वायरलेस चैनल फ़ेडिंगसिग्नल के प्रवर्धन पथ में परिवर्तन के कारण प्राप्त सिग्नल के आयाम, चरण या शक्ति में होने वाला परिवर्तन फेडिंग कहलाता है। यह लिंक मार्जिन को कम कर सकता है, वाइडबैंड सिग्नलों को विकृत कर सकता है और आरएफ मापों को पुन: उत्पन्न करना कठिन बना सकता है। सिस्टम में मौजूद फेडिंग के प्रकार को समझने से इंजीनियरों को उपयुक्त एंटेना, परीक्षण विधियों और निवारण तकनीकों का चयन करने में मदद मिलती है।
यह मार्गदर्शिका बड़े पैमाने और छोटे पैमाने पर होने वाले फ़ेडिंग, फ़्लैट और फ़्रीक्वेंसी-सेलेक्टिव चैनलों, धीमे और तेज़ फ़ेडिंग, और सबसे आम सांख्यिकीय चैनल मॉडलों की व्याख्या करती है। यह यह भी दर्शाती है कि एंटीना पैटर्न, ध्रुवीकरण और परीक्षण ज्यामिति व्यावहारिक फ़ेडिंग मापन को कैसे प्रभावित करते हैं।
वायरलेस चैनल फेडिंग क्या है?
रेडियो सिग्नल शायद ही कभी किसी रिसीवर तक एक आदर्श पथ से पहुँचता है। इमारतें, भूभाग, वाहन, उपकरण और अन्य वस्तुएँ विद्युत चुम्बकीय तरंगों को अवरुद्ध, परावर्तित, विवर्तित या बिखेर सकती हैं। इसलिए, एक ही सिग्नल की कई प्रतियाँ अलग-अलग विलंब, आयाम, चरण और आगमन कोण के साथ पहुँच सकती हैं। इनका संयोजन एक स्थान या आवृत्ति पर रचनात्मक और दूसरे पर विनाशकारी हो सकता है।
फ़ेडिंग, नियतात्मक मुक्त-स्थान पथ हानि से भिन्न है। पथ हानि दूरी और आवृत्ति में वृद्धि के साथ शक्ति में होने वाली सामान्य कमी को दर्शाती है, जबकि फ़ेडिंग उस औसत के आसपास होने वाले अतिरिक्त बदलाव को दर्शाती है। इंजीनियर आमतौर पर फ़ेडिंग को दो स्वतंत्र आधारों पर वर्गीकृत करते हैं: स्थानिक पैमाना और चैनल चयनात्मकता।
चित्र 1.प्राप्त सिग्नल स्तर में धीमी और तीव्र भिन्नताएँ अलग-अलग लुप्त होने के समय या दूरी के पैमानों को दर्शाती हैं।
वायरलेस फेडिंग को कैसे वर्गीकृत किया जाता है
बड़े पैमाने पर लुप्त होनायह अपेक्षाकृत लंबी दूरी पर होने वाले क्रमिक परिवर्तनों का वर्णन करता है, जो मुख्य रूप से पथ-हानि भिन्नता और छायांकन के कारण होते हैं।छोटे पैमाने पर लुप्त होनायह बहुपथ और गति के कारण कम दूरी या कम समय अंतराल में होने वाले तीव्र परिवर्तनों का वर्णन करता है।
छोटे पैमाने पर होने वाले फ़ेडिंग को विलंब प्रसार के आधार पर समतल या आवृत्ति चयनात्मक, और डॉप्लर प्रसार के आधार पर धीमा या तेज़ के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। ये अलग-अलग वर्गीकरण हैं: एक चैनल समतल और तेज़, समतल और धीमा, आवृत्ति चयनात्मक और तेज़, या आवृत्ति चयनात्मक और धीमा हो सकता है।
बड़े पैमाने पर लुप्त होना: पथ हानि और छायांकन
पथ-हानि प्रवृत्ति
पथ हानि, प्रसार दूरी के साथ प्राप्त शक्ति में होने वाली औसत कमी है। अबाधित मुक्त स्थान में, यह हानि तरंगदैर्ध्य और दूरी से संबंधित होती है। वास्तविक वातावरण में भूभाग, अव्यवस्था, वायुमंडलीय प्रभाव और एंटीना की ऊँचाई पर निर्भरता जैसे कारक शामिल होते हैं, इसलिए व्यावहारिक लिंक बजट में आमतौर पर तैनाती परिदृश्य के अनुरूप प्रसार मॉडल का उपयोग किया जाता है।
परछाई धुंधली हो रही है
शैडोइंग तब होती है जब बड़ी वस्तुएं प्रत्यक्ष संचरण पथ को आंशिक या पूर्ण रूप से अवरुद्ध कर देती हैं। इमारतें, पहाड़ियाँ, मशीनरी और वाहनों के ढांचे ट्रांसमीटर, रिसीवर या आसपास के वातावरण में परिवर्तन के साथ प्राप्त स्तर में अपेक्षाकृत धीमी गति से परिवर्तन ला सकते हैं। शैडो फेडिंग को अक्सर स्थानीय औसत पथ हानि के आसपास सांख्यिकीय रूप से दर्शाया जाता है।
लघु-स्तरीय लुप्तीकरण: मल्टीपाथ और गति
फ्लैट फेडिंग बनाम आवृत्ति-चयनात्मक फेडिंग
एक चैनल लगभगसपाट लुप्त होनाजब इसकी सुसंगतता बैंडविड्थ, सिग्नल की उपयोग की गई बैंडविड्थ से अधिक होती है, तब चैनल सिग्नल के स्पेक्ट्रम को अधिक बदले बिना उसके आयाम और चरण को बदल देता है।
एक चैनल बन जाता हैआवृत्ति चयनात्मकजब सिग्नल बैंडविड्थ, सुसंगतता बैंडविड्थ की तुलना में अधिक होती है, तो विभिन्न स्पेक्ट्रल घटकों को अलग-अलग लाभ और चरण का अनुभव होता है। इसका मूल कारण हल करने योग्य मल्टीपाथ विलंब प्रसार है, जो डिजिटल लिंक में अंतर-प्रतीक हस्तक्षेप उत्पन्न कर सकता है।
धीमे फीके पड़ने बनाम तेजी से फीके पड़ने
धीरे-धीरे लुप्त होनाइसका मतलब है कि संबंधित सिग्नलिंग अंतराल के दौरान चैनल में बहुत कम परिवर्तन होता है।तेजी से लुप्त हो रहा हैइसका अर्थ है कि उस अंतराल में चैनल में महत्वपूर्ण परिवर्तन होता है। ट्रांसमीटर, रिसीवर और आसपास के प्रकीर्णकों के बीच सापेक्ष गति डॉप्लर शिफ्ट उत्पन्न करती है और चैनल के सुसंगतता समय को कम करती है।
| वर्गीकरण | मुख्य तुलना | विशिष्ट प्रभाव |
|---|---|---|
| सपाट लुप्त होना | सिग्नल बैंडविड्थ, सुसंगतता बैंडविड्थ से छोटी होती है। | पूरे सिग्नल में आयाम और चरण में व्यापक भिन्नता |
| आवृत्ति चयनात्मक | सिग्नल बैंडविड्थ, सुसंगतता बैंडविड्थ से अधिक है। | वर्णक्रमीय विरूपण और संभावित अंतरप्रतीक हस्तक्षेप |
| धीरे-धीरे लुप्त होना | सिग्नलिंग अंतराल की तुलना में सुसंगति समय लंबा होता है। | क्रमिक लिंक-स्तर भिन्नता |
| तेजी से लुप्त हो रहा है | सिग्नलिंग अंतराल की तुलना में सुसंगति समय कम होता है। | तीव्र परिवर्तन और डॉप्लर-संबंधी हानि |
सामान्य सांख्यिकीय लुप्तीकरण मॉडल
- रेले का पतन:इसका उपयोग आमतौर पर तब किया जाता है जब कोई एक प्रमुख लाइन-ऑफ-साइट घटक मौजूद नहीं होता है और प्राप्त सिग्नल कई बिखरे हुए घटकों से बना होता है।
- राइसियन लुप्त हो रहा है:इसमें एक प्रमुख घटक के साथ-साथ बिखरे हुए बहुपथ घटक भी शामिल हैं। राइसियन के-फैक्टर प्रमुख और विसरित घटकों के बीच शक्ति अनुपात को व्यक्त करता है।
- नाकागामी लुप्त हो रहा है:एक लचीला अनुभवजन्य वितरण जो अपने आकार पैरामीटर के माध्यम से लुप्त होने की तीव्रता की एक श्रृंखला का प्रतिनिधित्व कर सकता है।
- वेइबुल का प्रभाव कम हो रहा है:चयनित मापित प्रसार वातावरणों के लिए उपयोग किया जाने वाला एक अन्य अनुकूलनीय सांख्यिकीय वितरण।
मॉडल का चयन वास्तविक वातावरण, आवृत्ति, गतिशीलता, एंटीना विन्यास और माप डेटा के आधार पर किया जाना चाहिए। आधुनिक MATLAB वर्कफ़्लो में निम्नलिखित जैसे ऑब्जेक्ट का उपयोग किया जाता है:कॉम.रेले चैनलऔरcomm.RicianChannelइस लेख के पूर्व संस्करण में संदर्भित अप्रचलित कार्यों के बजाय।
चित्र तीन।सांख्यिकीय लिफाफा वितरण, मापे गए लुप्त होने के व्यवहार के लिए संक्षिप्त मॉडल प्रदान करते हैं।
सिग्नल फेडिंग आरएफ सिस्टम के प्रदर्शन को कैसे प्रभावित करती है
फ़ेडिंग से प्राप्त शक्ति कम हो सकती है, सिग्नल-टू-नॉइज़ अनुपात घट सकता है, त्रुटि दर बढ़ सकती है और रेडियो लिंक बाधित हो सकता है। आवृत्ति-चयनात्मक फ़ेडिंग से वाइडबैंड तरंगों में विकृति आ सकती है, जबकि तीव्र डॉप्लर भिन्नता से चैनल का अनुमान लगाना अधिक कठिन हो सकता है।
सामान्य निवारण विधियों में निम्नलिखित शामिल हैं:
- पर्याप्त लिंक मार्जिन और स्वचालित गेन नियंत्रण;
- समय, आवृत्ति, स्थानिक या ध्रुवीकरण विविधता;
- समीकरण और मल्टीकैरियर वेवफॉर्म डिजाइन;
- चैनल कोडिंग, इंटरलीविंग और अनुकूली मॉड्यूलेशन;
- एमआईएमओ प्रोसेसिंग और बीम स्टीयरिंग;
- सावधानीपूर्वक एंटेना प्लेसमेंट, पैटर्न चयन और ध्रुवीकरण नियंत्रण।
कोई भी एक तकनीक हर तरह के सिग्नल फेडिंग तंत्र को खत्म नहीं कर सकती। सही तरीका चैनल के आँकड़े, उपयोग की गई बैंडविड्थ, गतिशीलता, कवरेज की आवश्यकताएँ और स्वीकार्य आउटेज संभावना पर निर्भर करता है।
चित्र 4.मापे गए आंकड़ों से यह निर्धारित होना चाहिए कि कोई सांख्यिकीय वितरण किसी विशिष्ट चैनल के लिए उपयुक्त है या नहीं।
चैनल साउंडिंग और फेडिंग परीक्षणों के लिए एंटीना का चयन
एक एंटीना स्वयं प्रसार चैनल नहीं बनाता, लेकिन यह संचारित या प्राप्त होने वाले पथों और ध्रुवीकरणों को बहुत हद तक प्रभावित करता है। गेन, बीमविड्थ, विकिरण पैटर्न, ध्रुवीकरण शुद्धता, चरण स्थिरता और माउंटिंग ज्यामिति, ये सभी मापे गए चैनल व्यवहार को प्रभावित कर सकते हैं।
पुनरावर्ती चैनल या फ़ेडिंग माप के लिए, निम्नलिखित को दस्तावेज़ित करें:
- संपूर्ण आवृत्ति सीमा और तात्कालिक मापन बैंडविड्थ;
- आवृत्ति के अनुसार एंटीना का लाभ और बीमविड्थ;
- रेखीय, द्वि-रेखीय या वृत्ताकार ध्रुवीकरण संबंधी आवश्यकताएँ;
- एंटेना की ऊंचाई, अभिविन्यास, रिक्ति और आसपास की संरचनाएं;
- आरएफ कनेक्टर, केबल हानि और अंशांकन संदर्भ तल;
- ट्रांसमीटर, रिसीवर और स्कैटरर की गति;
- विलंब प्रसार, डॉप्लर प्रसार और आवश्यक गतिशील रेंज।
आरएफ एमआईएसओ एंटेना विकल्प
आरएफ एमआईएसओ प्रयोगशाला, फील्ड और सिस्टम-इंटीग्रेशन कार्यों के लिए आरएफ और माइक्रोवेव एंटेना डिजाइन और आपूर्ति करता है। आवश्यक कवरेज और माप ज्यामिति के आधार पर, इंजीनियर विचार कर सकते हैं।ब्रॉडबैंड हॉर्न एंटेनादिशात्मक वाइडबैंड मापन के लिए,लॉग-आवधिक एंटेनाव्यापक आवृत्ति कवरेज के लिए, यासर्वदिशात्मक एंटेनाचयनित कवरेज और प्रसार अध्ययनों के लिए।
आवृत्ति रेंज, गेन, पोलराइजेशन, VSWR, कनेक्टर और यांत्रिक आयामों के लिए वर्तमान मॉडल डेटाशीट की समीक्षा करें। विशिष्ट अनुप्रयोग के चयन के लिए, परीक्षण बैंड, बैंडविड्थ, आवश्यक पैटर्न, पोलराइजेशन, माउंटिंग संबंधी बाधाएं और मापन वातावरण RF MISO टीम के साथ साझा करें।
अपनी आरएफ मापन संबंधी आवश्यकता पर चर्चा करें
आरएफ एमआईएसओ चैनल साउंडिंग, प्रसार अध्ययन, वायरलेस सिस्टम मूल्यांकन और संबंधित आरएफ मापों के लिए एंटीना विकल्पों की पहचान करने में मदद कर सकता है।
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संदर्भ और आगे पढ़ने के लिए सामग्री
पोस्ट करने का समय: 14 अगस्त 2023

