Mae'r dudalen hon yn disgrifio hanfodion pylu a mathau o bylu mewn cyfathrebu diwifr. Mae'r mathau o bylu wedi'u rhannu'n bylu ar raddfa fawr a bylu ar raddfa fach (lledaeniad oedi aml-lwybr a lledaeniad doppler).
Mae pylu gwastad a pylu dewis amledd yn rhan o bylu aml-lwybr tra bod pylu cyflym a pylu araf yn rhan o bylu lledaeniad doppler. Mae'r mathau pylu hyn yn cael eu gweithredu yn unol â dosraniadau neu fodelau Rayleigh, Rician, Nakagami a Weibull.
Cyflwyniad:
Fel y gwyddom, mae system gyfathrebu diwifr yn cynnwys trosglwyddydd a derbynnydd. Nid yw'r llwybr o'r trosglwyddydd i'r derbynnydd yn llyfn a gall y signal a drosglwyddir fynd trwy wahanol fathau o wanhadau gan gynnwys colli llwybr, gwanhad aml-lwybr ac ati. Mae gwanhad y signal trwy'r llwybr yn dibynnu ar amrywiol ffactorau. Nhw yw amser, amledd radio a llwybr neu safle'r trosglwyddydd/derbynnydd. Gall y sianel rhwng y trosglwyddydd a'r derbynnydd amrywio o ran amser neu fod yn sefydlog yn dibynnu a yw'r trosglwyddydd/derbynnydd yn sefydlog neu'n symud mewn perthynas â'i gilydd.
Beth sy'n pylu?
Gelwir yr amrywiad amser mewn pŵer signal a dderbynnir oherwydd newidiadau yn y cyfrwng neu'r llwybrau trosglwyddo yn pylu. Mae pylu yn dibynnu ar amrywiol ffactorau fel y crybwyllir uchod. Mewn senario sefydlog, mae pylu yn dibynnu ar amodau atmosfferig fel glaw, mellt ac ati. Mewn senario symudol, mae pylu yn dibynnu ar rwystrau ar y llwybr sy'n amrywio o ran amser. Mae'r rhwystrau hyn yn creu effeithiau trosglwyddo cymhleth i'r signal a drosglwyddir.
Mae ffigur-1 yn dangos siart osgled yn erbyn pellter ar gyfer mathau o bylu araf a phylu cyflym a byddwn yn trafod y rhain yn nes ymlaen.
Mathau pylu
Gan ystyried amrywiol namau sy'n gysylltiedig â sianeli a lleoliad y trosglwyddydd/derbynnydd mae'r mathau o bylu mewn system gyfathrebu diwifr.
➤Pylu ar Raddfa Fawr: Mae'n cynnwys colli llwybr ac effeithiau cysgodi.
➤Pylu ar Raddfa Fach: Fe'i rhennir yn ddau brif gategori sef lledaeniad oedi aml-lwybr a lledaeniad doppler. Rhennir y lledaeniad oedi aml-lwybr ymhellach yn pylu gwastad a pylu dethol amledd. Rhennir lledaeniad doppler yn pylu cyflym a pylu araf.
➤Modelau pylu: Mae'r mathau pylu uchod wedi'u gweithredu mewn amrywiol fodelau neu ddosraniadau sy'n cynnwys Rayleigh, Rician, Nakagami, Weibull ac ati.
Fel y gwyddom, mae signalau pylu yn digwydd oherwydd adlewyrchiadau o'r ddaear ac adeiladau cyfagos yn ogystal â signalau gwasgaredig o goed, pobl a thyrau sydd yn bresennol yn yr ardal fawr. Mae dau fath o bylu sef pylu ar raddfa fawr a pylu ar raddfa fach.
1.) Pylu ar Raddfa Fawr
Mae pylu ar raddfa fawr yn digwydd pan ddaw rhwystr rhwng y trosglwyddydd a'r derbynnydd. Mae'r math hwn o ymyrraeth yn achosi gostyngiad sylweddol yng nghryfder y signal. Mae hyn oherwydd bod ton EM yn cael ei chysgodi neu ei rhwystro gan y rhwystr. Mae'n gysylltiedig ag amrywiadau mawr yn y signal dros bellter.
1.a) Colli llwybr
Gellir mynegi'r golled llwybr gofod rhydd fel a ganlyn.
➤ Pt/Pr = {(4 * π * d)2/ λ2} = (4*π*f*d)2/c2
Ble,
Pt = Pŵer trosglwyddo
Pr = Derbyn pŵer
λ = tonfedd
d = pellter rhwng yr antena trosglwyddo a'r antena derbyn
c = cyflymder golau h.y. 3 x 108
O'r hafaliad mae'n awgrymu bod signal a drosglwyddir yn gwanhau dros bellter wrth i'r signal gael ei ledaenu dros arwynebedd mwy a mwy o'r pen trosglwyddo tuag at y pen derbyn.
1.b) Effaith cysgodi
• Fe'i gwelir mewn cyfathrebu diwifr. Cysgodi yw gwyriad pŵer a dderbynnir signal EM o'r gwerth cyfartalog.
• Mae'n ganlyniad rhwystrau ar y llwybr rhwng y trosglwyddydd a'r derbynnydd.
• Mae'n dibynnu ar leoliad daearyddol yn ogystal ag amledd radio tonnau EM (ElectroMagnetig).
2. Pylu ar Raddfa Fach
Mae pylu ar raddfa fach yn ymwneud ag amrywiadau cyflym yng nghryfder y signal a dderbynnir dros bellter byr iawn a chyfnod byr o amser.
Yn seiliedig arlledaeniad oedi aml-lwybrMae dau fath o bylu ar raddfa fach sef pylu gwastad a pylu dethol amledd. Mae'r mathau pylu aml-lwybr hyn yn dibynnu ar yr amgylchedd lledaenu.
2.a) Pylu gwastad
Dywedir bod y sianel ddiwifr yn pylu gwastad os oes ganddi ennill cyson ac ymateb cyfnod llinol dros led band sy'n fwy na lled band y signal a drosglwyddir.
Yn y math hwn o bylu mae holl gydrannau amledd y signal a dderbynnir yn amrywio yn yr un cyfrannau ar yr un pryd. Fe'i gelwir hefyd yn bylu anghetholus.
• Signal BW << Sianel BW
• Cyfnod symbol >> Lledaeniad oedi
Gwelir effaith pylu gwastad fel gostyngiad yn SNR. Gelwir y sianeli pylu gwastad hyn yn sianeli sy'n amrywio osgled neu sianeli band cul.
2.b) Pylu Dewisol Amledd
Mae'n effeithio ar wahanol gydrannau sbectrol signal radio gydag osgledau gwahanol. Dyna pam y'i gelwir yn pylu dethol.
• Signal BW > Sianel BW
• Cyfnod symbol < Lledaeniad oedi
Yn seiliedig arlledaeniad dopplerMae dau fath o bylu sef pylu cyflym a pylu araf. Mae'r mathau pylu lledaeniad doppler hyn yn dibynnu ar gyflymder ffôn symudol h.y. cyflymder y derbynnydd mewn perthynas â'r trosglwyddydd.
2.c) Pylu cyflym
Cynrychiolir y ffenomen o bylu cyflym gan amrywiadau cyflym signal dros ardaloedd bach (h.y. lled band). Pan fydd y signalau'n cyrraedd o bob cyfeiriad yn y plân, gwelir pylu cyflym ar gyfer pob cyfeiriad symudiad.
Mae pylu cyflym yn digwydd pan fydd ymateb ysgogiad sianel yn newid yn gyflym iawn o fewn hyd y symbol.
• Lledaeniad doppler uchel
• Cyfnod symbol > Amser cydlyniant
• Amrywiad Signal < Amrywiad sianel
Mae'r paramedrau hyn yn arwain at wasgariad amledd neu bylu amser-ddetholus oherwydd lledaeniad doppler. Mae pylu cyflym yn ganlyniad adlewyrchiadau gwrthrychau lleol a symudiad gwrthrychau o'u cymharu â'r gwrthrychau hynny.
Mewn pylu cyflym, mae signal derbyn yn swm o nifer o signalau sy'n cael eu hadlewyrchu o wahanol arwynebau. Y signal hwn yw swm neu wahaniaeth o nifer o signalau a all fod yn adeiladol neu'n ddinistriol yn seiliedig ar y newid cyfnod cymharol rhyngddynt. Mae perthnasoedd cyfnod yn dibynnu ar gyflymder symudiad, amlder trosglwyddo a hyd llwybrau cymharol.
Mae pylu cyflym yn ystumio siâp y pwls band sylfaen. Mae'r ystumio hwn yn llinol ac yn creuISI(Ymyrraeth Rhyng-Symbol). Mae cydraddoli addasol yn lleihau ISI trwy gael gwared ar ystumio llinol a achosir gan sianel.
2.d) Pylu araf
Mae pylu araf yn ganlyniad cysgodi gan adeiladau, bryniau, mynyddoedd a gwrthrychau eraill dros y llwybr.
• Lledaeniad Doppler Isel
• Cyfnod symbol <
• Amrywiad Signal >> Amrywiad Sianel
Gweithredu modelau pylu neu ddosraniadau pylu
Mae gweithrediadau modelau pylu neu ddosraniadau pylu yn cynnwys pylu Rayleigh, pylu Rician, pylu Nakagami a pylu Weibull. Mae'r dosraniadau neu'r modelau sianel hyn wedi'u cynllunio i ymgorffori pylu yn y signal data band sylfaen yn unol â gofynion proffil pylu.
pylu Rayleigh
• Yn y model Rayleigh, dim ond cydrannau Heb Linell Golwg (NLOS) sy'n cael eu efelychu rhwng y trosglwyddydd a'r derbynnydd. Tybir nad oes llwybr LOS rhwng y trosglwyddydd a'r derbynnydd.
• Mae MATLAB yn darparu ffwythiant "rayleighchan" i efelychu model sianel rayleigh.
• Mae'r pŵer wedi'i ddosbarthu'n esbonyddol.
• Mae'r cyfnod wedi'i ddosbarthu'n unffurf ac yn annibynnol ar yr osgled. Dyma'r mathau mwyaf cyffredin o Bylu mewn cyfathrebu diwifr.
Pylu Riciaidd
• Yn y model Americanaidd, mae cydrannau Llinell Golwg (LOS) a rhai nad ydynt yn Llinell Golwg (NLOS) yn cael eu efelychu rhwng y trosglwyddydd a'r derbynnydd.
• Mae MATLAB yn darparu'r ffwythiant "ricianchan" i efelychu model sianel rician.
Nakagami yn pylu
Mae sianel pylu Nakagami yn fodel ystadegol a ddefnyddir i ddisgrifio sianeli cyfathrebu diwifr lle mae'r signal a dderbynnir yn mynd trwy bylu aml-lwybr. Mae'n cynrychioli amgylcheddau â pylu cymedrol i ddifrifol fel ardaloedd trefol neu faestrefol. Gellir defnyddio'r hafaliad canlynol i efelychu model sianel pylu Nakagami.
• Yn yr achos hwn rydym yn dynodi h = r*ejΦac mae ongl Φ wedi'i dosbarthu'n unffurf ar [-π, π]
• Tybir bod y newidyn r a Φ yn annibynnol ar ei gilydd.
• Mynegir pdf Nakagami fel uchod.
• Yn y pdf Nakagami, 2σ2= E{r2}, Γ(.) yw'r ffwythiant Gamma a k >= (1/2) yw'r ffigur pylu (graddau rhyddid sy'n gysylltiedig â nifer y newidynnau ar hap Gaussion ychwanegol).
• Fe'i datblygwyd yn wreiddiol yn empirig yn seiliedig ar fesuriadau.
• Mae pŵer derbyn ar unwaith wedi'i ddosbarthu'n Gamma. • Gyda k = 1 Rayleigh = Nakagami
Weibull yn pylu
Mae'r sianel hon yn fodel ystadegol arall a ddefnyddir i ddisgrifio sianel gyfathrebu diwifr. Defnyddir sianel pylu Weibull yn gyffredin i gynrychioli amgylcheddau â gwahanol fathau o amodau pylu gan gynnwys pylu gwan a pylu difrifol.
Ble,
2σ2= E{r2}
• Mae dosraniad Weibull yn cynrychioli cyffredinoliad arall o ddosraniad Rayleigh.
• Pan fo X ac Y yn newidynnau Gaussaidd cymedrig sero iid, amlen R = (X2+ Y2)1/2wedi'i ddosbarthu gan Rayleigh. • Fodd bynnag, diffinnir amlen R = (X2+ Y2)1/2, ac mae'r pdf cyfatebol (proffil dosbarthu pŵer) wedi'i ddosbarthu gan Weibull.
• Gellir defnyddio'r hafaliad canlynol i efelychu model pylu Weibull.
Yn y dudalen hon rydym wedi trafod amrywiol bynciau ar bylu megis beth yw sianel pylu, ei mathau, modelau pylu, eu cymwysiadau, eu swyddogaethau ac yn y blaen. Gellir defnyddio'r wybodaeth a ddarperir ar y dudalen hon er mwyn cymharu a deillio'r gwahaniaeth rhwng pylu ar raddfa fach a pylu ar raddfa fawr, y gwahaniaeth rhwng pylu gwastad a pylu dethol amledd, y gwahaniaeth rhwng pylu cyflym a pylu araf, y gwahaniaeth rhwng pylu Rayleigh a pylu Americanaidd ac yn y blaen.
E-mail:info@rf-miso.com
Ffôn: 0086-028-82695327
Gwefan: www.rf-miso.com
Amser postio: Awst-14-2023
