वायरलेस संचार में फीकेपन की मूल बातें और प्रकार

विभिन्न चैनल संबंधी कमियों और ट्रांसमीटर/रिसीवर की स्थिति को ध्यान में रखते हुए, वायरलेस संचार प्रणाली में फीडिंग के प्रकार निम्नलिखित हैं।
➤बड़े पैमाने पर लुप्त होना: इसमें पथ हानि और छाया प्रभाव शामिल हैं।
➤छोटे पैमाने पर फीकेपन: इसे दो मुख्य श्रेणियों में विभाजित किया गया है, जैसे मल्टीपाथ देरी प्रसार और डॉपलर प्रसार। मल्टीपाथ देरी प्रसार को आगे फ्लैट फीकेपन और आवृत्ति चयनात्मक फीकेपन में विभाजित किया गया है। डॉपलर प्रसार को तेज़ फीकेपन और धीमी फीकेपन में विभाजित किया गया है।
➤लुप्त होती मॉडल: उपरोक्त लुप्त होती प्रकार विभिन्न मॉडलों या वितरणों में कार्यान्वित किए जाते हैं जिनमें रेले, रिशियन, नाकागामी, वेइबुल आदि शामिल हैं।

जैसा कि हम जानते हैं, सिग्नल का लुप्त होना ज़मीन और आस-पास की इमारतों से परावर्तन के साथ-साथ बड़े क्षेत्र में मौजूद पेड़ों, लोगों और टावरों से बिखरे सिग्नल के कारण होता है। लुप्त होने के दो प्रकार हैं: बड़े पैमाने पर लुप्त होना और छोटे पैमाने पर लुप्त होना।

1.) बड़े पैमाने पर लुप्त होना

बड़े पैमाने पर फीकी तब पड़ती है जब ट्रांसमीटर और रिसीवर के बीच कोई बाधा आ जाती है। इस तरह के हस्तक्षेप से सिग्नल की ताकत में काफी कमी आती है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि EM तरंग बाधा से ढक जाती है या अवरुद्ध हो जाती है। यह दूरी पर सिग्नल के बड़े उतार-चढ़ाव से संबंधित है।

1.a) पथ हानि

मुक्त स्थान पथ हानि को निम्न प्रकार व्यक्त किया जा सकता है।
➤ पीटी/पीआर = {(4 * π * डी)²/ λ²} = (4*π*f*d)²/c²
कहाँ,
Pt = संचारित शक्ति
Pr = प्राप्त शक्ति
λ = तरंगदैर्घ्य
d = प्रेषण और प्राप्तकर्ता एंटीना के बीच की दूरी
c = प्रकाश की गति यानि 3 x 10⁸

समीकरण से यह तात्पर्य निकलता है कि प्रेषित संकेत दूरी के साथ क्षीण होता जाता है, क्योंकि संकेत प्रेषित छोर से प्राप्त छोर की ओर बड़े क्षेत्र में फैलता जाता है।

1.बी) छाया प्रभाव

• यह वायरलेस संचार में देखा जाता है। शैडोइंग EM सिग्नल की प्राप्त शक्ति का औसत मान से विचलन है।
• यह ट्रांसमीटर और रिसीवर के बीच मार्ग में आने वाली बाधाओं का परिणाम है।
• यह भौगोलिक स्थिति के साथ-साथ ईएम (इलेक्ट्रोमैग्नेटिक) तरंगों की रेडियो आवृत्ति पर भी निर्भर करता है।

2. छोटे पैमाने पर लुप्त होना

छोटे पैमाने पर फीकेपन का संबंध बहुत कम दूरी और कम समय अवधि में प्राप्त सिग्नल की शक्ति में तेजी से उतार-चढ़ाव से है।

पर आधारितबहुपथ विलंब प्रसारछोटे पैमाने पर फीकेपन के दो प्रकार हैं, फ्लैट फीकेपन और आवृत्ति चयनात्मक फीकेपन। ये मल्टीपाथ फीकेपन के प्रकार प्रसार वातावरण पर निर्भर करते हैं।

2.a) फ्लैट लुप्ती

वायरलेस चैनल को फ्लैट फेडिंग कहा जाता है यदि इसमें निरंतर लाभ और रैखिक चरण प्रतिक्रिया होती है, जो बैंडविड्थ पर प्रेषित सिग्नल की बैंडविड्थ से अधिक होती है।

इस प्रकार के फीकेपन में प्राप्त सिग्नल के सभी आवृत्ति घटक एक साथ समान अनुपात में उतार-चढ़ाव करते हैं। इसे गैर-चयनात्मक फीकेपन के रूप में भी जाना जाता है।

• सिग्नल BW << चैनल BW
• प्रतीक अवधि >> विलंब प्रसार

फ्लैट फ़ेडिंग का प्रभाव SNR में कमी के रूप में देखा जाता है। इन फ्लैट फ़ेडिंग चैनलों को आयाम भिन्न चैनल या नैरोबैंड चैनल के रूप में जाना जाता है।

2.बी) आवृत्ति चयनात्मक लुप्ती

यह अलग-अलग आयामों वाले रेडियो सिग्नल के विभिन्न स्पेक्ट्रल घटकों को प्रभावित करता है। इसलिए इसका नाम चयनात्मक लुप्ती है।

• सिग्नल BW > चैनल BW
• प्रतीक अवधि < विलंब प्रसार

पर आधारितडॉप्लर प्रसारफीकेपन के दो प्रकार हैं, तेज़ फीकेपन और धीमी फीकेपन। ये डॉपलर स्प्रेड फीकेपन के प्रकार मोबाइल की गति यानी ट्रांसमीटर के संबंध में रिसीवर की गति पर निर्भर करते हैं।

2.सी) तेजी से लुप्त होना

तेज़ फीकेपन की घटना को छोटे क्षेत्रों (यानी बैंडविड्थ) पर सिग्नल के तेज़ उतार-चढ़ाव द्वारा दर्शाया जाता है। जब सिग्नल प्लेन में सभी दिशाओं से आते हैं, तो गति की सभी दिशाओं के लिए तेज़ फीकेपन को देखा जाएगा।

तीव्र क्षीणन तब होता है जब चैनल आवेग प्रतिक्रिया प्रतीक अवधि के भीतर बहुत तेजी से बदलती है।

• उच्च डॉप्लर प्रसार
• प्रतीक अवधि > सुसंगति समय
• सिग्नल भिन्नता < चैनल भिन्नता

यह पैरामीटर डॉपलर प्रसार के कारण आवृत्ति फैलाव या समय चयनात्मक फीकेपन का परिणाम है। तेज़ फीकेपन का कारण स्थानीय वस्तुओं का परावर्तन और उन वस्तुओं के सापेक्ष वस्तुओं की गति है।

फास्ट फेडिंग में, प्राप्त सिग्नल कई सिग्नलों का योग होता है जो विभिन्न सतहों से परावर्तित होते हैं। यह सिग्नल कई सिग्नलों का योग या अंतर होता है जो उनके बीच सापेक्ष चरण बदलाव के आधार पर रचनात्मक या विनाशकारी हो सकते हैं। चरण संबंध गति की गति, संचरण की आवृत्ति और सापेक्ष पथ लंबाई पर निर्भर करते हैं।

तेजी से लुप्त होने से बेसबैंड पल्स का आकार विकृत हो जाता है। यह विकृति रैखिक होती है औरआईएसआई(अंतर प्रतीक हस्तक्षेप)। अनुकूली समीकरण चैनल द्वारा प्रेरित रैखिक विरूपण को हटाकर आईएसआई को कम करता है।

2.d) धीमी गति से लुप्त होना

धीरे-धीरे धुंधलापन रास्ते पर इमारतों, पहाड़ियों, पर्वतों और अन्य वस्तुओं की छाया का परिणाम है।

• कम डॉपलर प्रसार
• प्रतीक अवधि <
• सिग्नल भिन्नता >> चैनल भिन्नता

लुप्त होती मॉडल या लुप्त होती वितरण का कार्यान्वयन

फ़ेडिंग मॉडल या फ़ेडिंग वितरण के कार्यान्वयन में रेले फ़ेडिंग, रिशियन फ़ेडिंग, नाकागामी फ़ेडिंग और वीबुल फ़ेडिंग शामिल हैं। इन चैनल वितरण या मॉडल को फ़ेडिंग प्रोफ़ाइल आवश्यकताओं के अनुसार बेसबैंड डेटा सिग्नल में फ़ेडिंग को शामिल करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

रेले लुप्त होती

• रेले मॉडल में, ट्रांसमीटर और रिसीवर के बीच केवल नॉन लाइन ऑफ साइट (एनएलओएस) घटकों का अनुकरण किया जाता है। यह माना जाता है कि ट्रांसमीटर और रिसीवर के बीच कोई एलओएस पथ मौजूद नहीं है।
• MATLAB रेले चैनल मॉडल का अनुकरण करने के लिए "rayleighchan" फ़ंक्शन प्रदान करता है।
• शक्ति चरघातांकी रूप से वितरित होती है।
• चरण समान रूप से वितरित होता है और आयाम से स्वतंत्र होता है। यह वायरलेस संचार में फ़ेडिंग का सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला प्रकार है।

रिशियन लुप्ती

• रिशियन मॉडल में, ट्रांसमीटर और रिसीवर के बीच लाइन ऑफ साइट (एलओएस) और नॉन लाइन ऑफ साइट (एनएलओएस) दोनों घटकों का अनुकरण किया जाता है।
• MATLAB रिशियन चैनल मॉडल का अनुकरण करने के लिए "ricianchan" फ़ंक्शन प्रदान करता है।

नाकागामी लुप्त होती जा रही है

नाकागामी फ़ेडिंग चैनल एक सांख्यिकीय मॉडल है जिसका उपयोग वायरलेस संचार चैनलों का वर्णन करने के लिए किया जाता है जिसमें प्राप्त सिग्नल मल्टीपाथ फ़ेडिंग से गुजरता है। यह शहरी या उपनगरीय क्षेत्रों जैसे मध्यम से गंभीर फ़ेडिंग वाले वातावरण का प्रतिनिधित्व करता है। नाकागामी फ़ेडिंग चैनल मॉडल का अनुकरण करने के लिए निम्नलिखित समीकरण का उपयोग किया जा सकता है।