Giriş Giriş Giriş

Kablosuz iletişim sistemleri, mobil ağlardan ve Wi-Fi'den uydu bağlantılarına ve radarlara kadar uzanır. Ancak, bu etkileri sürekli olarak kullanan mühendisler, yüksek veri oranları ve düşük hata oranlarına sahip olan sağlam sistemler tarafından şekillendirilebilirler.[Döneltilmiş yansımalar ve QD:2).

Ground Reflection Fiziği

Ground yansıma, bir kanaldan yayılan radyo dalgası, Dünya'nın yüzeyi ve enerjisinin bir kısmı alıcıya yönlendirildiğinde meydana gelir.The reflect dalgası, antenler arasındaki mesafeyi, sinyal frekansına ve elektrik özelliklerine bağlı olarak, antenler arasındaki mesafeyi daha uzun bir yol açar.

Fresnel Bölgesi ve Yol Temizliği

Zemin yansımasını sayısal olarak anlamak için, ilk İZFLT:0)Fresnel bölgesi[DÜT:1) olarak düşünün - verici ve alıcı arasında elpsoidal bir bölge.Eğer bu bölgeye dahil olmak üzere, intrude, bu bölgeye dönüş yolunu değiştirirlerse, ilk Fresnel bölgesinin yarınağı tarafından verilir:

[0]

D1, d2, verici ve alıcıya mesafeler. Güvenilir LOS bağlantılar için, ilk Fresnel bölgesinin en az% 60'ı, zeminin bu bölgeye ne zaman son derece yıkıcı veya yıkıcı bir şekilde katılabileceğini tahmin etmek gerekir.

Yanma Coaktif ve Yüzey Özellikleri

Bu katta amplitüdün ve fazı, yüzeysel malzemenin akmasına ve fazına bağlı olarak belirlenir.(S.)) Bu katta yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlüktedir.

Multipath Propagation Mechanisms

Multipath etkileri sadece zemin yansımasını kapsamaz, ancak binalardan, dağlardan, araçlardan ve iç duvarlardan da yansımaları etkiler ve kaba yüzeylerden gelenleri dağıtır. Sonuç, alınan sinyalin birçok gecikmiş ve ulaşılan sinyalin süperpozisyon olmasıdır.

Yanan, Diffraction, and Scattering

  • [FONT:0)Reflection[Dönetici:0)[Dönetici] - dalga dalga dalga dalga dalga dalga dalga dalga dalga dalga boyuna kıyasla büyük ölçüde azalırken meydana gelir.Reflection[0], ancak yansıma oranın açısına eşitlenir, ancak yansıma katlama oranı malzeme ve kutuplaşma ile değişir.
  • [FONT:0]Diff[Diff[DDDiff[DDDDDDDDiff[DDDDDDDDDDDDDiff[DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD)) - Aşırı yol kaybı ile ilgili dalgaların boyutlarını genişletmesini sağlar ve fenomen, non-LOS senaryolarında kapsama alanı için kritiktir.
  • [FONT:0]Scattering[[Dönetici: 1 ) – dalga kaba yüzeyler veya küçük nesnelerle karşılaştığında gerçekleşir (örneğin, foliage, yağmur, sokak mobilyaları). Enerji birçok yönden yayılır, çok fazla sempati bileşenlerinin diferansiyel arka planına katkıda bulunur.

Multipath Fading Türleri

Multipath propagation, zaman ve spektral özellikleri ile sınıflandırılabilecek şekilde fadinga yol açıyor:

  • [FONT:0]Flat fading[[[DÜT:1) - sinyalin tüm frekans bileşenleri aynı intenuation. Bu, sinyalin genişliği kanalın tutarlı genişliğinden çok daha küçük olduğunda meydana gelir.
  • [FONT:0]Frequency-selective fading[[Dönetici: 1) Farklı frekanslar bağımsız olarak kaybolur. Bu, sinyal bant genişliğinin koherens bant genişliğine geçtiğinde tipikdir, bozma ve inter-symbol müdahalesine neden olur (ISI).
  • [FONT=0)Hızlı fading[[Dönetici:0)[Dönetici] - kanal, bir sembolün süresinden önemli ölçüde değişir, genellikle vericinin veya saçılıcıların hareketi nedeniyle, alınan sinyalin zarfı genellikle ayunca ilerlenir.
  • [FONT:0]Slow fading[[[Dönetici: 1)) - varyasyonlar daha uzun zaman ölçekleri (örneğin binalar tarafından gölgelenme) meydana gelir.

Signal Integrity üzerinde etkisi

Zemin yansımasından veya diğer engellerden çok fazla empati olsun, kombine etkiler birkaç değişkenli şekilde sinyal bütünlüğüne düşer.

InterSymbol Interference (ISI)

Multipath bileşenleri, sembolün önemli bir kısmı olan gecikmelerle geldiğinde, bir sonraki sembolün bir sembolünden diğerine smear enerjisi alırlar.Bu ISI, dar bant sinyalleri (symbol süresi >> gecikme yayılması), ISI'nin ihmal edilebilir bir veri oranıdır; geniş bant sinyalleri için (örneğin, modern 4GGGGGGGGGGGG) ve son derece önemli yankıları arasındaki fark yaratabilir.

Fading ve Signal-to-Noise Orantı

Zemin yansımasından kaynaklanan ve çok fazla sempati derin soğumaya neden olabilir - 20 dB veya daha fazla güç aldı.Böylece, 2 GHz deneyimine yol açan bir vücut 220 Hz'ye yayılıyor, aramalar veya not edilen video kalitesine yol açıyor. mobil ortamlarda, fading oranı göreceli hıza (Doppler değişimi) ve taşıyıcı frekansına bağlıdır. Örneğin, 120 km/h'de 2 GHz deneyimlerinde bir araç yaklaşık 220 Hz'ye yayılıyor.

Doppler yayılma ve Zamanlı Kanallar

Farklı yönlerden gelen çok fazla empati, hareket nedeniyle farklı Doppler değişimleri yaşar.Buurkanlar [Doppler # 0:1) Sinyal spektrumunu genişletir ve zaman analiz edici fading. uzun süre sembolü ile sistemler için (örneğin,DM), Dopplerlar altkarrierler arasında yok edebilir veya uçsuzluğa yol açar, intercarriere yol açar (veya Ground yansımaları genişletir).

Mitigation Strategies

On yıllar boyunca mühendisler, zemin yansıma ve multipath'nın olumsuz etkilerini karşılayabilmek için güçlü bir araçta gelişmiştir. Bu stratejiler genellikle modern iletişim sistemlerinde birleştirilir.

Anten Çeşitliliği

Prensip basittir: alıcıda birden çok anten dağıtın (veya verici) bu yüzden her anten tarafından deneyimlenen fading istatistiksel olarak bağımsızdır.Eğer bir anten derin bir şekilde kaybolursa, diğer bir sinyale sahip olması muhtemeldir.

  • [FONT:0) Uzay çeşitliliği[[DÜT:1) - birkaç dalga boyundan ayrılmış antenler (tipik olarak ⁇ /2'yi birkaç ⁇ 'ye ayır).
  • [FONT=0)Polarizasyon çeşitliliği[[Dönetici: 1) - dekorelasyon kullanmak veyatogonal kutuplaşmaları kullanmak.
  • [FONT:0)Pattern çeşitliliği[[Dönemli: 1) Farklı radyasyon modelleri ile farklı çoklu varışları yakalamak için antenler.
  • [MRC)[MRC)[Dönetici:0)Maximal Oran Komining (MRC))[MRC)[Düzücük performans yapmadan önce her bir şubeye ağırlık vermek.

MIMO Systems

Multiport Multipl-Output (MIMO) teknolojisi, her ikisinde birden fazla anten kullanarak çeşitliliğin ötesine geçer. MIMO, nuisance olarak tedavi etmeyi tercih eder. zengin bir saçılma ortamında, her yol bağımsız veri taşıyabilir, veri oranını ek spektrum olmadan da artırabilir. Spatial multiplexing (e.g, in 802.11n/ac/ax and 5G NR) kodlamayı sağlar.

(Adaptive Equalization)

[FONT=0)Orthogonal Frekans-Division Multixing (OFDM)) Birçok yüksek seviyeli sistem için seçim (Wi-Fi, 4G, 5G, DVB-T) Bu, kanalın uzun gecikmeli gecikmeli gecikmeli kanallardan daha uzun süre gecikmeli hale getirilmesi gerekir.

Tek kişilik sistemlerde, [[0-) eşitleştirici eşitleştiriciler[Döneticiler (Döner veya karar-beden) kanalın dürtü cevabına uygun olarak kullanılır. eşitleştirici musluklar, zaman zaman zaman zaman-varying multipath.

Ground Plane Design ve Anten Yeri

Zemin yansımasını kasıtlı olarak yönetmek için mühendisler antenin projeksiyonunu oluşturabilirler.(0) Uçak[DDDDD) Havalimanları (Dörtücük bir nokta), anten yüksekliklerinin belirli bir şekilde belirlenmesine izin verir. Örneğin, bir zeminin üzerinde bir monopolasyon modelinin ortaya çıkmasını sağlar.Dördüşün deseni, zeminin en uygun şekilde ısıtılır.Ing.Inpoint Wavesally to the Fresnel region can turne.

Gerçek Dünya Uygulamaları

Hücre Ağları (4G/5G)

Hücre sistemlerinde, binalardan hem de çok fazla sempati baskındır. Base istasyonu antenleri genellikle yüksekliğe monte edilir ve zemin açma etkilerini azaltır.Yerel mikrofoğanlar için çok fazla zenginliğe neden olur MIMO performans. 5G New Radio (NR) yakındaki elektrik için geniş MIMO (topyalar ile ısıtılır ve enerjiyi başkalarına yönlendirmek için enerjiyi zorlayabilir ve etkiletir.

Wi-Fi ve Kapalı Coverage

Kapalı ortamlar (evler, ofisler, fabrikalar) duvarlar, mobilyalar ve insanlar nedeniyle çok fazla sempati sunar. Zemin yansımaları daha az önemli iç mekanlardır, çünkü zemin ve tavan ek yansımalar yaratır. Tipik bir ofiste yayılır 50-100 ns, büyük salonlarda 200 n'ü aşabilir. Wi-Fi standartları (802.11n/ac/ak) veya ağların koruma aralıkları ile MIMOOFDM'u azaltır.

Uydu ve Havacılık İletişimi

Uydu bağlantıları için, zemin yansımaları düşük yükseklik açılarında büyük bir endişedir. Geostationary uydu Earth istasyonları zemin yansımalarının derin bir soğumasına neden olan açılardan işaret etmelidir - bu yüzden terminaller genellikle açık alanlarda düz bir zeminde bulunur.In uçak-toğ[Dön iletişim, çok fazla sempati ve zemin yüzeyi bir Rician kanalı yaratır.)

Analiz ve Simülasyon için Araçlar

Mühendisler hem analitik modellere hem de yazılımlara zemin yansımalarını tahmin etmeye güveniyorlar.TheurFLT:0)ITU-R P.1546), öneri, nokta-vara tahminleri için bir yöntem sunar. Ray-trat araçları (e.g., Kablosuz Site, WinProp) siteye özgü bir uyarı, sıralayıcılar için de kullanılabilir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Zemin yansımaları ve çok fazla empati etkileri sadece akademik curiosity değildir - kablosuz yayılımın günlük gerçekliğidir. Fresnel bölgelerin derin bir anlayış, yansıma katları, fading istatistikler ve gecikmeler, herhangi bir mühendis tasarımı için gerekli değildir, mühendisler güvenilir, yüksek performanslı kablosuz sistemlerde iyi bir şekilde yer alan, yüksek çözünürlükte olan daha yüksek çözünürlükte yer alan daha yüksek çözünürlükte yer alan daha yüksek çözünürlükte olacaktır.