Fading

Haririk gabeko komunikazioetan fading edo itzaltzea da seinale batek ahultzean jasaten duen bariazioa, eta aldagai askok baldintza dezakete. Prozesu estokastikotzat hartzen da eta bere aldagaiak honako hauek dira: denbora, kokapen geografikoa, eta irrati-maiztasuna.

Sarritan ausazko prozesu gisa moldekatzen da. Komunikazioetan itzaltze kanala itzaltze daukan kanal bat da. Haririk gabeko sistemetan, itzaltze bide ugariko hedapenaren ondorioz izan daiteke, bide anitzeko lausotzea, eguraldia (batez ere euria), edo oztopoen itzala uhinen hedapenaren eraginez, batzuetan itzaltze motela deitzen dena.

Kontzeptu nagusiak

Hausnarkerien presentzia igorle eta hartzaile baten inguruan, seinale batek zeharkatu ditzakeen bide anitzak sortzen ditu. Hau da, seinale transmititu batek zeharkatu ditzakeen bideak. Ondorioz, hartzaileak bidalitako senialeen kopia anitzen superposizioa ikusten du. Seinale igorle bakoitzak beste bide batetik kopia seinale desberdintasunak sortuko ditu, hala nola atenuazioa, atzerapena eta fase aldaketa, iturburutik hartzailera bidaiatzen den bitartean alda ditzakete. Honek, interferentzia eraikitzaileak edo suntsitzaileak sor ditzakete, hartzailearen seinale-ahalmena anplifikatuz edo bereganatuz. Interferentzia suntsitzaile indartsuak askotan ahulgune sakon bat sortzen dute tanta baten ondorioz, itzalze zakona gisa ezagutzen den fenomeno bat da.

Sakoneko itzaltze adibide komun bat zirkulazioan agertzen da, objektu handi baten aurrean gelditu eta FM baten degenerazio estatikoa entzuten da, seinalea, berriro berreskuratu egiten da ibilgailua zenbait metro mugitzen denean. Saioa galdu egin da ibilgailua gelditu den lekuan interferentzia suntsitzaile gogorra emanten delako. Mugikor zelularrek ere une bateko itzaltze jasan ditzakete.

Itzaltze ubide ereduak maiz erabiltzen dira zelula-sareetan eta aireko komunikazioetan informazioaren igorpen elektromagnetikoaren efektuak moldekatzeko. Ur azpiko komunikazio akustikoetan ere ubide ahuleko ereduak erabiltzen dira urak eragindako distortsioa moldekatzeko.

Motak

Itzaltze motela eta itzaltze azkarra terminoak seinaleak kanalean duten magnitude eta fase itzaltze tasa azaltzen dute. Koherentzia-denbora kanalaren magnitude-aldaketa edo fase-aldaketa behar den gutxieneko denboraren neurria da, aurreko baliotik zerikusi gutxi izateko.

Itzaltze motela (Slow fading)

Itzaltze motela (Slow fading): kanalaren koherentzia-denbora handia denean aplikazioren^[1] itxarote-denborarekin konparatuz agertzen da. Araubide honetan, ubideak ezartzen duen anplitudea eta fase-aldaketa erabilera-aldian zehar oso konstantetzat jo daiteke. Moteltzea (Shadowing) itzaltze motela sortzen du, hala nola, muino bat edo eraikin handi bat bezalako oztopo handi batek, igorlearen eta hartzailearen arteko seinale-bide nagusia iluntzen baitu. Energia-aldaketa jasoak askotan log-normal baten bidez moldekatzen dira.

Itzaltze azkarra (Fast fading)

Itzaltze azkarra (Fast fading): kanalaren koherentzia-denbora txikia denean itxarope-denborarekin konparatuz agertzen da. Kasu honetan, kanalak ezartzen duen anplitudea eta fase-aldaketa asko aldatzen da erabilera-aldiaren zehar.

Itzaltze azkarra duen kanal batean, igorlea kanaleko baldintzen aldakuntzez balia daiteke denbora-aniztasuna erabiliz komunikazioaren itzaltze sakona murrizteko. Nahiz eta aldi batzuetan itzaltze sakon batek transmititutako informazio batzuk aldi baterako ezabatu, beste batzuetan arrakastaz transmititutako kode zuzentzaile baten erabilera (interfazea) aukera ematen du ezabatutako puskak berreskuratzeko. Itzaltze motela duen kanal batean, ezin da denbora-aniztasuna erabili igorleak kanalaren egikaritzapen bakar bat bakarrik ikusten duelako bere atzerapenean. Zimurdura sakon batek, beraz, transmisioaren iraupen osoa irauten du eta ezin da kodifikazioa erabiliz zuzendu.

Kanalaren koherentzia-denbora kanalaren Doppler hedatua bezala ezagutzen den kantitateari lotzen zaio. Erabiltzaile bat (edo bere ingurunean islatzaileak) mugitzen denean, erabiltzailearen abiadurak seinale bakoitzaren maiztasunean aldaketak eragiten ditu. Fenomeno hau Dopplerren txanda bezala ezagutzen da. Bide ezberdinetan zehar doazen seinaleek Doppler aldaera desberdinak izan ditzakete, fase aldaketa abiadura ezberdinei dagozkienak. Doppler handi bat duten kanalek osagai seinaleak dituzte eta bakoitza bere aldetik aldatzen ari da denboran zehar. Itzaltzea eguraldiaren arabera handitu edo gutxitu dezake, hau da interferentzia eraikigarriak edo interferentzia suntsitzaileak sor ditzakete beraz, koherentzia-denbora txikia duten kanaleak gaitasun aldakorra dute.

Blokearen Itzaltze (Block fading)

Bloke itzaltze lausotze-prozesua gutxi gorabehera etengabea da hainbat sinbolo-tartetan^[2]. Kanal bat "blokeo bikoitza" izan daiteke denboraren eta maiztasunaren eremuan lausotzen ari denean^[3]. Haririk gabeko komunikazio-kanal asko dinamikoak dira, eta normalean bloke bat bezala moldekatzen dira. Kanal hauetan, sinbolo bloke bakoitza, estatistikoki independentea den transformazio batetik igarotzen da. Normalean, motel aldatzen duten kanaleak Rayleigh espektro^[4] ereduaren bidez moldekatzen dira, adibidez blokearen itzaltzea OFDM sistemetan horrela egiten da.

Itzaltze positiboa (Upfade)

Upfade, irrati seinale batek indarra hartzen duen egoeretan ematen da, interferentzia eraikitzaileak deskribatzeko erabiltzen den desplazamendu kasu berezi bat da.^[5] Bidai anitzeko baldintza batzuek seinale baten anplitudea handitzen dute bide desberdinetatik doazen seinaleak hartzailearengana fase berean iristen direlako eta seinale nagusiaren osagarriak handitzen dira. Horregatik, hartzailearengana iristen den seinale osoa indartsuagoa izango da, seinaleak, bide anitzeko baldintzarik izango ez balu baino. Haririk gabeko LAN sistemetan ere antzematen da efektua.

Arintzea

Lausotzeak errendimendu txikia eragin dezake komunikazio-sistema batean. Izan ere, seinale-ahalmena galtzea ekar dezake, zarataren indarra murriztu gabe. Seinale galera hau seinalearen banda-zabalera baten edo guztien gainekoa izan daiteke. Lausotzea ere arazo bat izan daiteke denboran zehar aldatzen den heinean. Komunikazio sistemak askotan horrelako desbiderapenetara egokitzeko diseinatuta daude, baina lausotzea egokitzapenak egin baino azkarrago alda daiteke. Kasu horietan, kanalean itzaltze egoteko probabilitatea handitzen da.

Itzaltzearen efektuak borroka daitezke, aniztasuna erabiliz seinalea transmititzeko kanal anizkunen gainean, zeinak higorlearen eta hartzailearen aurrean koherentziaz konbinatzen baitira. Kanal konposatu honetan itzaltze esperimentatzeko probabilitatea proportzionala da, beraz, kanal konposatu guztiek aldi berean itzaltze esperimentatzeko duten probabilitatea. Denboran, maiztasunean edo espazioan lor daiteke aniztasuna. Seinalea gainditzeko erabiltzen diren teknika arruntenak honako hauek dira:

Erreferentziak

↑ Tse, David; Viswanath, Pramod. (2011). Fundamentals of wireless communication. (5. print. argitaraldia) Cambridge University Press ISBN 978-0-521-84527-4. (Noiz kontsultatua: 2023-12-10).
↑ Byrnes, Jim, ed. (1999). Signal processing for multimedia: proceedings of the NATO Advanced Study Institute on Signal Processing for Multimedia, Lucca, Italy, 5 - 18 July 1998. IOS Press [u.a.] ISBN 978-90-5199-460-5. (Noiz kontsultatua: 2023-12-10).
↑ Matthews, Michael B., ed. (2000). Conference record of the Thirty-Fourth Asilomar Conference on Signals, Systems & Computers: October 29 - November 1, 2000, Pacific Grove, California. IEEE Operations Center ISBN 978-0-7803-6514-8. (Noiz kontsultatua: 2023-12-10).
↑ «Rayleigh fading channels in mobile digital communication systems .I. Characterization | IEEE Journals & Magazine | IEEE Xplore» ieeexplore.ieee.org (Noiz kontsultatua: 2023-12-10).
↑ Lehpamer, Harvey. (2010). Microwave transmission networks: planning, design, and deployment. (2. ed. argitaraldia) McGraw-Hill ISBN 978-0-07-170122-8. (Noiz kontsultatua: 2023-12-10).

Ikus, gainera

Kanpo estekak

Fading due to multipath effect

Datuak: Q1196572
Multimedia: Radio propagation / Q1196572

[1] Tse, David; Viswanath, Pramod. (2011). Fundamentals of wireless communication. (5. print. argitaraldia) Cambridge University Press ISBN 978-0-521-84527-4. (Noiz kontsultatua: 2023-12-10).

[2] Byrnes, Jim, ed. (1999). Signal processing for multimedia: proceedings of the NATO Advanced Study Institute on Signal Processing for Multimedia, Lucca, Italy, 5 - 18 July 1998. IOS Press [u.a.] ISBN 978-90-5199-460-5. (Noiz kontsultatua: 2023-12-10).

[3] Matthews, Michael B., ed. (2000). Conference record of the Thirty-Fourth Asilomar Conference on Signals, Systems & Computers: October 29 - November 1, 2000, Pacific Grove, California. IEEE Operations Center ISBN 978-0-7803-6514-8. (Noiz kontsultatua: 2023-12-10).

[4] «Rayleigh fading channels in mobile digital communication systems .I. Characterization | IEEE Journals & Magazine | IEEE Xplore» ieeexplore.ieee.org (Noiz kontsultatua: 2023-12-10).

[5] Lehpamer, Harvey. (2010). Microwave transmission networks: planning, design, and deployment. (2. ed. argitaraldia) McGraw-Hill ISBN 978-0-07-170122-8. (Noiz kontsultatua: 2023-12-10).

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]