వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్‌లో క్షీణించే ప్రాథమిక అంశాలు మరియు క్షీణించే రకాలు

వివిధ ఛానెల్ సంబంధిత బలహీనతలు మరియు ట్రాన్స్మిటర్/రిసీవర్ యొక్క స్థానాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్ వ్యవస్థలో క్షీణత రకాలుగా విభజించబడ్డాయి.
➤లార్జ్ స్కేల్ ఫేడింగ్: ఇందులో పాత్ లాస్ మరియు షాడోయింగ్ ఎఫెక్ట్స్ ఉంటాయి.
➤చిన్న స్కేల్ ఫేడింగ్: ఇది రెండు ప్రధాన వర్గాలుగా విభజించబడింది అవి. మల్టీపాత్ డిలే స్ప్రెడ్ మరియు డాప్లర్ స్ప్రెడ్. మల్టీపాత్ డిలే స్ప్రెడ్‌ను ఫ్లాట్ ఫేడింగ్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ సెలెక్టివ్ ఫేడింగ్‌గా మరింత విభజించారు. డాప్లర్ స్ప్రెడ్‌ను ఫాస్ట్ ఫేడింగ్ మరియు స్లో ఫేడింగ్‌గా విభజించారు.
➤క్షీణిస్తున్న నమూనాలు: పైన పేర్కొన్న ఫేడింగ్ రకాలు రేలీ, రిషియన్, నకగామి, వీబుల్ మొదలైన వివిధ నమూనాలు లేదా పంపిణీలలో అమలు చేయబడతాయి.

మనకు తెలిసినట్లుగా, నేల మరియు చుట్టుపక్కల భవనాల నుండి ప్రతిబింబాల వల్ల అలాగే పెద్ద ప్రాంతంలో ఉన్న చెట్లు, ప్రజలు మరియు టవర్ల నుండి చెల్లాచెదురుగా ఉన్న సంకేతాల వల్ల సంకేతాలు మసకబారుతాయి. రెండు రకాల మసకబారడం ఉన్నాయి, అవి పెద్ద ఎత్తున మసకబారడం మరియు చిన్న స్థాయి మసకబారడం.

1.) పెద్ద ఎత్తున క్షీణించడం

ట్రాన్స్మిటర్ మరియు రిసీవర్ మధ్య అడ్డంకి వచ్చినప్పుడు పెద్ద ఎత్తున క్షీణత సంభవిస్తుంది. ఈ జోక్యం రకం సిగ్నల్ బలంలో గణనీయమైన తగ్గింపుకు కారణమవుతుంది. ఎందుకంటే EM వేవ్ అడ్డంకి ద్వారా నీడలో లేదా నిరోధించబడి ఉంటుంది. ఇది దూరం ప్రకారం సిగ్నల్ యొక్క పెద్ద హెచ్చుతగ్గులకు సంబంధించినది.

1.a) మార్గం నష్టం

ఖాళీ స్థల మార్గం నష్టాన్ని ఈ క్రింది విధంగా వ్యక్తీకరించవచ్చు.
➤ పాయింట్/ప్ర = {(4 * π * డి)²/ λ²} = (4*π*f*d)²/c²
ఎక్కడ,
Pt = ప్రసార శక్తి
Pr = శక్తిని స్వీకరించండి
λ = తరంగదైర్ఘ్యం
d = ప్రసారం చేసే మరియు స్వీకరించే యాంటెన్నా మధ్య దూరం
c = కాంతి వేగం అంటే 3 x 10⁸

సమీకరణం నుండి, సిగ్నల్ ప్రసార చివర నుండి స్వీకరించే చివర వరకు పెద్ద మరియు పెద్ద ప్రాంతంలో వ్యాపించి ఉన్నందున, ప్రసార సిగ్నల్ దూరం కంటే తగ్గుతుందని ఇది సూచిస్తుంది.

1.b) నీడ ప్రభావం

• వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్‌లో దీనిని గమనించవచ్చు. నీడ అనేది సగటు విలువ నుండి EM సిగ్నల్ యొక్క స్వీకరించిన శక్తి యొక్క విచలనం.
• ఇది ట్రాన్స్మిటర్ మరియు రిసీవర్ మధ్య మార్గంలో ఉన్న అడ్డంకుల ఫలితం.
• ఇది భౌగోళిక స్థానం మరియు EM (విద్యుదయస్కాంత) తరంగాల రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

2. చిన్న తరహా క్షీనతకి

చిన్న స్థాయి క్షీణత చాలా తక్కువ దూరం మరియు తక్కువ వ్యవధిలో అందుకున్న సిగ్నల్ బలం యొక్క వేగవంతమైన హెచ్చుతగ్గులకు సంబంధించినది.

ఆధారంగామల్టీపాత్ డిలే స్ప్రెడ్చిన్న తరహా క్షీణత రెండు రకాలుగా ఉంటుంది, అవి ఫ్లాట్ ఫేడింగ్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ సెలెక్టివ్ ఫేడింగ్. ఈ మల్టీపాత్ ఫేడింగ్ రకాలు ప్రచార వాతావరణంపై ఆధారపడి ఉంటాయి.

2.a) ఫ్లాట్ ఫేడింగ్

ప్రసారం చేయబడిన సిగ్నల్ యొక్క బ్యాండ్‌విడ్త్ కంటే ఎక్కువ బ్యాండ్‌విడ్త్‌పై స్థిరమైన లాభం మరియు లీనియర్ ఫేజ్ ప్రతిస్పందన ఉంటే వైర్‌లెస్ ఛానల్ ఫ్లాట్ ఫేడింగ్ అని అంటారు.

ఈ రకమైన క్షీణతలో అందుకున్న సిగ్నల్ యొక్క అన్ని ఫ్రీక్వెన్సీ భాగాలు ఒకేసారి ఒకే నిష్పత్తిలో హెచ్చుతగ్గులకు లోనవుతాయి. దీనిని నాన్-సెలెక్టివ్ ఫేడింగ్ అని కూడా అంటారు.

• సిగ్నల్ BW << ఛానల్ BW
• చిహ్న కాలం >> ఆలస్యం వ్యాప్తి

ఫ్లాట్ ఫేడింగ్ ప్రభావం SNR లో తగ్గుదలుగా కనిపిస్తుంది. ఈ ఫ్లాట్ ఫేడింగ్ ఛానెల్‌లను యాంప్లిట్యూడ్ వేరియింగ్ ఛానెల్‌లు లేదా నారోబ్యాండ్ ఛానెల్‌లు అంటారు.

2.b) ఫ్రీక్వెన్సీ సెలెక్టివ్ ఫేడింగ్

ఇది వేర్వేరు వ్యాప్తితో రేడియో సిగ్నల్ యొక్క వివిధ వర్ణపట భాగాలను ప్రభావితం చేస్తుంది. అందుకే దీనికి సెలెక్టివ్ ఫేడింగ్ అని పేరు వచ్చింది.

• సిగ్నల్ BW > ఛానల్ BW
• చిహ్న కాలం ఆలస్యం వ్యాప్తి

ఆధారంగాడాప్లర్ వ్యాప్తిఫాస్ట్ ఫేడింగ్ మరియు స్లో ఫేడింగ్ అనే రెండు రకాల ఫేడింగ్ ఉన్నాయి. ఈ డాప్లర్ స్ప్రెడ్ ఫేడింగ్ రకాలు మొబైల్ వేగంపై ఆధారపడి ఉంటాయి, అనగా ట్రాన్స్మిటర్‌కు సంబంధించి రిసీవర్ వేగం.

2.c) వేగంగా క్షీణించడం

చిన్న ప్రాంతాలలో (అంటే బ్యాండ్‌విడ్త్) సిగ్నల్ యొక్క వేగవంతమైన హెచ్చుతగ్గుల ద్వారా ఫాస్ట్ ఫేడింగ్ దృగ్విషయం ప్రాతినిధ్యం వహిస్తుంది. విమానంలోని అన్ని దిశల నుండి సిగ్నల్‌లు వచ్చినప్పుడు, కదలిక యొక్క అన్ని దిశలకు ఫాస్ట్ ఫేడింగ్ గమనించబడుతుంది.

సింబల్ వ్యవధిలో ఛానల్ ఇంపల్స్ స్పందన చాలా వేగంగా మారినప్పుడు ఫాస్ట్ ఫేడింగ్ జరుగుతుంది.

• అధిక డాప్లర్ వ్యాప్తి
• చిహ్న కాలం > పొందిక సమయం
• సిగ్నల్ వైవిధ్యం < ఛానెల్ వైవిధ్యం

ఈ పారామితులు డాప్లర్ వ్యాప్తి కారణంగా ఫ్రీక్వెన్సీ వ్యాప్తి లేదా సమయ ఎంపిక క్షీణతకు దారితీస్తాయి. స్థానిక వస్తువుల ప్రతిబింబాలు మరియు ఆ వస్తువులకు సంబంధించి వస్తువుల కదలికల ఫలితంగా వేగంగా క్షీణించడం జరుగుతుంది.

వేగంగా క్షీణించడంలో, రిసీవ్ సిగ్నల్ అనేది వివిధ ఉపరితలాల నుండి ప్రతిబింబించే అనేక సంకేతాల మొత్తం. ఈ సిగ్నల్ బహుళ సంకేతాల మొత్తం లేదా వ్యత్యాసం, ఇది వాటి మధ్య సాపేక్ష దశ మార్పు ఆధారంగా నిర్మాణాత్మకంగా లేదా విధ్వంసకరంగా ఉంటుంది. దశ సంబంధాలు కదలిక వేగం, ప్రసార ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు సాపేక్ష మార్గం పొడవులపై ఆధారపడి ఉంటాయి.

వేగంగా క్షీణించడం బేస్‌బ్యాండ్ పల్స్ ఆకారాన్ని వక్రీకరిస్తుంది. ఈ వక్రీకరణ రేఖీయంగా ఉంటుంది మరియు సృష్టిస్తుందిఐ.ఎస్.ఐ.(ఇంటర్ సింబల్ ఇంటర్‌ఫరెన్స్). అడాప్టివ్ ఈక్వలైజేషన్ ఛానల్ ద్వారా ప్రేరేపించబడిన లీనియర్ డిస్టార్షన్‌ను తొలగించడం ద్వారా ISIని తగ్గిస్తుంది.

2.d) నెమ్మదిగా క్షీణించడం

భవనాలు, కొండలు, పర్వతాలు మరియు ఇతర వస్తువుల నీడ దారిపై పడటం వల్ల నెమ్మదిగా రంగు మసకబారుతుంది.

• తక్కువ డాప్లర్ వ్యాప్తి
• చిహ్న కాలం <
• సిగ్నల్ వైవిధ్యం >> ఛానల్ వైవిధ్యం

ఫేడింగ్ మోడల్స్ లేదా ఫేడింగ్ డిస్ట్రిబ్యూషన్ల అమలు

ఫేడింగ్ మోడల్స్ లేదా ఫేడింగ్ డిస్ట్రిబ్యూషన్ల అమలులలో రేలీ ఫేడింగ్, రిషియన్ ఫేడింగ్, నకగామి ఫేడింగ్ మరియు వీబుల్ ఫేడింగ్ ఉన్నాయి. ఈ ఛానల్ డిస్ట్రిబ్యూషన్లు లేదా మోడల్స్ ఫేడింగ్ ప్రొఫైల్ అవసరాలకు అనుగుణంగా బేస్‌బ్యాండ్ డేటా సిగ్నల్‌లో ఫేడింగ్‌ను చేర్చడానికి రూపొందించబడ్డాయి.

రేలీ క్షీణించడం

• రేలీ మోడల్‌లో, ట్రాన్స్‌మిటర్ మరియు రిసీవర్ మధ్య నాన్ లైన్ ఆఫ్ సైట్ (NLOS) భాగాలు మాత్రమే అనుకరించబడతాయి. ట్రాన్స్‌మిటర్ మరియు రిసీవర్ మధ్య ఎటువంటి LOS మార్గం లేదని భావించబడుతుంది.
• రేలీ ఛానల్ మోడల్‌ను అనుకరించడానికి MATLAB "రేలీచాన్" ఫంక్షన్‌ను అందిస్తుంది.
• శక్తి ఘాతాంకంగా పంపిణీ చేయబడుతుంది.
• దశ ఏకరీతిలో పంపిణీ చేయబడి, వ్యాప్తి నుండి స్వతంత్రంగా ఉంటుంది. ఇది వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్‌లో ఎక్కువగా ఉపయోగించే ఫేడింగ్ రకం.

రిషియన్ ఫేడింగ్

• రిషియన్ మోడల్‌లో, లైన్ ఆఫ్ సైట్ (LOS) మరియు నాన్ లైన్ ఆఫ్ సైట్ (NLOS) భాగాలు రెండూ ట్రాన్స్‌మిటర్ మరియు రిసీవర్ మధ్య అనుకరించబడతాయి.
• రిషియన్ ఛానల్ మోడల్‌ను అనుకరించడానికి MATLAB "రిషియన్‌చాన్" ఫంక్షన్‌ను అందిస్తుంది.

నకగామి రంగు మారుతోంది

నకగామి ఫాడింగ్ ఛానల్ అనేది వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్ ఛానెల్‌లను వివరించడానికి ఉపయోగించే గణాంక నమూనా, దీనిలో స్వీకరించబడిన స్గ్నాల్ మల్టీపాత్ ఫేడింగ్‌కు గురవుతుంది. ఇది పట్టణ లేదా శివారు ప్రాంతాల వంటి మధ్యస్థం నుండి తీవ్రమైన ఫేడింగ్ ఉన్న వాతావరణాలను సూచిస్తుంది. నకగామి ఫాడింగ్ ఛానల్ మోడల్‌ను అనుకరించడానికి క్రింది సమీకరణాన్ని ఉపయోగించవచ్చు.