Draadlose kanaalvervaagis die variasie van ontvangde seinamplitude, fase of krag wat veroorsaak word deur veranderinge in die voortplantingspad. Dit kan die skakelmarge verminder, breëbandseine verdraai en RF-metings moeilik maak om te reproduseer. Om die tipe vervaaging in 'n stelsel te verstaan, help ingenieurs om gepaste antennas, toetsmetodes en versagtingstegnieke te kies.
Hierdie gids verduidelik grootskaalse en kleinskaalse vervaag, plat en frekwensie-selektiewe kanale, stadige en vinnige vervaag, en die mees algemene statistiese kanaalmodelle. Dit wys ook hoe antennapatroon, polarisasie en toetsgeometrie praktiese vervaagmetings beïnvloed.
Wat is draadlose kanaalvervaag?
'n Radiosein bereik selde 'n ontvanger deur slegs een ideale pad. Geboue, terrein, voertuie, toerusting en ander voorwerpe kan elektromagnetiese golwe blokkeer, reflekteer, diffrakteer of verstrooi. Verskeie kopieë van dieselfde sein kan dus met verskillende vertragings, amplitudes, fases en aankomshoeke aankom. Hul kombinasie kan konstruktief wees op een plek of frekwensie en destruktief op 'n ander.
Vervaaging verskil van deterministiese vryeruimte-padverlies. Padverlies beskryf die algemene vermindering in krag soos afstand en frekwensie toeneem, terwyl vervaaging addisionele variasie rondom daardie gemiddelde beskryf. Ingenieurs klassifiseer gewoonlik vervaaging op twee onafhanklike asse: ruimtelike skaal en kanaalselektiwiteit.
Figuur 1.Stadige en vinnige variasies in ontvangde seinvlak illustreer verskillende vervaagtyd- of afstandskale.
Hoe draadlose vervaag word geklassifiseer
Grootskaalse vervaagbeskryf geleidelike veranderinge oor relatief lang afstande, hoofsaaklik as gevolg van padverliesvariasie en skaduwee.Kleinskaalse vervaagbeskryf vinnige veranderinge oor kort afstande of kort tydsintervalle as gevolg van multipad en beweging.
Kleinskaalse vervaag kan dan geklassifiseer word volgens vertragingsverspreiding as plat of frekwensie-selektief, en volgens Doppler-verspreiding as stadig of vinnig. Hierdie is afsonderlike klassifikasies: 'n kanaal kan plat en vinnig, plat en stadig, frekwensie-selektief en vinnig, of frekwensie-selektief en stadig wees.
Grootskaalse Vervaag: Padverlies en Skaduwing
Padverlies-tendens
Padverlies is die gemiddelde vermindering in ontvangde krag met voortplantingsafstand. In onbelemmerde vrye ruimte hou die verlies verband met golflengte en afstand. Werklike omgewings voeg terrein, rommel, atmosferiese effekte en antenna-hoogte afhanklikhede by, daarom gebruik praktiese skakelbegrotings gewoonlik 'n voortplantingsmodel wat geskik is vir die ontplooiingsscenario.
Skaduwee vervaag
Skaduvorming vind plaas wanneer groot voorwerpe die direkte voortplantingspad gedeeltelik of heeltemal belemmer. Geboue, heuwels, masjinerie en voertuigbakke kan relatief stadige veranderinge in ontvangste vlak veroorsaak soos die sender, ontvanger of omliggende omgewing verander. Skaduvervaaging word dikwels statisties rondom die plaaslike gemiddelde padverlies voorgestel.
Kleinskaalse Vervaag: Multipad en Beweging
Plat vervaag teenoor frekwensie-selektiewe vervaag
'n Kanaal is ongeveerplat vervaagwanneer die koherensiebandwydte wyer is as die beset seinbandwydte. Die kanaal verander dan die seinamplitude en -fase sonder om die spektrum sterk te hervorm.
'n Kanaal wordfrekwensie selektiefwanneer die seinbandwydte groot is in vergelyking met die koherensiebandwydte. Verskillende spektrale komponente ervaar verskillende versterking en fase. Die onderliggende oorsaak is oplosbare multipadvertragingsverspreiding, wat intersimboolinterferensie in digitale skakels kan veroorsaak.
Stadige vervaag teenoor vinnige vervaag
Stadige vervaagbeteken dat die kanaal min verander gedurende die relevante seininterval.Vinnige vervaagbeteken dat die kanaal aansienlik oor daardie interval verander. Relatiewe beweging tussen die sender, ontvanger en omliggende verstrooiers veroorsaak Doppler-verskuiwings en verkort kanaalkoherensietyd.
| Klassifikasie | Sleutelvergelyking | Tipiese effek |
|---|---|---|
| Plat vervaag | Seinbandwydte is kleiner as koherensiebandwydte | Breë amplitude- en fasevariasie oor die hele sein |
| Frekwensie selektief | Seinbandwydte is groter as koherensiebandwydte | Spektrale vervorming en moontlike intersimbool-interferensie |
| Stadige vervaag | Koherensietyd is lank relatief tot die seininterval | Geleidelike skakelvlakvariasie |
| Vinnige vervaag | Koherensietyd is kort relatief tot die seininterval | Vinnige variasie en Doppler-verwante verswakking |
Algemene statistiese vervaagmodelle
- Rayleigh-vervaaging:algemeen gebruik wanneer geen enkele dominante siglynkomponent teenwoordig is nie en die ontvangde sein deur baie verspreide komponente gevorm word.
- Ricaanse vervaag:sluit 'n dominante komponent saam met verspreide multipadkomponente in. Die Riciaanse K-faktor druk die magsverhouding tussen die dominante en diffuse komponente uit.
- Nakagami-vervaag:'n Buigsame empiriese verspreiding wat 'n reeks vervaagingsernste deur sy vormparameter kan verteenwoordig.
- Weibull-vervaaging:'n ander aanpasbare statistiese verspreiding wat gebruik word vir geselekteerde gemete voortplantingsomgewings.
Modelkeuse moet gebaseer wees op die werklike omgewing, frekwensie, mobiliteit, antennakonfigurasie en meetdata. Moderne MATLAB-werkvloei gebruik objekte sooskomm.RayleighChannelenkomm.Riciaanse Kanaaleerder as die verouderde funksies waarna in die vorige weergawe van hierdie artikel verwys word.
Figuur 3.Statistiese omhullendeverspreidings bied kompakte modelle vir gemete vervaaggedrag.
Hoe Vervaaging RF-stelselprestasie beïnvloed
Vervaag kan ontvangde krag verminder, sein-tot-ruisverhouding verlaag, foutkoers verhoog en 'n radioverbinding onderbreek. Frekwensie-selektiewe vervaag kan ook wyebandgolfvorms verdraai, terwyl vinnige Doppler-variasie kanaalberaming moeiliker kan maak.
Algemene versagtingsmetodes sluit in:
- voldoende skakelmarge en outomatiese winsbeheer;
- tyd-, frekwensie-, ruimtelike of polarisasiediversiteit;
- gelykmaking en multidraergolfvormontwerp;
- kanaalkodering, interleaving en aanpasbare modulasie;
- MIMO-verwerking en straalstuuring;
- noukeurige antennaplasing, patroonkeuse en polarisasiebeheer.
Geen enkele tegniek elimineer elke vervaagmeganisme nie. Die korrekte benadering hang af van kanaalstatistieke, beset bandwydte, mobiliteit, dekkingvereistes en aanvaarbare onderbrekingswaarskynlikheid.
Figuur 4.Gemete data behoort te bepaal of 'n statistiese verspreiding gepas is vir 'n spesifieke kanaal.
Antennekeuse vir kanaalklank- en vervaagtoetse
'n Antenna skep nie self die voortplantingskanaal nie, maar dit beïnvloed sterk watter paaie en polarisasies oorgedra of ontvang word. Wins, straalwydte, stralingspatroon, polarisasie-suiwerheid, fasestabiliteit en monteringsgeometrie kan alles die gemete kanaalgedrag beïnvloed.
Vir herhaalbare kanaal- of vervaagmetings, dokumenteer:
- die volledige frekwensiebereik en oombliklike metingsbandwydte;
- antennawins en straalwydte oor frekwensie;
- lineêre, dubbel-lineêre of sirkelvormige polarisasievereistes;
- antennahoogte, oriëntasie, spasiëring en omliggende strukture;
- RF-konnektor, kabelverlies en kalibrasieverwysingsvlak;
- sender-, ontvanger- en verstrooierbeweging;
- vertragingsverspreiding, Doppler-verspreiding en vereiste dinamiese omvang.
RF MISO antenna opsies
RF MISO ontwerp en verskaf RF- en mikrogolfantennas vir laboratorium-, veld- en stelselintegrasiewerk. Afhangende van die vereiste dekking en meetgeometrie, kan ingenieurs oorweegbreëband horing antennasvir rigtingswyebandmetings,log-periodiese antennasvir breë frekwensiedekking, ofomnidirektiewe antennasvir geselekteerde dekking- en voortplantingsstudies.
Hersien die huidige modeldatablad vir frekwensiebereik, versterking, polarisasie, VSWR, konnektor en meganiese afmetings. Vir toepassingspesifieke seleksie, deel die toetsband, bandwydte, vereiste patroon, polarisasie, monteringsbeperkings en meetomgewing met die RF MISO-span.
Bespreek u RF-metingsvereiste
RF MISO kan help om antenna-opsies vir kanaalpeiling, voortplantingsstudies, evaluering van draadlose stelsels en verwante RF-metings te identifiseer.
Verwysings en Verdere Leeswerk
Plasingstyd: 14 Augustus 2023
