वायरलेस संचार में फ़ेडिंग की मूल बातें और फ़ेडिंग के प्रकार

विभिन्न चैनल संबंधी हानियों और ट्रांसमीटर/रिसीवर की स्थिति को ध्यान में रखते हुए वायरलेस संचार प्रणाली में फ़ेडिंग के प्रकार निम्नलिखित हैं।
➤बड़े पैमाने पर लुप्त होती: इसमें पथ हानि और छाया प्रभाव शामिल हैं।
➤छोटे पैमाने पर लुप्त होती: इसे दो मुख्य श्रेणियों में विभाजित किया गया है।मल्टीपाथ विलंब प्रसार और डॉपलर प्रसार।मल्टीपाथ विलंब प्रसार को आगे फ्लैट फ़ेडिंग और आवृत्ति चयनात्मक फ़ेडिंग में विभाजित किया गया है।डॉपलर प्रसार को तेजी से लुप्त होने और धीमी गति से लुप्त होने में विभाजित किया गया है।
➤फ़ेडिंग मॉडल: उपरोक्त फ़ेडिंग प्रकार विभिन्न मॉडलों या वितरणों में लागू किए जाते हैं जिनमें रेले, रिकियन, नाकागामी, वेइबुल आदि शामिल हैं।

जैसा कि हम जानते हैं, जमीन और आसपास की इमारतों से प्रतिबिंबों के साथ-साथ बड़े क्षेत्र में मौजूद पेड़ों, लोगों और टावरों से बिखरे हुए संकेतों के कारण सिग्नल फीके पड़ जाते हैं।लुप्तप्राय दो प्रकार के होते हैं-बड़े पैमाने पर लुप्त होती और छोटे पैमाने पर लुप्त होती।

1.) बड़े पैमाने पर लुप्त होना

बड़े पैमाने पर फ़ेडिंग तब होती है जब ट्रांसमीटर और रिसीवर के बीच कोई बाधा आती है।यह हस्तक्षेप प्रकार सिग्नल शक्ति में महत्वपूर्ण मात्रा में कमी का कारण बनता है।ऐसा इसलिए है क्योंकि ईएम तरंग बाधा द्वारा छाया या अवरुद्ध होती है।यह दूरी पर सिग्नल के बड़े उतार-चढ़ाव से संबंधित है।

1.ए) पथ हानि

मुक्त स्थान पथ हानि को निम्नानुसार व्यक्त किया जा सकता है।
➤ पीटी/पीआर = {(4 * π * डी)²/ λ²} = (4*π*f*d)²/c²
कहाँ,
पीटी = शक्ति संचारित करें
पीआर = शक्ति प्राप्त करना
λ = तरंग दैर्ध्य
डी = ट्रांसमिटिंग और प्राप्त करने वाले एंटीना के बीच की दूरी
c = प्रकाश की गति अर्थात 3 x 10⁸

समीकरण से यह पता चलता है कि संचारित सिग्नल दूरी के साथ क्षीण हो जाता है क्योंकि सिग्नल संचारित सिरे से प्राप्त सिरे की ओर बड़े और बड़े क्षेत्र में फैल रहा है।

1.बी) छाया प्रभाव

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

2. छोटे पैमाने पर लुप्त होना

छोटे पैमाने पर लुप्त होने 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 लुप्त होने के दो प्रकार होते हैं।सपाट लुप्त होती और आवृत्ति चयनात्मक लुप्त होती।ये मल्टीपाथ फ़ेडिंग प्रकार प्रसार वातावरण पर निर्भर करते हैं।

2.ए) सपाट लुप्त होती

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

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

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

फ्लैट फ़ेडिंग का प्रभाव एसएनआर 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 लुप्त होती

यह विभिन्न आयामों के साथ रेडियो सिग्नल के विभिन्न वर्णक्रमीय घटकों को प्रभावित करता है।इसलिए नाम चयनात्मक लुप्तप्राय है।

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

पर आधारितडॉपलर फैल गयालुप्तप्राय दो प्रकार के होते हैं अर्थात।तेजी से लुप्त होती और धीमी गति से लुप्त होती।ये डॉपलर स्प्रेड फ़ेडिंग प्रकार मोबाइल की गति यानी ट्रांसमीटर के संबंध में रिसीवर की गति पर निर्भर करते हैं।

2.सी) तेजी से लुप्त होती

तेजी से लुप्त होने की घटना को छोटे क्षेत्रों (यानी बैंडविड्थ) पर सिग्नल के तेजी से उतार-चढ़ाव द्वारा दर्शाया जाता है।जब विमान में सभी दिशाओं से सिग्नल आते हैं, तो गति की सभी दिशाओं के लिए तेजी से लुप्त होती देखी जाएगी।

तेजी से लुप्त होती तब होती है जब चैनल आवेग प्रतिक्रिया प्रतीक अवधि के भीतर बहुत तेजी से बदलती है।

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

इस पैरामीटर के परिणामस्वरूप डॉपलर प्रसार के कारण आवृत्ति फैलाव या समय चयनात्मक लुप्त होती है।तेजी से लुप्त होना स्थानीय वस्तुओं के प्रतिबिंब और उन वस्तुओं के सापेक्ष वस्तुओं की गति का परिणाम है।

तेजी से लुप्त होने में, प्राप्त सिग्नल कई संकेतों का योग होता है जो विभिन्न सतहों से परिलक्षित होते हैं।यह संकेत कई संकेतों का योग या अंतर है जो उनके बीच सापेक्ष चरण बदलाव के आधार पर रचनात्मक या विनाशकारी हो सकता है।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 और पैदा करती हैआईएसआई(अंतर प्रतीक हस्तक्षेप)।अनुकूली समीकरण चैनल द्वारा प्रेरित रैखिक विरूपण को हटाकर आईएसआई को कम करता है।

2.डी) धीमी गति से लुप्त होना

धीमी गति से लुप्त होना पथ पर इमारतों, पहाड़ियों, पहाड़ों और अन्य वस्तुओं द्वारा छाया पड़ने का परिणाम है।

• कम डॉपलर स्प्रेड
• प्रतीक काल <
• सिग्नल वेरिएशन >> चैनल वेरिएशन

फ़ेडिंग मॉडल या फ़ेडिंग वितरण का कार्यान्वयन

फ़ेडिंग मॉडल या फ़ेडिंग वितरण के कार्यान्वयन में रेले फ़ेडिंग, रिकियन फ़ेडिंग, नाकागामी फ़ेडिंग और वेइबुल फ़ेडिंग शामिल हैं।ये चैनल वितरण या मॉडल फ़ेडिंग प्रोफ़ाइल आवश्यकताओं के अनुसार बेसबैंड डेटा सिग्नल में फ़ेडिंग को शामिल करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।

रेले का लुप्त होना

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

रिशियन लुप्त होती जा रही है

• रिकियन मॉडल में, लाइन ऑफ साइट (एलओएस) और नॉन लाइन ऑफ साइट (एनएलओएस) दोनों घटकों को ट्रांसमीटर और रिसीवर के बीच सिम्युलेटेड किया जाता है।
• MATLAB रिकियन चैनल मॉडल का अनुकरण करने के लिए "रिकियानचन" 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 लुप्तप्राय वाले वातावरण का प्रतिनिधित्व करता है।नाकागामी फ़ेडिंग चैनल मॉडल का अनुकरण करने के लिए निम्नलिखित समीकरण का उपयोग किया जा सकता है।