In Radiokommunikationen ist das Verblassen Abweichung der Verdünnung, die ein Signal über bestimmte Fortpflanzungsmedien betrifft. Das Verblassen kann sich mit der Zeit, geografischen Position oder Radiofrequenz ändern, und wird häufig als ein Zufallsprozess modelliert. Ein verwelkender Kanal ist ein Nachrichtenkanal, der das Verblassen umfasst. In Radiosystemen kann das Verblassen entweder wegen der Mehrpfad-Fortpflanzung, gekennzeichnet sein, weil Mehrpfad das Verblassen, oder wegen der Beschattung von Hindernissen veranlasst hat, die die Welle-Fortpflanzung, manchmal gekennzeichnet als das Schattenverblassen betreffen.

Schlüsselkonzepte

Die Anwesenheit von Reflektoren in der Umgebung, die einen Sender und Empfänger umgibt, schafft vielfache Pfade, die ein übersandtes Signal überqueren kann. Infolgedessen sieht der Empfänger die Überlagerung von vielfachen Kopien des übersandten Signals, jeder, einen verschiedenen Pfad überquerend. Jede Signalkopie wird Unterschiede in der Verdünnung, Verzögerung und Phase-Verschiebung erfahren, während sie von der Quelle zum Empfänger reisen wird. Das kann entweder auf konstruktive oder zerstörende Einmischung hinauslaufen, ausführlicher erläuternd oder die am Empfänger gesehene Signalmacht verdünnend. Starke zerstörende Einmischung wird oft einen tiefen genannt verwelken und kann auf vorläufigen Misserfolg der Kommunikation wegen eines strengen Falls im Kanalverhältnis des Signals zum Geräusch hinauslaufen.

Ein allgemeines Beispiel des Mehrpfad-Verblassens ist die Erfahrung des Aufhörens an einem Stopplicht und dem Hören einer in den statischen degenerierten FM-Sendung, während das Signal wiedererworben wird, wenn das Fahrzeug nur einen Bruchteil eines Meters bewegt. Der Verlust der Sendung wird durch das Fahrzeug verursacht, das an einem Punkt anhält, wo das Signal strenge zerstörende Einmischung erfahren hat. Autotelefone können auch ähnlich kurz ausstellen verwelkt.

Verwelkende Kanalmodelle werden häufig verwendet, um die Effekten der elektromagnetischen Übertragung der Information über die Luft in Zellnetzen zu modellieren und Kommunikation zu übertragen. Verwelkende Kanalmodelle werden auch in akustischen Unterwasserkommunikationen verwendet, um die durch das Wasser verursachte Verzerrung zu modellieren. Mathematisch wird das Verblassen gewöhnlich als eine zeitändernde zufällige Änderung im Umfang und der Phase des übersandten Signals modelliert.

Langsam gegen das schnelle Verblassen

Langsames und schnelles Verblassen der Begriffe bezieht sich auf die Rate, an der sich Umfang- und Phase-Änderung, die durch den Kanal dem Signal auferlegt ist, ändert. Die Kohärenz-Zeit ist ein Maß der minimalen für die Umfang-Änderung des Kanals erforderlichen Zeit, unkorreliert von seinem vorherigen Wert zu werden. Wechselweise kann es als die maximale Zeit definiert werden, für die die Umfang-Änderung des Kanals zu seinem vorherigen Wert aufeinander bezogen wird.

• Das langsame Verblassen entsteht, wenn die Kohärenz-Zeit des Kanals hinsichtlich der Verzögerungseinschränkung des Kanals groß ist. In diesem Regime können der Umfang und die durch den Kanal auferlegte Phase-Änderung grob unveränderlich im Laufe der Periode des Gebrauches betrachtet werden. Das langsame Verblassen kann durch Ereignisse wie Beschattung verursacht werden, wo ein großes Hindernis wie ein Hügel oder großes Gebäude den Hauptsignalpfad zwischen dem Sender und dem Empfänger verdunkeln. Die durch die Beschattung verursachte Umfang-Änderung wird häufig mit einem Lognormalvertrieb mit einer Standardabweichung gemäß dem Pfad-Verlust-Modell der Klotz-Entfernung modelliert.
• Schnelles Verblassen kommt vor, wenn die Kohärenz-Zeit des Kanals hinsichtlich der Verzögerungseinschränkung des Kanals klein ist. In diesem Regime, dem Umfang und der durch den Kanal auferlegten Phase-Änderung ändert sich beträchtlich im Laufe der Periode des Gebrauches.

In einem schnell verwelkenden Kanal kann der Sender die Schwankungen in den Kanalbedingungen ausnutzen, die Zeitungleichheit verwenden, um zu helfen, zuzunehmen, Robustheit der Kommunikation zu einem vorläufigen tiefen verwelken. Obwohl ein tiefer verwelkt, kann etwas von der übersandten Information provisorisch löschen, der Gebrauch eines Fehlerkorrekturcodes, der mit erfolgreich übersandten Bit während anderer (durchschießender) Zeitbeispiele verbunden ist, kann die gelöschten wieder zu erlangenden Bit berücksichtigen. In einem langsam verwelkenden Kanal ist es nicht möglich, Zeitungleichheit zu verwenden, weil der Sender nur eine einzelne Verwirklichung des Kanals innerhalb seiner Verzögerungseinschränkung sieht. Ein tiefer verwelkt deshalb dauert die komplette Dauer der Übertragung und kann mit dem Codieren nicht gelindert werden.

Die Kohärenz-Zeit des Kanals ist mit einer als die Ausbreitung von Doppler des Kanals bekannten Menge verbunden. Wenn sich ein Benutzer (oder Reflektoren in seiner Umgebung) bewegt, verursacht die Geschwindigkeit des Benutzers eine Verschiebung in der Frequenz des entlang jedem Signalpfad übersandten Signals. Dieses Phänomen ist als die Verschiebung von Doppler bekannt. Signale, die entlang verschiedenen Pfaden reisen, können verschiedene Verschiebungen von Doppler entsprechend verschiedenen Raten der Änderung in der Phase haben. Der Unterschied in Verschiebungen von Doppler zwischen verschiedenen Signalbestandteilen, die zu einem einzelnen verwelkenden Kanalklaps beitragen, ist als die Ausbreitung von Doppler bekannt. Kanäle mit einer großen Ausbreitung von Doppler haben Signalbestandteile, die sich jeder unabhängig in die Phase mit der Zeit ändern. Da das Verblassen abhängt, ob Signalbestandteile konstruktiv oder zerstörend beitragen, haben solche Kanäle eine sehr kurze Kohärenz-Zeit.

Im Allgemeinen ist Kohärenz-Zeit umgekehrt mit der Ausbreitung von Doppler, normalerweise ausgedrückt als verbunden

wo die Kohärenz-Zeit ist, ist die Ausbreitung von Doppler (Verschiebung von Doppler). Diese Gleichung ist gerade eine Annäherung, um genau zu sein, Kohärenz-Zeit zu sehen.

Wohnung gegen das frequenzauswählende Verblassen

Da die Transportunternehmen-Frequenz eines Signals geändert wird, wird sich der Umfang der Änderung im Umfang ändern. Die Kohärenz-Bandbreite misst die Trennung in der Frequenz, nach der zwei Signale das unkorrelierte Verblassen erfahren werden.

• Im flachen Verblassen ist die Kohärenz-Bandbreite des Kanals größer als die Bandbreite des Signals. Deshalb werden alle Frequenzbestandteile des Signals denselben Umfang des Verblassens erfahren.
• Im frequenzauswählenden Verblassen ist die Kohärenz-Bandbreite des Kanals kleiner als die Bandbreite des Signals. Verschiedene Frequenzbestandteile des Signals erfahren deshalb das Decorrelated-Verblassen.

Da verschiedene Frequenzbestandteile des Signals unabhängig betroffen werden, ist es hoch unwahrscheinlich, dass alle Teile des Signals gleichzeitig durch einen tiefen betroffen werden, verwelken. Bestimmte Modulationsschemas wie OFDM und CDMA sind zur Beschäftigung der Frequenzungleichheit gut passend, um Robustheit dem Verblassen zur Verfügung zu stellen. OFDM teilt das Breitbandsignal in viele langsam abgestimmte engbandige Unterträger, jeder, der zum flachen Verblassen aber nicht der Frequenz das auswählende Verblassen ausgestellt ist. Das kann mittels des Fehlercodierens, der einfachen Gleichung oder des anpassungsfähigen Bit-Ladens bekämpft werden. Zwischensymbol-Einmischung wird durch das Einführen eines Wächter-Zwischenraums zwischen den Symbolen vermieden. CDMA verwendet den Rechen-Empfänger, um sich mit jedem Echo getrennt zu befassen.

Frequenzauswählende verwelkende Kanäle sind auch dispersive, darin die mit jedem Symbol vereinigte Signalenergie wird rechtzeitig ausgedehnt. Das verursacht übersandte Symbole, die rechtzeitig angrenzend sind, um einander zu stören. Equalizer werden häufig in solchen Kanälen aufmarschiert, um die Effekten der Zwischensymbol-Einmischung zu ersetzen.

Die Echos können auch zur Verschiebung von Doppler ausgestellt werden, auf eine Zeit unterschiedliches Kanalmodell hinauslaufend.

Verwelkende Modelle

Beispiele von verwelkenden Modellen für den Vertrieb der Verdünnung sind:

• Dispersive, der Modelle, mit mehreren Echos, jeder verwelkt, der zur verschiedenen Verzögerung, dem Gewinn und der Phase-Verschiebung häufig ausgestellt ist, unveränderlich. Das läuft auf Frequenz das auswählende Verblassen und die Zwischensymbol-Einmischung hinaus. Die Gewinne können Rayleigh oder verteilter Rician sein. Die Echos können auch zur Verschiebung von Doppler ausgestellt werden, auf eine Zeit unterschiedliches Kanalmodell hinauslaufend.
• Nakagami, der verwelkt
• Lognormalschatten, der verwelkt
• Rayleigh, der verwelkt
• Rician, der verwelkt
• Weibull, der verwelkt

Milderung

Das Verblassen kann schlechte Leistung in einem Nachrichtensystem verursachen, weil es auf einen Verlust der Signalmacht hinauslaufen kann, ohne die Macht des Geräusches zu reduzieren. Dieser Signalverlust kann über einige oder die ganze Signalbandbreite sein. Das Verblassen kann auch ein Problem sein, weil es sich mit der Zeit ändert: Nachrichtensysteme werden häufig entworfen, um sich an solche Schwächungen anzupassen, aber das Verblassen kann sich schneller ändern, als die Anpassungen gemacht werden können. In solchen Fällen wird die Wahrscheinlichkeit, ein Verwelken zu erfahren (und vereinigte Bit-Fehler weil fällt das Verhältnis des Signals zum Geräusch), auf dem Kanal der Begrenzungsfaktor in der Leistung der Verbindung.

Die Effekten des Verblassens können durch das Verwenden der Ungleichheit bekämpft werden, um das Signal über vielfache Kanäle zu übersenden, die das unabhängige Verblassen und zusammenhängend Kombinieren von ihnen am Empfänger erfahren. Die Wahrscheinlichkeit, ein Verwelken in diesem zerlegbaren Kanal zu erfahren, ist dann zur Wahrscheinlichkeit proportional, dass alle Teilkanäle gleichzeitig ein Verwelken, ein viel unwahrscheinlicheres Ereignis erfahren.

Ungleichheit kann rechtzeitig, Frequenz oder Raum erreicht werden. Allgemeine Techniken haben gepflegt zu siegen das Signalverblassen schließen Sie ein:

• Ungleichheitsempfang und Übertragung
• MIMO
• OFDM
• Rechen-Empfänger
• Raum-Zeit codiert

Siehe auch

• 2-Strahlen-Boden-Nachdenken-Modell
• Tieflöffelbagger verwelkt
• Verwelken Sie Rand
• Verwelkender Vertrieb
• Frequenz der optimalen Übertragung
• Verbindungsbudget
• Niedrigste verwendbare hohe Frequenz
• Maximale verwendbare Frequenz
• Mehrpfad-Fortpflanzung
• Regen verwelkt
• Thermisch verwelken
• Ultrabreitband

Literatur

• T.S. Rappaport, Radiokommunikationen: Grundsätze und Praxis, die Zweite Ausgabe, Prentice Hall, 2002.
• David Tse und Pramod Viswanath, Grundlagen der Radiokommunikation, Universität von Cambridge Presse, 2005.
• M. Awad, K. T. Wong http://www.eie.polyu.edu.hk/~enktwong/eie.polyu.edu.hk & Z. Li, Eine Einheitliche Übersicht der Empirischen Daten der Offenen Literatur auf dem Radiowave Innenkanal Zeitlich Properties,http://www.eie.polyu.edu.hk/~enktwong/ktw/AwadAPT0508.pdf IEEE Transaktionen auf Antennen & Fortpflanzung, vol. 56, Nr. 5, Seiten 1451-1468, Mai 2008.
• P. Barsocchi, Kanalmodelle für Landradiokommunikationen: ein Überblick, CNR-ISTI technischer Bericht, April 2006.

Links

• Das Verblassen wegen der Mehrpfad-Wirkung