Fading Basics and Types of fading in wireless communication

Raha jerena ny fahasimbana mifandraika amin'ny fantsona sy ny toeran'ny mpandefa/receiver manaraka dia ireo karazana fanjavonan'ny rafi-pifandraisana tsy misy tariby.
➤Large Scale Fading: Ao anatin'izany ny fahaverezan'ny lalana sy ny vokatry ny aloka.
➤ Fadingana kely: Mizara ho sokajy roa lehibe izy io dia ny.fiparitahan'ny fahatarana multipath sy fiparitahan'ny doppler.Ny fiparitahan'ny fahatarana amin'ny lalana maro dia zaraina amin'ny fadingana fisaka sy fadingana fifantenana matetika.Ny fiparitahan'ny Doppler dia mizara ho fadingana haingana sy fadingana miadana.
➤Modely manjavona: Ny karazana fadingana ambony dia ampiharina amin'ny modely na fizarana isan-karazany izay ahitana an'i Rayleigh, Rician, Nakagami, Weibull sns.

Araka ny fantatra dia misy famantarana mihamalalaka noho ny fisaintsainana avy amin'ny tany sy ny trano manodidina ary koa ny famantarana miparitaka avy amin'ny hazo, ny olona ary ny tilikambo misy amin'ny faritra midadasika.Misy karazany roa ny fadingana dia ny.fadingana lehibe ary fadingana kely.

1.) Fadingana lehibe

Mitranga ny fanjavonana lehibe rehefa misy sakana eo anelanelan'ny mpanentana sy ny mpandray.Ity karazana fitsabahana ity dia miteraka fampihenana ny tanjaky ny famantarana.Izany dia satria ny onja EM dia aloka na voasakana ny sakana.Izy io dia mifandraika amin'ny fiovaovan'ny famantarana lehibe amin'ny halavirana.

1.a) Fahaverezan-dalana

Ny fahaverezan'ny lalana malalaka dia azo aseho toy izao manaraka izao.
➤ Pt/Pr = {(4 * π * d)²/ λ²} = (4*π*f*d)²/c²
Aiza,
Pt = Mampita hery
Pr = Mandray fahefana
λ = halavan'ny onjam-peo
d = elanelana eo anelanelan'ny antena fampitana sy fandraisana
c = hafainganam-pandehan'ny hazavana izany hoe 3 x 10⁸

Avy amin'ny equation dia midika izany fa ny signal ampitaina dia mihamalemy amin'ny halavirana satria ny famantarana dia miparitaka amin'ny faritra lehibe kokoa sy lehibe kokoa manomboka amin'ny faran'ny fandefasana mankany amin'ny farany.

1.b) Vokatry ny aloka

• Hita amin'ny fifandraisana tsy misy tariby izany.Ny aloky dia fivilian'ny herin'ny signal EM avy amin'ny sanda antonony.
• Vokatry ny sakana eo amin'ny lalana manelanelana ny émetteur sy ny mpandray izany.
• Miankina amin'ny toerana ara-jeografika sy ny fatran'ny onjam-peo EM (ElectroMagnetic) izany.

2. Fadingana kely

Ny fadin-tseranana kely dia mahakasika ny fiovaovan'ny tanjaky ny famantarana voaray mandritra ny fotoana fohy sy fohy.

Miankina amin'nyfiparitahan'ny fahatarana multipathmisy karazany roa ny fadingana kely dia ny.fisaka fadingana sy ny fatiantoka fifantenana fadingana.Miankina amin'ny tontolon'ny fampielezana ireo karazana fadingana multipath ireo.

2.a) Manjavona fisaka

Ny fantsona tsy misy tariby dia lazaina fa mihamalemy raha toa ka manana tombony tsy tapaka sy valin'ny dingana tsipika amin'ny bandwidth izay lehibe kokoa noho ny bandwidth amin'ny famantarana alefa.

Amin'ity karazana fanjavonana ity, ny singa matetika amin'ny mari-pamantarana azo dia miovaova amin'ny ampahany mitovy.Antsoina koa hoe fading tsy mifantina.

• Signal BW << Channel BW
• Vanim-potoana famantarana >> Fiparitahana fahatarana

Ny fiantraikan'ny fanjavonan'ny fisaka dia hita ho fihenan'ny SNR.Ireo fantsona fisaka fadingana ireo dia fantatra amin'ny anarana hoe amplitude varying channels na narrowband channels.

2.b) Frequency Selective fading

Misy fiantraikany amin'ny singa spectral isan-karazany amin'ny famantarana radio misy amplitude samihafa.Noho izany ny anarana Selective Fading.

• Signal BW > Channel BW
• Vanim-potoana famantarana < Fiparitahana fahatarana

Miankina amin'nyfiparitahan'ny dopplermisy karazany roa ny fading dia.malazo haingana sy miadana.Miankina amin'ny hafainganam-pandehan'ny finday izany hoe ny hafainganam-pandehan'ny resevera raha oharina amin'ny émetteur.

2.c) Manjavona haingana

Ny fisehoan-javatra manjavona haingana dia aseho amin'ny fiovaovan'ny famantarana haingana amin'ny faritra kely (izany hoe bandwidth).Rehefa tonga avy amin'ny lalana rehetra ao amin'ny fiaramanidina ny famantarana, dia ho hita ny fanjavonana haingana ho an'ny lalana rehetra.

Mitranga ny fanjavonana haingana rehefa miova haingana be ny valin'ny impulse fantsona ao anatin'ny faharetan'ny marika.

• Fiparitahana doppler avo
• Vanim-potoana mari-pamantarana > Fotoam-pifanarahana
• Fiovaovan'ny famantarana < Fiovaovan'ny fantsona

Ireo masontsivana ireo dia miteraka fiparitahana matetika na fanjavonan'ny fotoana noho ny fiparitahan'ny doppler.Ny fanjavonana haingana dia vokatry ny taratry ny zavatra eo an-toerana sy ny fihetsiky ny zavatra mifandraika amin'ireo zavatra ireo.

Amin'ny fadingana haingana, ny signal dia fitambaran'ny famantarana maro izay hita taratra amin'ny sehatra samihafa.Ity mari-pamantarana ity dia fitambarana na fahasamihafan'ny famantarana maromaro izay mety ho manorina na manimba mifototra amin'ny fiovaovan'ny dingana eo anelanelan'izy ireo.Ny fifandraisana amin'ny dingana dia miankina amin'ny hafainganam-pandehan'ny hetsika, ny fatran'ny fampitana ary ny halavan'ny lalana.

Manimba ny endriky ny pulse baseband ny fanjavonana haingana.Ity distortion ity dia linear ary mamoronaISI(Inter Symbol Interference).Ny fampitoviana adaptive dia mampihena ny ISI amin'ny alàlan'ny fanesorana ny fikorontanan'ny tsipika ateraky ny fantsona.

2.d) Manjavona miadana

Ny fanjavonana miadana dia vokatry ny aloky ny tranobe, havoana, tendrombohitra ary zavatra hafa eny an-dalana.

• Fiparitahana Doppler ambany
• Vanim-potoana famantarana <
• Fiovaovan'ny famantarana >> Fiovaovan'ny fantsona

Fampiharana modely Fading na fizarana fading

Ny fampiharana ireo maodely manjavozavo na fitsinjarana manjavona dia ahitana ny Rayleigh fading, Rician fading, Nakagami fading ary Weibull fading.Ireo fizarana fantsona na maodely ireo dia natao hampidirana ny fadingana ao amin'ny famantarana angon-drakitra baseband araka ny fepetra takian'ny mombamomba azy.

Rayleigh fading

• Ao amin'ny maodely Rayleigh, ny singa Non Line of Sight (NLOS) ihany no amboarina eo amin'ny mpandefa sy ny mpandray.Heverina fa tsy misy lalana LOS eo anelanelan'ny mpandefa sy ny mpandray.
• Ny MATLAB dia manome fiasa "rayleighchan" hanahaka ny maodelin'ny fantsona rayleigh.
• Ny fahefana dia mizara amin'ny fomba isan-karazany.
• Ny dingana dia mizara mitovy ary tsy miankina amin'ny amplitude.Io no karazana Fading be mpampiasa indrindra amin'ny fifandraisana an-tariby.

Rician fading

• Amin'ny maodely Rician, ny singa Line of Sight (LOS) sy ny non Line of Sight (NLOS) dia samy atao simulate eo anelanelan'ny mpandefa sy ny mpandray.
• Ny MATLAB dia manome fiasa "ricianchan" mba hanahafana ny modelin'ny fantsona rician.

Manjavona

Ny fantsona fadding Nakagami dia maodely statistika ampiasaina hamaritana ny fantsom-pifandraisana tsy misy tariby izay iharan'ny sgnal voaray ny fanjavonan'ny lalana maro.Izy io dia maneho ny tontolo iainana antonony ka hatramin'ny fanjavonana mafy toy ny faritra an-tanàn-dehibe na ambanivohitra.Ity equation manaraka ity dia azo ampiasaina hanaraha-maso ny modelin'ny fantsona fadingana Nakagami.