వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్‌లో ఫేడింగ్ బేసిక్స్ మరియు ఫేడింగ్ రకాలు

వివిధ ఛానెల్ సంబంధిత వైకల్యాలు మరియు ట్రాన్స్‌మిటర్/రిసీవర్ స్థానాన్ని పరిగణనలోకి తీసుకుంటే వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్ సిస్టమ్‌లో క్షీణిస్తున్న రకాలు.
➤లార్జ్ స్కేల్ ఫేడింగ్: ఇందులో పాత్ లాస్ మరియు షాడోయింగ్ ఎఫెక్ట్స్ ఉంటాయి.
➤స్మాల్ స్కేల్ ఫేడింగ్: ఇది రెండు ప్రధాన వర్గాలుగా విభజించబడింది, అవి. మల్టీపాత్ ఆలస్యం వ్యాప్తి మరియు డాప్లర్ వ్యాప్తి. మల్టీపాత్ ఆలస్యం స్ప్రెడ్ ఫ్లాట్ ఫేడింగ్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ సెలెక్టివ్ ఫేడింగ్‌గా విభజించబడింది. డాప్లర్ స్ప్రెడ్ ఫాస్ట్ ఫేడింగ్ మరియు స్లో ఫేడింగ్ అని విభజించబడింది.
➤ఫేడింగ్ మోడల్‌లు: పైన పేర్కొన్న ఫేడింగ్ రకాలు వివిధ మోడల్‌లు లేదా డిస్ట్రిబ్యూషన్‌లలో అమలు చేయబడతాయి, వీటిలో రేలీ, రిసియన్, నకగామి, వీబుల్ మొదలైనవి ఉన్నాయి.

మనకు తెలిసినట్లుగా, నేల మరియు చుట్టుపక్కల భవనాల నుండి ప్రతిబింబాలు అలాగే పెద్ద ప్రాంతంలో ఉన్న చెట్లు, ప్రజలు మరియు టవర్ల నుండి చెల్లాచెదురుగా ఉన్న సిగ్నల్స్ కారణంగా క్షీణత సంకేతాలు సంభవిస్తాయి. క్షీణించడంలో రెండు రకాలు ఉన్నాయి. పెద్ద ఎత్తున క్షీణించడం మరియు చిన్న స్థాయి క్షీణించడం.

1.) లార్జ్ స్కేల్ ఫేడింగ్

ట్రాన్స్మిటర్ మరియు రిసీవర్ మధ్య అడ్డంకి వచ్చినప్పుడు పెద్ద ఎత్తున క్షీణత ఏర్పడుతుంది. ఈ జోక్యం రకం సిగ్నల్ బలం యొక్క గణనీయమైన తగ్గింపుకు కారణమవుతుంది. ఎందుకంటే EM వేవ్ అడ్డంకి ద్వారా నీడ లేదా నిరోధించబడింది. ఇది దూరంపై సిగ్నల్ యొక్క పెద్ద హెచ్చుతగ్గులకు సంబంధించినది.

1.a) మార్గం నష్టం

ఖాళీ స్థలం నష్టాన్ని ఈ క్రింది విధంగా వ్యక్తీకరించవచ్చు.
➤ Pt/Pr = {(4 * π * d)²/ λ²} = (4*π*f*d)²/c²
ఎక్కడ,
Pt = శక్తిని ప్రసారం చేయండి
Pr = శక్తిని స్వీకరించండి
λ = తరంగదైర్ఘ్యం
d = యాంటెన్నాను ప్రసారం చేయడం మరియు స్వీకరించడం మధ్య దూరం
c = కాంతి వేగం అంటే 3 x 10⁸

ఈక్వేషన్ నుండి ట్రాన్స్‌మిట్ ఎండ్ నుండి రిసీవ్ ఎండ్ వైపు సిగ్నల్ పెద్ద మరియు పెద్ద ప్రదేశంలో వ్యాపించడం వలన ట్రాన్స్‌మిటెడ్ సిగ్నల్ దూరం మీద అటెన్యూట్ అవుతుందని సూచిస్తుంది.

1.b) నీడ ప్రభావం

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

2. స్మాల్ స్కేల్ ఫేడింగ్

స్మాల్ స్కేల్ ఫేడింగ్ అనేది చాలా తక్కువ దూరం మరియు తక్కువ వ్యవధిలో అందుకున్న సిగ్నల్ బలం యొక్క వేగవంతమైన హెచ్చుతగ్గులకు సంబంధించినది.

ఆధారంగాబహుళమార్గం ఆలస్యం వ్యాప్తిచిన్న స్థాయి ఫేడింగ్‌లో రెండు రకాలు ఉన్నాయి. ఫ్లాట్ ఫేడింగ్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ సెలెక్టివ్ ఫేడింగ్. ఈ మల్టీపాత్ ఫేడింగ్ రకాలు ప్రచారం వాతావరణంపై ఆధారపడి ఉంటాయి.

2.a) ఫ్లాట్ ఫేడింగ్

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

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

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

ఫ్లాట్ ఫేడింగ్ ప్రభావం SNRలో తగ్గుదలగా కనిపిస్తుంది. ఈ ఫ్లాట్ ఫేడింగ్ ఛానెల్‌లను యాంప్లిట్యూడ్ మారే ఛానెల్‌లు లేదా నారోబ్యాండ్ ఛానెల్‌లు అంటారు.

2.b) ఫ్రీక్వెన్సీ సెలెక్టివ్ ఫేడింగ్

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

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

ఆధారంగాడాప్లర్ వ్యాప్తిక్షీణించడంలో రెండు రకాలు ఉన్నాయి, అవి. వేగంగా క్షీణించడం మరియు నెమ్మదిగా క్షీణించడం. ఈ డాప్లర్ స్ప్రెడ్ ఫేడింగ్ రకాలు మొబైల్ వేగంపై ఆధారపడి ఉంటాయి అంటే ట్రాన్స్‌మిటర్‌కు సంబంధించి రిసీవర్ వేగం.

2.c) వేగంగా క్షీణించడం

శీఘ్ర క్షీణత యొక్క దృగ్విషయం చిన్న ప్రాంతాలపై (అంటే బ్యాండ్‌విడ్త్) సిగ్నల్ యొక్క వేగవంతమైన హెచ్చుతగ్గుల ద్వారా సూచించబడుతుంది. విమానంలోని అన్ని దిశల నుండి సంకేతాలు వచ్చినప్పుడు, కదలిక యొక్క అన్ని దిశలకు వేగంగా క్షీణించడం గమనించబడుతుంది.

గుర్తు వ్యవధిలో ఛానెల్ ప్రేరణ ప్రతిస్పందన చాలా వేగంగా మారినప్పుడు వేగంగా క్షీణించడం జరుగుతుంది.

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

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

ఫాస్ట్ ఫేడింగ్‌లో, రిసీవ్ సిగ్నల్ అనేది వివిధ ఉపరితలాల నుండి ప్రతిబింబించే అనేక సిగ్నల్‌ల మొత్తం. ఈ సంకేతం వాటి మధ్య సాపేక్ష దశ మార్పు ఆధారంగా నిర్మాణాత్మకంగా లేదా విధ్వంసకరంగా ఉండే బహుళ సంకేతాల మొత్తం లేదా వ్యత్యాసం. దశ సంబంధాలు చలన వేగం, ప్రసార ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు సాపేక్ష మార్గం పొడవులపై ఆధారపడి ఉంటాయి.

వేగంగా క్షీణించడం బేస్‌బ్యాండ్ పల్స్ ఆకారాన్ని వక్రీకరిస్తుంది. ఈ వక్రీకరణ సరళమైనది మరియు సృష్టిస్తుందిISI(ఇంటర్ సింబల్ ఇంటర్‌ఫెరెన్స్). అడాప్టివ్ ఈక్వలైజేషన్ ఛానెల్ ద్వారా ప్రేరేపించబడిన సరళ వక్రీకరణను తొలగించడం ద్వారా ISIని తగ్గిస్తుంది.

2.d) నెమ్మదిగా క్షీణించడం

నెమ్మదిగా క్షీణించడం అనేది మార్గంలో భవనాలు, కొండలు, పర్వతాలు మరియు ఇతర వస్తువుల ద్వారా నీడ పడటం.

• తక్కువ డాప్లర్ స్ప్రెడ్
• చిహ్న కాలం <
• సిగ్నల్ వేరియేషన్ >> ఛానెల్ వేరియేషన్

ఫేడింగ్ మోడల్స్ లేదా ఫేడింగ్ డిస్ట్రిబ్యూషన్‌ల అమలు

ఫేడింగ్ మోడల్స్ లేదా ఫేడింగ్ డిస్ట్రిబ్యూషన్‌ల అమలులో రేలీ ఫేడింగ్, రిసియన్ ఫేడింగ్, నకగామి ఫేడింగ్ మరియు వీబుల్ ఫేడింగ్ ఉన్నాయి. ఈ ఛానెల్ పంపిణీలు లేదా మోడల్‌లు ఫేడింగ్ ప్రొఫైల్ అవసరాలకు అనుగుణంగా బేస్‌బ్యాండ్ డేటా సిగ్నల్‌లో ఫేడింగ్‌ను చేర్చడానికి రూపొందించబడ్డాయి.

రేలీ ఫేడింగ్

• రేలీ మోడల్‌లో, ట్రాన్స్‌మిటర్ మరియు రిసీవర్ మధ్య నాన్ లైన్ ఆఫ్ సైట్(NLOS) భాగాలు మాత్రమే అనుకరించబడతాయి. ట్రాన్స్‌మిటర్ మరియు రిసీవర్ మధ్య ఎటువంటి LOS మార్గం లేదని భావించబడుతుంది.
• MATLAB రేలీ ఛానెల్ మోడల్‌ను అనుకరించడానికి "రేలీఘన్" ఫంక్షన్‌ను అందిస్తుంది.
• శక్తి విపరీతంగా పంపిణీ చేయబడింది.
• దశ ఏకరీతిగా పంపిణీ చేయబడుతుంది మరియు వ్యాప్తి నుండి స్వతంత్రంగా ఉంటుంది. ఇది వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్‌లో ఎక్కువగా ఉపయోగించే ఫేడింగ్ రకాలు.

రిషియన్ క్షీణించడం

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

నకగామి క్షీణిస్తోంది

నకగామి ఫేడింగ్ ఛానెల్ అనేది వైర్‌లెస్ కమ్యూనికేషన్ ఛానెల్‌లను వివరించడానికి ఉపయోగించే ఒక గణాంక నమూనా, దీనిలో అందుకున్న sgnal మల్టీపాత్ ఫేడింగ్‌కు గురవుతుంది. ఇది పట్టణ లేదా సబర్బన్ ప్రాంతాల వంటి మితమైన మరియు తీవ్రమైన క్షీణతతో కూడిన వాతావరణాలను సూచిస్తుంది. నకగామి ఫేడింగ్ ఛానెల్ మోడల్‌ను అనుకరించడానికి క్రింది సమీకరణాన్ని ఉపయోగించవచ్చు.