduktioun vun der empfaangener Leeschtung mat der Ausbreedungsdistanz. Am fräie Raum hänkt de Verloscht mat der Wellelängt an der Distanz zesummen. Real Ëmfeld addéieren Terrain, Onrou, atmosphäresch Effekter an Ofhängegkeete vun der Antennhéicht, dofir benotzen praktesch Linkbudgeten normalerweis e Verbreedungsmodell, dat dem Asazszenario entsprécht.
Schiedverschwannen
Schiedbildung geschitt wann grouss Objeten de direkten Ausbreedungswee deelweis oder komplett blockéieren. Gebaier, Hiwwelen, Maschinnen a Karosserie kënnen relativ lues Ännerungen am Empfangsniveau produzéieren, wa sech den Sender, den Empfänger oder d'Ëmgéigend ännert. Schiedbildung gëtt dacks statistesch ronderëm de lokale mëttleren Weeverloscht duergestallt.
Klengskaleg Fading: Multipath a Bewegung
Flaach Fading vs. frequenzselektiv Fading
E Kanal ass ongeféierflaach Verblendungwann seng Kohärenzbandbreet méi breet ass wéi déi besat Signalbandbreet. De Kanal ännert dann d'Signalamplitude a Phas ouni säi Spektrum staark nei ze gestalten.
E Kanal gëttFrequenzselektivwann d'Signalbandbreet am Verglach mat der Kohärenzbandbreet grouss ass. Verschidde Spektralkomponenten erliewen ënnerschiddlech Verstärkungen a Phasen. Déi ënnergräifend Ursaach ass eng opléisbar Multipath-Verzögerungsverbreedung, déi Intersymbolinterferenzen an digitale Verbindungen verursaache kann.
Lues Ausbleechen vs. séier Ausbleechen
Lues Verblendungbedeit datt de Kanal während dem jeeweilege Signalintervall wéineg ännert.Schnell Verblendungheescht, datt de Kanal sech iwwer dësen Intervall däitlech ännert. Relativ Bewegung tëscht dem Sender, dem Empfänger an den ëmleiende Streierelementer produzéiert Dopplerverschiebungen a verkierzt d'Kohärenzzäit vum Kanal.
| Klassifikatioun | Schlësselvergläich | Typesch Wierkung |
|---|---|---|
| Flaach Ausbleechung | Signalbandbreet ass méi kleng wéi Kohärenzbandbreet | Breet Amplitude- a Phasenvariatioun iwwer de ganze Signal |
| Frequenzselektiv | Signalbandbreet ass méi grouss wéi Kohärenzbandbreet | Spektral Verzerrung a méiglech Intersymbolinterferenz |
| Lues Verblendung | D'Kohärenzzäit ass laang am Verhältnes zum Signalintervall | Graduell Variatioun op Linkniveau |
| Schnell Verblendung | D'Kohärenzzäit ass kuerz am Verhältnes zum Signalintervall | Schnell Variatioun a Doppler-bezogen Behënnerung |
Gemeinsam statistesch Fade-Modeller
- Rayleigh-Fading:gëtt dacks benotzt, wann keng eenzeg dominant Siichtlinnkomponent präsent ass an den empfaangen Signal aus ville verstreeten Komponenten geformt gëtt.
- Ricesch Verblendung:enthält eng dominant Komponent zesumme mat verstreeten Multipath-Komponenten. De Ricesche K-Faktor dréckt d'Potenzverhältnis tëscht den dominanten an diffusen Komponenten aus.
- Nakagami Verblendung:eng flexibel empiresch Verdeelung, déi eng Palette vu Verschwächungsgraden duerch hire Formparameter representéiere kann.
- Weibull-Ausblendung:eng aner anpassungsfäeg statistesch Verdeelung, déi fir ausgewielte gemoossene Propagatiounsëmfeld benotzt gëtt.
D'Modellwiel muss op der tatsächlecher Ëmwelt, der Frequenz, der Mobilitéit, der Antennekonfiguratioun an de Miessdaten baséieren. Modern MATLAB-Workflows benotzen Objeten wéi z.B.comm.RayleighChannelancomm.RicianChannelamplaz vun den veralteten Funktiounen, op déi an der viregter Versioun vun dësem Artikel higewisen gouf.
Figur 3.Statistesch Enveloppeverdeelungen bidden kompakt Modeller fir gemoossent Ausbleechverhalen.
Wéi Fading d'Leeschtung vun der RF-System beaflosst
Fading kann d'empfaangen Leeschtung reduzéieren, d'Signal-Rausch-Verhältnis erofsetzen, d'Feelerquote erhéijen an eng Radioverbindung ënnerbriechen. Frequenzselektiv Fading kann och Breetbandwellenformen verzerren, während séier Doppler-Variatioun d'Kanalschätzung méi schwéier maache kann.
Déi üblech Mitigatiounsmethoden enthalen:
- ausreechend Linkmarge a automatesch Gain-Kontroll;
- Zäit-, Frequenz-, raimlecher oder Polarisatiounsdiversitéit;
- Ausgläichung a Multicarrier-Wellenformdesign;
- Kanalcodéierung, Interleaving an adaptiv Modulatioun;
- MIMO-Veraarbechtung a Beamsteierung;
- virsiichteg Antennenplacement, Musterauswiel a Polarisatiounskontroll.
Keng eenzeg Technik eliminéiert all Fade-Mechanismus. Déi richteg Approche hänkt vun de Kanalstatistiken, der besater Bandbreet, der Mobilitéit, den Ofdeckungsufuerderungen an der akzeptabler Ausfallwahrscheinlechkeet of.
Figur 4.Gemoossen Donnéeë sollten bestëmmen, ob eng statistesch Verdeelung fir e spezifesche Kanal passend ass.
Antenneauswiel fir Kanal-Sounding- a Fading-Tester
Eng Antenn erstellt de Propagatiounskanal net eleng, awer si beaflosst staark, wéi eng Weeër a Polarisatiounen iwwerdroe oder empfaange ginn. Gewënn, Strahlbreet, Stralungsmuster, Polarisatiounsreinheet, Phasestabilitéit a Montagegeometrie kënnen all dat gemoossent Kanalverhalen beaflossen.
Fir widderhuelbar Kanal- oder Fade-Miessungen, dokumentéiert:
- de komplette Frequenzberäich an déi direkt Miessbandbreet;
- Antenneverstärkung a Strahlbreet iwwer d'Frequenz;
- Ufuerderunge fir linear, duallinear oder zirkulär Polarisatioun;
- Antennhéicht, Orientéierung, Ofstand an ëmleiend Strukturen;
- RF-Stecker, Kabelverloscht a Kalibrierungsreferenzfläch;
- Bewegung vum Sender, Empfänger a Streier;
- Verzögerungsausbreedung, Doppler-Ausbreedung an erfuerderlechen dynamesche Beräich.
RF MISO Antennenoptiounen
RF MISO entwéckelt a liwwert HF- an Mikrowellenantennen fir Labor-, Feld- a Systemintegratiounsaarbechten. Ofhängeg vun der erfuerderlecher Ofdeckung an der Miessgeometrie kënnen Ingenieuren ... berécksiichtegenBreitband-Hornantennenfir direktional Breetbandmiessungen,log-periodesch Antennenfir eng breet Frequenzofdeckung, oderomnidirektional Antennenfir ausgewielte Ofdeckungs- a Verbreedungsstudien.
Iwwerpréift dat aktuellt Modelldatenblat fir Frequenzberäich, Verstärkung, Polarisatioun, VSWR, Stecker an mechanesch Dimensiounen. Fir eng applicatiounsspezifesch Auswiel, deelt den Testband, d'Bandbreet, dat erfuerderlecht Muster, d'Polarisatioun, d'Montagebeschränkungen an d'Miessëmfeld mam RF MISO Team.
Diskutéiert Är RF-Miessungsufuerderung
RF MISO kann hëllefen, Antennenoptioune fir Kanalsonding, Ausbreedungsstudien, Evaluatioun vu drahtlose Systemer a verwandte RF-Miessungen z'identifizéieren.
Entdeckt d'Méiglechkeeten vun der Antennentestung|Kontakt RF MISO
Referenzen a weider Liesmaterial
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 14. August 2023
