Zmanjševanje števila signalov brezžičnega kanalaje sprememba amplitude, faze ali moči sprejetega signala, ki jo povzročijo spremembe v poti širjenja. Lahko zmanjša rob povezave, popači širokopasovne signale in oteži reprodukcijo RF meritev. Razumevanje vrste bledenja, ki je prisotno v sistemu, pomaga inženirjem pri izbiri ustreznih anten, preskusnih metod in tehnik blaženja.
Ta priročnik pojasnjuje bledenje signala v velikem in majhnem obsegu, ravne in frekvenčno selektivne kanale, počasno in hitro bledenje signala ter najpogostejše statistične modele kanalov. Prikazuje tudi, kako vzorec antene, polarizacija in geometrija testa vplivajo na praktične meritve bledenja signala.
Kaj je bledenje brezžičnega kanala?
Radijski signal le redko doseže sprejemnik samo po eni idealni poti. Stavbe, teren, vozila, oprema in drugi predmeti lahko blokirajo, odbijajo, lomijo ali razpršijo elektromagnetne valove. Več kopij istega signala lahko zato prispe z različnimi zakasnitvami, amplitudami, fazami in koti prihoda. Njihova kombinacija je lahko konstruktivna na eni lokaciji ali frekvenci in destruktivna na drugi.
Pojemanje signala se razlikuje od deterministične izgube signala v prostem prostoru. Izguba signala opisuje splošno zmanjšanje moči z naraščanjem razdalje in frekvence, medtem ko pojemanje signala opisuje dodatne spremembe okoli tega povprečja. Inženirji običajno razvrščajo pojemanje signala na podlagi dveh neodvisnih osi: prostorske lestvice in selektivnosti kanala.
Slika 1.Počasne in hitre spremembe v ravni sprejetega signala ponazarjajo različne lestvice časa bledenja ali razdalje.
Kako je razvrščeno brezžično bledenje
Obsežno bledenjeopisuje postopne spremembe na relativno dolgih razdaljah, predvsem zaradi sprememb izgube poti in senčenja.Majhno bledenjeopisuje hitre spremembe na kratkih razdaljah ali v kratkih časovnih intervalih zaradi večpotja in gibanja.
Majhno bledenje lahko nato glede na razpršenost zakasnitve razvrstimo kot ravno ali frekvenčno selektivno, glede na Dopplerjevo razpršenost pa kot počasno ali hitro. To so ločene razvrstitve: kanal je lahko raven in hiter, raven in počasen, frekvenčno selektiven in hiter ali frekvenčno selektiven in počasen.
Obsežno bledenje: izguba poti in senčenje
Trend izgub poti
Izguba na poti je povprečno zmanjšanje sprejete moči z razdaljo širjenja. V neoviranem prostem prostoru je izguba povezana z valovno dolžino in razdaljo. V resničnih okoljih so odvisni teren, nered, atmosferski vplivi in višina antene, zato praktični proračuni za povezave običajno uporabljajo model širjenja, ki ustreza scenariju uvedbe.
Bledenje sence
Senčenje se pojavi, ko veliki predmeti delno ali v celoti ovirajo neposredno pot širjenja. Stavbe, hribi, stroji in karoserije vozil lahko povzročijo relativno počasne spremembe v sprejemni ravni, ko se spreminja oddajnik, sprejemnik ali okolica. Bledenje sence je pogosto statistično predstavljeno okoli lokalne povprečne izgube poti.
Majhno bledenje: večpotje in gibanje
Ravno bledenje v primerjavi s frekvenčno selektivnim bledenjem
Kanal je približnoravno bledenjeko je njegova koherenčna pasovna širina širša od zasedene pasovne širine signala. Kanal nato spremeni amplitudo in fazo signala, ne da bi pri tem močno preoblikoval svoj spekter.
Kanal postanefrekvenčno selektivenko je pasovna širina signala velika v primerjavi s pasovno širino koherence. Različne spektralne komponente imajo različno ojačanje in fazo. Osnovni vzrok je razločljivo večpotno širjenje zakasnitve, ki lahko povzroči medsimbolne motnje v digitalnih povezavah.
Počasno bledenje v primerjavi s hitrim bledenjem
Počasno bledenjepomeni, da se kanal med ustreznim signalnim intervalom le malo spremeni.Hitro bledenjepomeni, da se kanal v tem intervalu bistveno spremeni. Relativno gibanje med oddajnikom, sprejemnikom in okoliškimi razpršilniki povzroči Dopplerjev premik in skrajša čas koherence kanala.
| Klasifikacija | Primerjava ključev | Tipičen učinek |
|---|---|---|
| Plosko bledenje | Pasovna širina signala je manjša od pasovne širine koherence | Široka amplitudna in fazna variacija po celotnem signalu |
| Frekvenčno selektiven | Pasovna širina signala je večja od pasovne širine koherence | Spektralno popačenje in morebitna interferenca med simboli |
| Počasno bledenje | Čas koherence je dolg glede na signalni interval | Postopna sprememba na ravni povezave |
| Hitro bledenje | Čas koherence je kratek glede na signalni interval | Hitre spremembe in okvara, povezana z Dopplerjevim prikazom |
Pogosti statistični modeli bledenja
- Rayleighovo bledenje:pogosto se uporablja, kadar ni prisotna nobena dominantna komponenta v vidnem polju in sprejeti signal tvori veliko razpršenih komponent.
- Riciansko bledenje:vključuje dominantno komponento skupaj z razpršenimi večpotnimi komponentami. Rician K-faktor izraža razmerje moči med dominantno in difuzno komponento.
- Nakagamijev bledi:fleksibilna empirična porazdelitev, ki lahko s svojim parametrom oblike predstavlja vrsto stopenj bledenja.
- Weibullovo bledenje:druga prilagodljiva statistična porazdelitev, ki se uporablja za izbrana izmerjena okolja širjenja.
Izbira modela mora temeljiti na dejanskem okolju, frekvenci, mobilnosti, konfiguraciji antene in merilnih podatkih. Sodobni delovni tokovi MATLAB uporabljajo objekte, kot socomm.RayleighChannelincomm.RicianChannelnamesto zastarelih funkcij, omenjenih v prejšnji različici tega članka.
Slika 3.Statistične porazdelitve ovojnice zagotavljajo kompaktne modele za izmerjeno obnašanje bledenja.
Kako bledenje vpliva na delovanje RF sistema
Pojemanje signala lahko zmanjša sprejeto moč, zniža razmerje signal/šum, poveča stopnjo napak in prekine radijsko povezavo. Frekvenčno selektivno pojemanje signala lahko popači tudi širokopasovne valovne oblike, medtem ko lahko hitre Dopplerjeve spremembe otežijo oceno kanala.
Med pogoste metode blaženja spadajo:
- zadostna marža povezave in samodejni nadzor ojačanja;
- časovna, frekvenčna, prostorska ali polarizacijska raznolikost;
- izenačevanje in načrtovanje večnosilne valovne oblike;
- kodiranje kanalov, prepletanje in prilagodljiva modulacija;
- MIMO obdelava in krmiljenje žarka;
- skrbna postavitev antene, izbira vzorca in nadzor polarizacije.
Nobena posamezna tehnika ne odpravi vseh mehanizmov bledenja signala. Pravilen pristop je odvisen od statistike kanala, zasedene pasovne širine, mobilnosti, zahtev pokritosti in sprejemljive verjetnosti izpada.
Slika 4.Izmerjeni podatki bi morali določiti, ali je statistična porazdelitev primerna za določen kanal.
Izbira antene za preizkuse sondiranja in bledenja kanalov
Antena sama ne ustvari propagacijskega kanala, vendar močno vpliva na to, katere poti in polarizacije se oddajajo ali sprejemajo. Ojačanje, širina snopa, sevalni vzorec, čistost polarizacije, fazna stabilnost in geometrija montaže lahko vplivajo na izmerjeno delovanje kanala.
Za ponovljive meritve kanalov ali bledenja dokumentirajte:
- celotno frekvenčno območje in trenutna merilna pasovna širina;
- ojačanje antene in širina snopa glede na frekvenco;
- zahteve za linearno, dvojno linearno ali krožno polarizacijo;
- višina antene, orientacija, razmik in okoliške strukture;
- RF konektor, izguba kabla in referenčna ravnina za kalibracijo;
- gibanje oddajnika, sprejemnika in razpršilnika;
- razpon zakasnitve, Dopplerjev razpon in zahtevani dinamični razpon.
Možnosti antene RF MISO
RF MISO načrtuje in dobavlja RF in mikrovalovne antene za laboratorijska, terenska in sistemsko integracijska dela. Glede na zahtevano pokritost in geometrijo meritev lahko inženirji upoštevajoširokopasovne rogovne anteneza usmerjene širokopasovne meritve,logaritemsko-periodične anteneza široko frekvenčno pokritost alivsesmerne anteneza izbrane študije pokritosti in širjenja.
Preglejte podatkovni list trenutnega modela za frekvenčno območje, ojačanje, polarizacijo, VSWR, konektor in mehanske dimenzije. Za izbiro glede na aplikacijo delite testni pas, pasovno širino, zahtevani vzorec, polarizacijo, omejitve montaže in merilno okolje z ekipo RF MISO.
Pogovorite se o svojih zahtevah glede meritev RF
RF MISO lahko pomaga pri prepoznavanju možnosti anten za sondiranje kanalov, študije širjenja, vrednotenje brezžičnih sistemov in s tem povezane RF meritve.
Raziščite zmogljivosti testiranja anten|Kontaktirajte RF MISO
Reference in nadaljnje branje
Čas objave: 14. avg. 2023
