Haec pagina fundamenta evanescentiae et genera evanescentiae in communicatione sine filo describit. Genera evanescentiae in evanescentia magnae scalae et evanescentia parvae scalae (propagationem morae multipath et propagationem Doppler) dividuntur.
Evanescentia plana et evanescentia selectoria frequentiae partes evanescentiae multipath sunt, dum evanescentia celeris et evanescentia lenta partes evanescentiae Doppler dispersae sunt. Hae species evanescentiae secundum distributiones vel exempla Rayleigh, Rician, Nakagami et Weibull implementantur.
Introductio:
Ut scimus, systema communicationis sine filo constat ex transmissore et receptore. Iter a transmissore ad receptorem non est lenis et signum transmissum per varias attenuationes transire potest, inter quas iacturam itineris, attenuationem multi-itineris, et cetera. Attenuatio signi per iter a variis factoribus pendet. Hi sunt tempus, frequentia radiophonica, et iter vel positio transmissoris/receptoris. Canalis inter transmissorem et receptorem potest variari tempore vel fixus esse, prout transmissor/receptor fixi sint an moveantur inter se.
Quid est evanescere?
Variatio temporalis potentiae signalis recepti propter mutationes in medio transmissionis vel viis evanescentis (fading) appellatur. Evanescentia a variis factoribus, ut supra dictum est, pendet. In scenario fixo, evanescentia a condicionibus atmosphaericis, ut pluvia, fulgur, etc., pendet. In scenario mobili, evanescentia ab obstaculis in via, quae secundum tempus variantur, pendet. Haec obstacula effectus transmissionis complexos signo transmisso creant.
Figura 1 tabulam amplitudinis contra distantiam pro evanescentia tarda et evanescentia rapida ostendit, quas postea tractabimus.
Genera evanescentiae
Variis impedimentis ad canales pertinentibus et positione transmittentis/receptoris sequentis, genera evanescentiae in systemate communicationis sine filo sunt considerata.
➤Evanescens Magnae Scalae: Iacturam semitae et effectus umbrae includit.
➤Evanescentia Parvae Scalae: In duas categorias principales dividitur, videlicet dispersionem morae multipath et dispersionem Doppler. Dispersio morae multipath ulterius dividitur in evanescentiam planam et evanescentiam frequentiae selectivam. Dispersio Doppler dividitur in evanescentiam celerem et evanescentiam lentam.
➤Modela evanescentiae: Genera evanescentiae supradicta in variis modellis vel distributionibus implementantur, quae Rayleigh, Rician, Nakagami, Weibull etc. includunt.
Ut scimus, signa evanescentia ob reflexiones a terra et aedificiis circumstantibus necnon signa dispersa ab arboribus, hominibus et turribus in area magna praesentibus fiunt. Duo genera evanescentiae sunt, videlicet evanescentia magnae scalae et evanescentia parvae scalae.
1.) Evanescentia Magnae Scalae
Magna evanescentia fit cum obstaculum inter transmittorem et receptorem venit. Hoc genus impedimenti significantem vim signalis imminuit. Hoc fit quia unda EM ab obstaculo obumbratur vel obstruitur. Hoc cum magnis fluctuationibus signalis per distantiam coniungitur.
1.a) Iactura viae
Iactura viae spatii liberi hoc modo exprimi potest.
➤ Pt/Pr = {(4 * π * d)}Duo/ λDuo} = (4*π*f*d)Duo/cDuo
Ubi,
Pt = Potentia transmissionis
Pr = Potestatem recipiendi
λ = longitudo undae
d = distantia inter antennam transmittentem et recipientem
c = celeritas lucis, id est 3 × 108
Ex aequatione apparet signum transmissum per distantiam attenuari, dum signum per aream maiorem et maiorem ab extremo transmisso ad extremum recipiens diffunditur.
1.b) Effectus umbrae
• In communicatione sine filo observatur. Umbratio est deviatio potentiae receptae signi electromagnetici a valore medio.
• Ex obstaculis in via inter transmittorem et receptorem oritur.
• A loco geographico necnon a frequentia radiophonica undarum EM (electromagneticarum) pendet.
2. Evanescentia Parvae Scalae
Evanescentia parvae scalae ad fluctuationes rapidas roboris signalis recepti per brevissimam distantiam et brevissimum tempus pertinet.
Fundatum inpropagatio morae multiviaeDuo genera evanescentiae parvae scalae sunt, videlicet evanescentia plana et evanescentia selectiva frequentiae. Hi genera evanescentiae multipathiae ab ambitu propagationis pendent.
2.a) Evanescentia plana
Canalis sine filo "planum evanescere" dicitur si amplificationem constantem et responsionem phasis linearem per latitudinem frequentiae quae maior est quam latitudo frequentiae signi transmissi.
In hoc genere evanescentiae omnes partes frequentiae signi recepti in eisdem proportionibus simul fluctuant. Hoc etiam evanescentia non selectiva appellatur.
• Latitudo Signalis << Latitudo Canalis
• Periodus symboli >> Dilatio propagationis
Effectus evanescentiae planae videtur ut diminutio in signali ad sonum (SNR). Hi canales evanescentiae planae notae sunt ut canales amplitudinis variantis vel canales angustae fasciae.
2.b) Evanescentia Selectiva Frequentiae
Diversas partes spectrales signi radiophonici cum diversis amplitudinibus afficit. Hinc nomen evanescentiae selectivae.
• Latitudo Signalis > Latitudo Canalis
• Periodus symboli < Dilatio propagationis
Fundatum indispersio DoppleriaDuo genera evanescentiae sunt, videlicet evanescentia celeris et evanescentia lenta. Hi modi evanescentiae Doppler propagatae a celeritate mobilis pendent, id est, celeritate receptoris respectu transmittoris.
2.c) Celeriter evanescit
Phaenomenon evanescentiae celeris repraesentatur fluctuationibus rapidis signi per areas parvas (id est, latitudinem frequentiae). Cum signa ex omnibus directionibus plani advenerint, evanescentia celeris observabitur omnibus directionibus motus.
Celer evanescentia fit cum responsum impulsuum canalis intra durationem symboli celerrime mutatur.
• Alta dispersio Doppleria
• Periodus symboli > Tempus cohaerentiae
• Variatio Signalis < Variatio Canalis
Hi parametri dispersionem frequentiae vel evanescentiam temporalem selectivam propter propagationem Doppleriam efficiunt. Evanescentia celeris ex reflexionibus rerum localium et motu rerum respectu earum rerum oritur.
In evanescentia rapida, signum receptivum est summa multorum signorum quae ex variis superficiebus reflectuntur. Hoc signum est summa vel differentia plurium signorum quae constructiva vel destructiva esse possunt secundum mutationem phasis relativam inter ea. Relationes phasis pendent ex celeritate motus, frequentia transmissionis et longitudinibus viae relativae.
Celeris evanescentia formam pulsus baseband distorquet. Haec distortio linearis est et creatISI(Interferentia Inter Symbolorum). Aequalizatio adaptiva ISI minuit per remotionem distortionis linearis a canali inductae.
2.d) Lenta evanescentia
Lenta evanescentia ex umbra aedificiorum, collium, montium et aliorum objectorum super viam oritur.
• Dispersio Doppleria humilis
• Periodus symboli <
• Variatio Signalis >> Variatio Canalis
Implementatio exemplorum evanescentiae vel distributionum evanescentiae
Implementationes exemplorum evanescentiae vel distributionum evanescentiae includunt evanescentiam Rayleigh, evanescentiam Rician, evanescentiam Nakagami et evanescentiam Weibull. Hae distributiones canalium vel exempla designata sunt ut evanescentiam in signo datorum baseband secundum requisita profili evanescentiae includant.
Rayleigh evanescens
• In exemplo Rayleigh, solae componentes non lineae visus (Non-Line of Sight, NLOS) inter transmittorem et receptorem simulantur. Supponitur nullam viam LOS inter transmittorem et receptorem exstare.
• MATLAB functionem "rayleighchan" praebet ad simulandum exemplar canalis Rayleigh.
• Potentia exponentialiter distribuitur.
• Phase uniformiter distribuitur et ab amplitudine independens est. Est genus evanescentiae in communicatione sine filo frequentissime adhibitum.
Rician evanescens
• In exemplo Ricardo, et componentes Lineae Visionis (LOS) et componentes non Lineae Visionis (NLOS) inter transmittorem et receptorem simulantur.
• MATLAB functionem "ricianchan" praebet ad exemplar canalis Rician simulandum.
Nakagami evanescens
Canalis Nakagami evanescentiae est exemplar statisticum adhibitum ad describendas vias communicationis sine filo in quibus signum receptum evanescentiam multipath subit. Ambitus cum evanescentia moderata ad severam repraesentat, ut areas urbanas vel suburbanas. Aequatio sequens adhiberi potest ad simulandum exemplar canalis Nakagami evanescentiae.
• Hoc in casu h = r*e denotamusjΦet angulus Φ uniformiter distribuitur in [-π, π]
• Variabiles r et Φ inter se independentes esse assumuntur.
• PDF Nakagami ut supra exprimitur.
• In documento Nakagami, 2σDuo= E{rDuo}, Γ(.) est functio Gamma et k >= (1/2) est figura evanescens (gradus libertatis ad numerum variabilium aleatoriarum Gaussianarum additarum relati).
• Initio empirice elaboratum est, mensuris fretus.
• Potentia receptionis instantanea est Gamma distributa. • Cum k = 1, Rayleigh = Nakagami.
Weibull evanescens
Hic canalis est aliud exemplar statisticum ad describendum canalem communicationis sine filo adhibitum. Canalis Weibull evanescentiae vulgo adhibetur ad repraesentanda ambitus cum variis generibus condicionum evanescentiae, inter quas evanescentia tam debilis quam gravis.
Ubi,
2σDuo= E{rDuo}
• Distributio Weibulliana aliam generalizationem distributionis Rayleighianae repraesentat.
• Cum X et Y variabiles Gaussianae iid mediae nullae sunt, involucrum R = (XDuo+ YDuo)DimidiumNum Rayleigh distribuitur? • Attamen involucrum definitur R = (XDuo+ YDuo)Dimidium, et pdf (profilus distributionis potentiae) correspondens secundum distributionem Weibullianam est.
• Aequatio sequens ad simulandum exemplar Weibull evanescentis adhiberi potest.
In hac pagina varia argumenta de evanescentia tractavimus, ut puta quid sit canalis evanescentiae, eius genera, exempla evanescentiae, applicationes, functiones, et cetera. Informatione in hac pagina data uti possumus ad comparandum et differentiam inter evanescentiam parvam et evanescentiam magnam, differentiam inter evanescentiam planam et evanescentiam frequentiae selectivam, differentiam inter evanescentiam celerem et evanescentiam lentam, differentiam inter evanescentiam Rayleigh et evanescentiam Ricianam, et cetera derivandam.
E-mail:info@rf-miso.com
Telephonum: 0086-028-82695327
Situs interretialis: www.rf-miso.com
Tempus publicationis: XIV Augusti, MMXXIII
