tugas V Komunikasi bergerak (mobile radio propogasi)
advertisement
TUGAS V KOMUNIKASI BERGERAK (MOBILE RADIO PROPOGASI) 1. MOBILE RADIO PROPAGASI: FADING KECIL DAN MULTIPATH Fading skala kecil digunakan untuk menggambarkan fluktuasi yang cepat dari amplitudo sinyal radio melalui periode waktu atau jarak perjalanan yang pendek, sehingga efek path loss skala besar mungkin diabaikan. Fading disebabkan oleh interferensi antara dua atau lebih versi sinyal yang sampai pada penerima pada waktu yang sedikit berbeda saat ditransmisikan. Gelombang ini, yang disebut sebagai gelombang rnultipath, menggabungkan antena penerima untuk memberikan resultan sinyal yang dapat bervariasi dalam amplitudo dan fase, tergantung pada distribusi dari intensitas dan waktu relatif propagasi dari gelombang dan bandwidth dari sinyal yang ditransmisikan. Gambar. Ilustrasi MOBILE RADIO PROPAGASI 4.1 Propagasi Multipath Skala Kecil Multipath di saluran radio menciptakan efek fading skala kecil. Efek yang paling penting adalah: 1. Perubahan yang cepat dalam kekuatan sinyal melalui jarak perjalanan kecil atau interval waktu 2. Modulasi frekuensi acak karena berbagai pergeseran Doppler pada berbagai sinyal multipath 3. Waktu dispersi (gema) yang disebabkan oleh multipath propagasi penundaan Di daerah perkotaan, fading terjadi karena ketinggian antena ponsel berada di bawah ketinggian struktur di sekitarnya sehingga tidak ada satu line-of -sight ke base station. Bahkan ketika line-of -sight ada, multipath masih terjadi karena refleksi dari tanah dan struktur PANJI KRISNA DC / 105060307111050 1 TUGAS V KOMUNIKASI BERGERAK (MOBILE RADIO PROPOGASI) sekitarnya. Gelombang radio yang masuk datang dari arah yang berbeda dengan penundaan propagasi yang berbeda. Sinyal yang diterima oleh mobile pada setiap titik dalam ruang dapat terdiri dari sejumlah besar gelombang pesawat memiliki amplitudo, fase, dan sudut kedatangan yang terdistribusi secara acak. Komponen-komponen multipath menggabungkan secara vektor pada antena penerima, dan dapat menyebabkan sinyal yang diterima oleh mobile mendistorsi atau memudar (fading). Bahkan ketika penerima mobile stasioner, sinyal yang diterima dapat memudar karena pergerakan benda-benda di sekitarnya di saluran radio. Jika objek dalam saluran radio yang statis, dan gerak dianggap hanya karena itu dari ponsel, lalu memudar adalah murni fenomena spasial. Variasi sinyal yang dihasilkan dianggap sebagai variasi sementara oleh penerima ketika bergerak melalui medan multipath. Karena konstruktif dan efek destruktif gelombang multipath menjumlahkan pada berbagai titik dalam ruang, penerima bergerak dengan kecepatan tinggi dapat melewati beberapa memudar dalam waktu kecil. Dalam kasus yang lebih serius, penerima dapat berhenti di lokasi tertentu di mana sinyal yang diterima dalam memudar. Menjaga komunikasi yang baik kemudian dapat menjadi sulit, meskipun kendaraan yang lewat atau orang-orang berjalan di sekitarnya dari ponsel sering dapat mengganggu pola medan, sehingga mengurangi kemungkinan dari sinyal yang diterima tersisa di nol dalam untuk jangka waktu yang panjang. 4.1.1 Faktor yang Mempengaruhi Fading Kecil Banyak faktor fisik dalam saluran propagasi radio mempengaruhi fading skala kecil. Ini meliputi: 1. Multipath propagasi - Kehadirannya mencerminkan objek dan scatterers dalam saluran menciptakan lingkungan yang terus berubah yang menghilangkan energi sinyal dalam amplitudo, fase, dan waktu. Efek ini menghasilkan beberapa versi dari sinyal yang tiba di antena penerima, mengungsi sehubungan dengan satu sama lain dalam waktu dan orientasi spasial. Fase acak dan amplitudo dari komponen multipath yang berbeda menyebabkan fluktuasi kekuatan sinyal, sehingga mendorong memudar skala kecil, sinyal distorsi, atau keduanya. Multipath propagasi sering memperpanjang waktu yang diperlukan untuk bagian baseband dari sinyal untuk mencapai penerima yang dapat menyebabkan sinyal mengolesi karena gangguan intersymbol. PANJI KRISNA DC / 105060307111050 2 TUGAS V KOMUNIKASI BERGERAK (MOBILE RADIO PROPOGASI) 2. Kecepatan dari mobile - relatif mçtion antara base station dan hasil mobile modulasi frekuensi acak karena Doppler yang berbeda pergeseran pada setiap komponen multipath. Pergeseran Doppler akan positif atau negatif tergantung pada apakah handphone penerima bergerak menuju atau jauh dari base station. 3. Kecepatan benda sekitarnya - Jika objek dalam saluran radio dalam keadaan bergerak, mereka menginduksi waktu yang bervariasi Doppler shift pada komponen inultipath. Jika benda-benda di sekitarnya bergerak dengan kecepatan lebih besar dari ponsel, maka ini efek mendominasi memudar skala kecil. Jika tidak, gerak surrounthng benda dapat diabaikan, dan hanya kecepatan mobile kebutuhan yang dipertimbangkan. 4. Transmisi bandwidth dari sinyal - Jika radio iniitted transinyal bandwidth lebih besar dari " bandwidth" dari saluran multipath, sinyal yang diterima akan terdistorsi, tetapi kekuatan sinyal yang diterima tidak akan memudar banyak di daerah setempat (yaitu, memudar sinyal berskala kecil tidak akan signifikan). Seperti yang akan ditampilkan, bandwidth saluran dapat diukur oleh bandwidth koherensi yang terkait dengan struktur tertentu multipath saluran. Bandwidth koherensi adalah ukuran maksimal perbedaan frekuensi sinyal yang masih sangat berkorelasi dalam amplitudo. Jika sinyal yang ditransmisikan memiliki bandwidth yang sempit dibandingkan dengan channel, amplitudo sinyal akan berubah dengan cepat, tetapi sinyal akan tidak terdistorsi dalam waktu. Dengan demikian, statistik kekuatan sinyal skala kecil dan kemungkinan mengolesi sinyal muncul jarak skala kecil sangat banyak terkait dengan amplitudo tertentu dan penundaan multipath channel, serta bandwidth dari sinyal yang ditransmisikan. 4.1.2 Pergeseran Doppler Pertimbangkan bergerak seluler dengan kecepatan konstan v, sepanjang ruas jalan memiliki panjang d antara titik X dan Y, sementara itu menerima sinyal dari Sumber S jarak jauh, seperti yang diilustrasikan pada Gambar 4.1. Perbedaan panjang jalan bepergian dengan gelombang dari sumber S ke ponsel pada titik-titik X Andy = dcosO = vAtcosO. Di mana pada waktu yang diperlukan untuk ponsel untuk melakukan perjalanan dari X ke Y, dan $ adalah diasumsikan sama pada titik-titik X dan Y karena sumber dianggap sangat jauh. Perubahan fasa pada sinyal yang diterima karena perbedaan jalan panjang karena itu PANJI KRISNA DC / 105060307111050 3 TUGAS V KOMUNIKASI BERGERAK (MOBILE RADIO PROPOGASI) dan karenanya perubahan jelas dalam frekuensi, atau pergeseran Doppler, diberikan oleh fd ' dimana: Persamaan (4.2) berhubungan pergeseran Doppler dengan kecepatan mobile dan spasial sudut antara arah gerak dari mobile dan arah kedatangan gelombang. Hal ini dapat dilihat dari persamaan (4.2) bahwa jika ponsel bergerak menuju arah datangnya gelombang, pergeseran Doppler adalah positif (frekuensi yang diterima jelas meningkat), dan jika ponsel bergerak menjauh dari arah kedatangan gelombang, pergeseran Doppler adalah negatif (frekuensi yang diterima jelas berkurang). Seperti ditunjukkan dalam bagian 4.7.1, multipath komponen dari sinyal CW yang datang dari arah yang berbeda berkontribusi Doppler untuk penyebaran sinyal yang diterima, sehingga meningkatkan bandwidth sinyal. 4.2 Impulse Response Model Channel Multipath Variasi kecil dari sinyal radio selular dapat langsung berhubungan dengan respon impuls saluran radio mobile. Respon impuls adalah karakterisasi saluran wideband dan berisi semua informasi yang diperlukan untuk mensimulasikan atau menganalisis semua jenis radio transmisi PANJI KRISNA DC / 105060307111050 4 TUGAS V KOMUNIKASI BERGERAK (MOBILE RADIO PROPOGASI) melalui saluran tersebut. Hal ini berasal dari kenyataan bahwa saluran radio bergerak dapat dimodelkan sebagai filter linier dengan waktu yang bervariasi respon impulse, dimana variasi waktu adalah karena gerak receiver di ruang angkasa. Penyaringan sifat saluran tersebut disebabkan oleh penjumlahan amplitudo dan keterlambatan dari beberapa gelombang tiba di setiap waktu instan. Respon impuls adalah karakterisasi yang berguna saluran, karena dapat digunakan untuk memprediksi dan membandingkan kinerja banyak berbeda sistem komunikasi mobile dan bandwidth transmisi tertentu kondisi kanal mobile. Gambar lb menunjukkan bahwa saluran radio bergerak dapat dimodelkan sebagai filter linier dengan waktu yang bervariasi respon impulse, mempertimbangkan kasus di mana variasi waktu adalah karena gerak penerima di ruang angkasa . Hal ini ditunjukkan pada Gambar 4.2. Dalam Gambar 4.2, penerima bergerak sepanjang tanah di beberapa kecepatan konstan v Untuk posisi d tetap, saluran antara pemancar dan penerima dapat dimodelkan sebagai waktu sistem invarian linier. Namun, karena berbeda gelombang multipath yang memiliki keterlambatan propagasi yang bervariasi lebih berbeda spasial lokasi penerima, respon impuls waktu linear invariant saluran harus menjadi fungsi dari posisi penerima. Artinya, saluran respon impuls dapat dinyatakan sebagai h (d, t). Mari x (t) mewakili ditransmisikan sinyal, maka sinyal yang diterima y (d, t) pada posisi d dapat dinyatakan sebagai sebuah lilitan x (t) dengan h (d, t). Untuk sistem kausal, h (d, t) = 0 untuk t.cO, sehingga persamaan (4.3) akan tereduksi menjadi PANJI KRISNA DC / 105060307111050 5 TUGAS V KOMUNIKASI BERGERAK (MOBILE RADIO PROPOGASI) Karena penerima bergerak sepanjang tanah dengan kecepatan konstan v, posisi penerima dapat dengan dinyatakan sebagai 4.2.1 Hubungan Antara Bandwidth dan Diterima Daya Dalam sistem komunikasi nirkabel yang sebenarnya, respon impuls multipath yang saluran diukur di lapangan menggunakan teknik saluran terdengar. Kita sekarang mempertimbangkan dua saluran terdengar kasus-kasus ekstrim sebagai sarana menunjukkan bagaimana memudar skala kecil berperilaku cukup berbeda untuk dua sinyal dengan berbeda bandwidth di kanal multipath identik. Pertimbangkan berdenyut, ditransmisikan sinyal RF dari bentuk dimana p (t) adalah baseband berulang kereta pulsa dengan lebar pulsa yang sangat sempit Tb, dan periode pengulangan TREP yang jauh lebih besar daripada maksimum yang diukur keterlambatan kelebihan Tmax dalam saluran. dan membiarkan p (t) menjadi nol di tempat lain untuk semua penundaan selisih lebih. Low pass kanal output r (t) dekat mendekati respon impuls hb (t) dan diberikan oleh 4.3 Pengukuran Multipath Kecil Karena pentingnya struktur multipath dalam menentukan efek fading skala kecil, sejumlah saluran wideband teknik terdengar telah dikembangkan. Teknik-teknik ini dapat diklasifikasikan sebagai pengukuran pulsa langsung, spread spectrum geser pengukuran correlator, dan frekuensi menyapu pengukuran. 4.3.1 Direct RF Pulse Sistem PANJI KRISNA DC / 105060307111050 6 TUGAS V KOMUNIKASI BERGERAK (MOBILE RADIO PROPOGASI) Sebuah saluran sederhana terdengar pendekatan sistem pulsa RE langsung (lihat Gambar 4.6). Teknik ini memungkinkan para insinyur untuk menentukan cepat keterlambatan listrik profil setiap saluran, seperti yang ditunjukkan oleh Rappaport dan Seidel ER.ap89], [Rap9O]. Pada dasarnya pita lebar berdenyut radar bistatic, sistem ini mentransmisikan pulsa berulang lebar TBB s, dan menggunakan penerima dengan bandpass filter lebar (BW = 2/tbbHz). Sinyal tersebut kemudian diperkuat, dideteksi dengan detektor amplop, dan ditampilkan dan disimpan pada osiloskop kecepatan tinggi. Ini memberikan langsung pengukuran kuadrat dari respon impuls kanal convolved dengan pulsa probing (lihat persamaan (4.17)). Jika osiloskop diatur pada rata-rata modus, maka sistem ini dapat memberikan daya rata-rata profil penundaan lokal. Aspek lain yang menarik dari sistem ini adalah kurangnya kompleksitas, karena off-the-shelf peralatan dapat digunakan. Minimum penundaan diatasi antara komponen multipath adalah sama dengan yang probing lebar pulsa tb. Masalah utama dengan sistem ini adalah bahwa hal itu tergantung pada gangguan dan kebisingan, karena filter passband lebar diperlukan untuk multipath resolusi waktu. Juga, sistem pulsa bergantung pada kemampuan untuk memicu osiloskop pada sinyal tiba pertama. Jika sinyal yang tiba pertama diblokir atau memudar, memudar parah terjadi, dan mungkin sistem mungkin tidak memicu benar. PANJI KRISNA DC / 105060307111050 7 TUGAS V KOMUNIKASI BERGERAK (MOBILE RADIO PROPOGASI) Kerugian lain adalah bahwa fase multipath individu komponen tidak diterima, karena penggunaan detektor amplop. Namun, penggunaan detektor koheren memungkinkan pengukuran fase multipath menggunakan teknik ini. 4.33 Frekuensi Domain Saluran Sounding Karena hubungan ganda antara domain waktu dan frekuensi teknik domain, adalah mungkin untuk mengukur respon impuls saluran dalam domain frekuensi. Gambar 4.8 menunjukkan domain frekuensi saluran sounder yang digunakan untuk mengukur respon impuls saluran. Sebuah vektor network analyzer mengendalikan disintesis frekuensi penyapu, dan set tes S-parameter yang digunakan untuk memantau respon frekuensi saluran. Penyapu memindai frekuensi tertentu band (berpusat pada operator) dengan melangkah melalui frekuensi diskrit. Jumlah dan jarak dari langkah-langkah frekuensi berdampak resolusi waktu pengukuran respon impuls. Untuk setiap langkah frekuensi, uji S-parameter set mentransmisikan tingkat sinyal diketahui pada port 1 dan memonitor sinyal yang diterima tingkat di port 2. Ini tingkat sinyal memungkinkan analisa untuk menentukan respon kompleks (yaitu, keberlanjutan S21 (w)) dari saluran di atas frekuensi yang diukur jangkauan. Respon transmisivitas adalah representasi domain frekuensi respons impuls kanal. Respon ini kemudian dikonversi ke domain waktu menggunakan inverse discrete Fourier transform (IDFT) pengolahan, memberikan band terbatas versi respon impuls. Dalam teknik ini bekerja dengan baik dan secara tidak langsung memberikan amplitudo dan fase informasi dalam domain waktu. Namun, sistem membutuhkan kalibrasi cermat dan sinkronisasi tertanam antara pemancar dan penerima, sehingga hanya berguna untuk pengukuran sangat dekat (misalnya, indoor saluran sounthng). Keterbatasan lain dengan adalah sifat pengukuran non - real-time. Untuk waktu saluran beragam, respon frekuensi saluran dapat berubah dengan cepat, memberikan dorongan yang keliru pengukuran respon. Untuk mengurangi efek ini, menyapu kali cepat diperlukan untuk menjaga jumlah menyapu frekuensi respon pengukuran selang sesingkat mungkin. Waktu menyapu lebih cepat dapat dicapai dengan mengurangi jumlah frekuensi langkah, tapi ini pengorbanan resolusi waktu dan kelebihan berbagai keterlambatan dalam domain waktu. Sistem frekuensi menyapu telah berhasil digunakan untuk indoor PANJI KRISNA DC / 105060307111050 8 TUGAS V KOMUNIKASI BERGERAK (MOBILE RADIO PROPOGASI) 4.4 Parameter Mobile Multipath Saluran Banyak parameter kanal multipath berasal dari profil penundaan listrik, diberikan oleh persamaan (4.18). Profil keterlambatan listrik diukur dengan menggunakan teknik dibahas dalam Bagian 4.4 dan umumnya direpresentasikan sebagai plot relative menerima kuasa sebagai fungsi kelebihan penundaan sehubungan dengan waktu tunda tetap referensi. Profil keterlambatan listrik ditemukan oleh rata-rata daya sesaat menunda pengukuran profil di wilayah setempat untuk menentukan rata-rata skala kecil daya profil penundaan. Tergantung pada resolusi waktu dari menyelidik pulsa dan jenis multipath kanal dipelajari, peneliti sering memilih untuk sampel pada pemisahan spasial seperempat dari panjang gelombang dan lebih receiver gerakan tidak lebih besar dari 6 m di saluran terbuka dan tidak lebih besar dari 2 di dalam saluran indoor di 450 MHz - 6 GHz jangkauan. Ini contoh kecil skala menghindari bias yang rata-rata berskala besar dalam statistik skala kecil yang dihasilkan. Gambar 4.9 menunjukkan khas daya penundaan profil plot dari saluran outdoor dan indoor, ditentukan dari sejumlah besar sampel erat profil seketika. 4.4.1 Waktu Dispersi Parameter PANJI KRISNA DC / 105060307111050 9 TUGAS V KOMUNIKASI BERGERAK (MOBILE RADIO PROPOGASI) Dalam rangka untuk membandingkan saluran multipath yang berbeda dan untuk mengembangkan beberapa umum pedoman desain untuk sistem nirkabel, parameter yang terlalu mengukur saluran multipath digunakan. Rata-rata kelebihan delay, delay rms menyebar, dan delay kelebihan spread (X dB) adalah parameter kanal multipath yang dapat ditentukan dari kekuatan profil penundaan. Sifat dispersif waktu pita lebar saluran multipath yang paling sering diukur oleh kelebihan keterlambatan rata-rata mereka (0 dan delay spread rms (ar). Rata-rata kelebihan penundaan adalah saat pertama daya profil dan didefinisikan sebagai The rms delay spread adalah akar kuadrat dari momen sentral kedua daya profil delay dan didefinisikan sebagai Dimana Penundaan ini diukur relatif terhadap sinyal terdeteksi pertama tiba di receiver untuk = 0. Persamaan (4.35) - (4.37) tidak bergantung pada kekuasaan mutlak tingkat P (t), tetapi hanya amplitudo relatif dari komponen multipath dalam P (t). Nilai umum keterlambatan rms penyebaran berada di urutan mikrodetik di luar saluran radio mobile dan pada urutan nanodetik di dalam ruangan saluran radio. Tabel 4.1 menunjukkan nilai yang terukur khas penundaan rms menyebar. Penting untuk dicatat bahwa rms delay spread dan kelebihan mean delay adalah idefinisikan dari satu kekuatan profil penundaan yang merupakan rata-rata sementara atau spasial pengukuran respon impuls berturut-turut dikumpulkan dan rata-rata lebih daerah setempat. Khususnya, banyak pengukuran dilakukan di banyak daerah setempat untuk menentukan PANJI KRISNA DC / 105060307111050 10 TUGAS V KOMUNIKASI BERGERAK (MOBILE RADIO PROPOGASI) berbagai statistik dari parameter kanal multipath untuk sistem komunikasi mobile di wilayah skala besar [ Rap9O ]. Kelebihan delay maksimum (X dB) dari profil keterlambatan listrik didefinisikan sebagai penundaan waktu selama multipath energi jatuh ke X dB di bawah maksimum. Dengan kata lain, kelebihan delay maksimum didefinisikan sebagai t0, di mana t0 adalah sinyal yang tiba pertama dan keterlambatan maksimum di mana sebuah multipath komponen dalam X dB dari sinyal mulltipath terkuat tiba (yang tidak belum tentu tiba di t0) . Gambar 4.10 mengilustrasikan perhitungan maksimal kelebihan penundaan untuk komponen multipath dalam 10 dB maksimal. itu kelebihan delay maksimum ( X dB ) mendefinisikan batas temporal multipath yang di atas ambang tertentu. Nilai kadang-kadang disebut kelebihan menunda penyebaran kekuatan profil keterlambatan , tetapi dalam semua kasus harus ditentukan dengan ambang batas yang berhubungan lantai kebisingan multipath maksimal menerima multipath komponen . Dalam prakteknya , nilai untuk P , dan tergantung pada pilihan ambang batas kebisingan digunakan untuk memproses P ( t ) . Kebisingan threshold digunakan untuk membedakan antara menerima komponen multipath dan kebisingan termal . Jika ambang batas kebisingan diatur terlalu rendah , maka suara akan diproses sebagai multipath , sehingga menimbulkan nilai-nilai t , P. dan yang terlalu tinggi . Perlu dicatat bahwa daya penundaan proffle dan frekuensi besarnya respon ( respon spektral ) dari saluran radio bergerak terkait melalui Transformasi Fourier . Oleh karena itu mungkin untuk mendapatkan setara deskripsi saluran dalam domain frekuensi menggunakan respon frekuensi karakteristik . Analog dengan parameter delay spread dalam domain waktu , bandwidth yang koherensi digunakan untuk mengkarakterisasi saluran dalam frekuensi domain . The rms delay spread dan bandwidth koherensi berbanding terbalik satu sama lain , meskipun hubungan mereka dengan tepat adalah fungsi yang tepat Struktur multipath . PANJI KRISNA DC / 105060307111050 11 TUGAS V KOMUNIKASI BERGERAK (MOBILE RADIO PROPOGASI) PANJI KRISNA DC / 105060307111050 12 TUGAS V KOMUNIKASI BERGERAK (MOBILE RADIO PROPOGASI) PANJI KRISNA DC / 105060307111050 13 TUGAS V KOMUNIKASI BERGERAK (MOBILE RADIO PROPOGASI) 4.4.2 Coherence Bandwidth Sementara penundaan penyebaran adalah fenomena alam yang disebabkan oleh tercermin dan jalur propagasi tersebar di saluran radio, bandwidth koherensi, adalah relasi didefinisikan berasal dari rms delay spread. Bandwidth yang Koherensi adalah ukuran statistik dari berbagai frekuensi di mana saluran bisa dianggap "flat" (yaitu, saluran yang melewati semua komponen spektral dengan keuntungan kira-kira sama dan fase linier); Dengan kata lain, bandwidth koherensi adalah rentang frekuensi di mana dua komponen frekuensi memiliki potensi kuat untuk korelasi amplitudo. Dua sinusoid dengan frekuensi pemisahan lebih besar daripada dipengaruhi cukup berbeda oleh saluran. Jika koherensi bandwidth didefinisikan sebagai bandwidth di mana korelasi frekuensi Fungsi di atas 0,9, maka bandwidth koherensi adalah sekitar [Lee89b} PANJI KRISNA DC / 105060307111050 14 TUGAS V KOMUNIKASI BERGERAK (MOBILE RADIO PROPOGASI) Jika definisi santai sehingga fungsi korelasi frekuensi di atas 0,5. maka bandwidth koherensi adalah sekitar Penting untuk dicatat bahwa hubungan yang tepat antara bandwidth yang koherensi dan delay NNS menyebar tidak ada, dan persamaan (4,38) dan (4,39) adalah "bola taman memperkirakan". Secara umum, teknik analisis spektral dan simulasi diperlukan untuk menentukan dampak yang tepat waktu bervariasi multipath memiliki pada sinyal yang ditransmisikan tertentu [Chu87], [Fun93], [Ste941. Untuk alasan ini, akurat model kanal multipath harus digunakan dalam desain modem khusus untuk aplikasi nirkabel ERap9la], [Woe941. 4.4.3 Doppler spread dan Waktu Coherence Delay spread dan bandwidth koherensi adalah parameter yang menggambarkan Waktu sebar sifat saluran di daerah setempat. Namun, mereka tidak menawarkan informasi tentang waktu yang bervariasi sifat saluran yang disebabkan oleh relatif gerak antara stasiun bergerak dan basis , atau dengan gerakan benda-benda di saluran . Doppler spread dan waktu koherensi adalah parameter yang menggambarkan waktu yang berbeda-beda sifat saluran di wilayah skala kecil . Doppler spread BD adalah ukuran memperluas spektrum disebabkan oleh laju perubahan dari saluran radio mobile dan didefinisikan sebagai rentang frekuensi di mana spektrum Doppler yang diterima pada dasarnya adalah non - nol. Ketika nada sinusoidal murni frekuensi ditransmisikan , sinyal yang diterima spektrum , yang disebut spektrum Doppler , akan memiliki komponen dalam kisaran untuk + mana fd adalah pergeseran Doppler . Jumlah memperluas spektrum tergantung pada yang merupakan fungsi dari kecepatan relatif mobile , dan sudut 9 antara arah gerak dari mobile dan arah kedatangan gelombang tersebar . Jika bandwidth sinyal baseband jauh lebih besar dari BD , efek Doppler spread dapat diabaikan pada penerima . Ini adalah memudar lambat PANJI KRISNA DC / 105060307111050 15 TUGAS V KOMUNIKASI BERGERAK (MOBILE RADIO PROPOGASI) channel . Koherensi waktu T , adalah waktu domain ganda Doppler spread dan digunakan untuk mengkarakterisasi berbagai sifat waktu dispersiveness frekuensi channel dalam domain waktu . Doppler spread dan waktu koherensi adalah berbanding terbalik dengan satu sama lain . Artinya , Koherensi tine sebenarnya ukuran statistik dari durasi waktu selama yang respon impuls kanal pada dasarnya invarian, dan mengkuantifikasi kesamaan respon kanal pada waktu yang berbeda. Dengan kata lain, koherensi Waktu adalah durasi waktu di mana dua sinyal yang diterima memiliki potensi kuat untuk korelasi amplitudo. Jika bandwidth timbal balik dari sinyal baseband lebih besar dari waktu koherensi saluran, maka saluran akan berubah selama transmisi pesan baseband, sehingga menyebabkan distorsi pada penerima. Jika waktu koherensi didefinisikan sebagai waktu di mana korelasi waktu fungsi di atas 0,5, maka waktu koherensi adalah sekitar iSte94l di mana Tm adalah pergeseran Doppler maksimum yang diberikan oleh Tm = v / k. Dalam prakteknya, (4.40.a) menunjukkan durasi waktu selama sinyal Rayleigh fading dapat berfluktuasi liar, dan (4.40.b) sering terlalu membatasi. Aturan populer praktis untuk modem komunikasi digital adalah untuk menentukan waktu koherensi sebagai mean geometrik persamaan (4.40.a) dan (4.40.b). Artinya, Definisi waktu koherensi menyiratkan bahwa dua sinyal tiba dengan waktu pemisahan yang lebih besar daripada yang terpengaruh secara berbeda oleh saluran. untuk Misalnya, untuk kendaraan bepergian 60 mph menggunakan pembawa 900 MHz, seorang konservatif PANJI KRISNA DC / 105060307111050 16 TUGAS V KOMUNIKASI BERGERAK (MOBILE RADIO PROPOGASI) nilai dapat ditampilkan menjadi 2,22 ms dari (4.40.b). Jika transmisi digital sistem digunakan, maka selama tingkat simbol lebih besar dari I = 454 bps, saluran tidak akan menyebabkan distorsi karena gerak (bagaimanapun distorsi bisa Hasil dari multipath waktu delay spread, tergantung pada impuls saluran respon). Menggunakan rumus praktis (4.40.c), = 6.77 ms dan simbol Tingkat harus melebihi 150 bit / s untuk menghindari distorsi karena dispersi frekuensi. 4.5 Jenis Kecil memudar Bagian 4.3 menunjukkan bahwa jenis memudar dialami oleh sinyal menyebarkan melalui saluran radio bergerak tergantung pada sifat ditransmisikan sinyal sehubungan dengan karakteristik saluran. tergantung pada hubungan antara parameter sinyal (seperti bandwidth, periode simbol, dll) dan parameter saluran (seperti keterlambatan rms menyebar dan Doppler spread), sinyal yang ditransmisikan berbeda akan menjalani berbagai jenis memudar. Waktu dispersi dan mekanisme dispersi frekuensi saluran radio bergerak menyebabkan empat efek yang berbeda mungkin, yang diwujudkan tergantung pada sifat sinyal yang dikirimkan, saluran, dan kecepatan. Sementara multipath delay penyebaran mengarah ke waktu dispersi dan frekuensi selektif fading, Doppler menyebar menyebabkan dispersi frekuensi dan waktu memudar selektif. Kedua propagasi mekanisme yang independen satu sama lain. Gambar 4.11 menunjukkan sebuah pohon dari empat berbagai jenis memudar. PANJI KRISNA DC / 105060307111050 17 TUGAS V KOMUNIKASI BERGERAK (MOBILE RADIO PROPOGASI) 4.5.1 Efek Memudar Karena Multipath kapur Penundaan Menyebar Waktu dispersi karena multipath menyebabkan sinyal yang ditransmisikan untuk menjalani datar atau frekuensi selektif fading. 4.5.1.1 memudar datar Jika saluran radio mobile memiliki gain konstan dan respon fase linier selama bandwidth yang lebih besar daripada bandwidth dari sinyal yang ditransmisikan, maka sinyal yang diterima akan menjalani flat fading. Jenis memudar secara historis jenis yang paling umum dari memudar dijelaskan dalam literatur teknis. di flat memudar, struktur multipath saluran adalah sedemikian rupa sehingga karakteristik spektral dari sinyal yang diawetkan pada penerima. Namun kekuatan perubahan sinyal yang diterima dengan waktu, karena fluktuasi gain dari saluran yang disebabkan oleh multipath. Karakteristik dari kanal flat fading diilustrasikan pada Gambar 4.12. PANJI KRISNA DC / 105060307111050 18 TUGAS V KOMUNIKASI BERGERAK (MOBILE RADIO PROPOGASI) Hal ini dapat dilihat dari Gambar 4.12 bahwa jika perubahan saluran keuntungan dari waktu ke waktu , perubahan amplitudo terjadi pada sinyal yang diterima . Seiring waktu , sinyal yang diterima r ( t ) bervariasi dalam keuntungan , tetapi spektrum transmisi yang diawetkan . dalam kanal flat fading , bandwidth timbal balik dari sinyal yang ditransmisikan jauh lebih besar dari keterlambatan multipath waktu penyebaran saluran , dan h , , ( t , r ) dapat didekati sebagai tidak memiliki kelebihan delay ( yaitu , fungsi delta tunggal dengan r = 0 ) . Saluran memudar datar juga dikenal sebagai saluran uarying amplitudo dan kadang-kadang disebut sebagai saluran narrowband , karena bandwidth dari diterapkan sinyal sempit dibandingkan dengan bandwidth saluran flat fading . khas saluran flat fading menyebabkan memudar dalam, sehingga mungkin memerlukan 20 atau 30 dB lebih pemancar kekuatan untuk mencapai tingkat kesalahan bit rendah selama masa memudar sedalam dibandingkan dengan sistem operasi melalui saluran non - memudar . Pembagian keuntungan sesaat saluran flat fading penting untuk merancang link radio , dan distribusi amplitudo yang paling umum adalah distribusi Rayleigh . itu Model kanal flat fading Rayleigh mengasumsikan bahwa saluran menginduksi amplitudo yang bervariasi dalam waktu sesuai dengan distribusi Rayleigh . PANJI KRISNA DC / 105060307111050 19 TUGAS V KOMUNIKASI BERGERAK (MOBILE RADIO PROPOGASI) Untuk meringkas , sinyal mengalami flat fading jika Dan mana bandwidth timbal balik ( misalnya , periode simbol ) dan B5 adalah bandwidth , masing-masing, dari modulasi ditransmisikan , dan dan merupakan NTIS menunda penyebaran dan bandwidth koherensi , masing-masing, dari saluran . 4.5.1.2 Frekuensi memudar Selektif Jika saluran memiliki konstan - gain dan respon fase linier atas bandwith yang lebih kecil dari bandwidth sinyal yang ditransmisikan , maka channel menciptakan frekuensi selective fading pada sinyal yang diterima . Di bawah seperti kondisi respon impuls saluran memiliki multipath delay spread yang greafer dari bandwidth timbal balik dari pesan gelombang ditransmisikan . Ketika ini terjadi, sinyal yang diterima meliputi beberapa versi yang ditransmisikan bentuk gelombang yang dilemahkan ( pudar ) dan tertunda dalam waktu, dan karenanya sinyal yang diterima terdistorsi . Frekuensi selektif fading adalah karena dispersi tine dari simbol-simbol ditransmisikan dalam saluran . Jadi saluran menginduksi intersymbol interference ( IS! ) . Dilihat dalam domain frekuensi , frekuensi tertentu komponen dalam spektrum sinyal yang diterima memiliki keuntungan lebih besar daripada yang lain . Frekuensi saluran selektif fading jauh lebih sulit untuk model daripada saluran flat fading karena setiap sinyal multipath harus dimodelkan dan saluran harus dianggap sebagai filter linier . Ini adalah alasan inilah wideband pengukuran multipath dibuat , dan model yang dikembangkan dari pengukuran ini . Ketika menganalisis sistem komunikasi bergerak , impuls statistik Model respon seperti 2 - ray Rayleigh fading Model ( yang menganggap respon impuls yang akan terdiri dari dua fungsi delta yang independen memudar dan memiliki waktu tunda yang cukup di antara mereka untuk menginduksi frekuensi selektif fading PANJI KRISNA DC / 105060307111050 20 TUGAS V KOMUNIKASI BERGERAK (MOBILE RADIO PROPOGASI) pada sinyal diterapkan ) , atau komputer yang dihasilkan atau diukur respon impuls , umumnya digunakan untuk menganalisis frekuensi memudar skala kecil selektif . Gambar 4.13 menggambarkan karakteristik frekuensi selektif fading . Untuk frekuensi selektif fading , spektrum S ( I) dari sinyal yang ditransmisikan memiliki bandwidth yang lebih besar dari koherensi bandwith Bc saluran. Dilihat dalam domain frekuensi , saluran menjadi frekuensi selektif , mana keuntungan yang berbeda untuk komponen frekuensi yang berbeda . Frekuensi selektif fading disebabkan oleh multipath delay & pendekatan mana atau melebihi simbol periode simbol ditransmisikan . Frekuensi saluran memudar selektif p1so dikenal sebagai wideband saluran karena bandwidth dari sinyal s ( t ) lebih lebar dari bandwidth respon impuls kanal . Seperti waktu bervariasi , saluran bervariasi gain dan fase seluruh spektrum s ( t ) , sehingga waktu yang berbeda-beda distorsi pada sinyal yang diterima r ( t ) . Untuk meringkas , sinyal mengalami frekuensi selective fading jika Dan 4.5.2 Efek Memudar Karena Doppler Penyebaran 4.5.2.1 Cepat memudar Tergantung pada seberapa cepat ditransmisikan baseband sinyal perubahan sebagai dibandingkan dengan laju perubahan saluran, saluran dapat diklasifikasikan baik sebagai cepat memudar atau lambat fading. Dalam saluran memudar cepat, saluran respon impulse perubahan cepat dalam durasi simbol. Artinya, koherensi saat saluran lebih kecil dari periode simbol yang ditransmisikan sinyal. Hal ini menyebabkan frekuensi dispersi (juga disebut waktu selektif fading) karena Doppler spreading, yang mengarah ke sinyal distorsi. Dilihat dari frekuensi domain, distorsi sinyal karena cepat memudar meningkat dengan meningkatnya Doppler menyebar relatif terhadap bandwidth dari sinyal yang ditransmisikan. Oleh karena itu, sinyal yang PANJI KRISNA DC / 105060307111050 21 TUGAS V KOMUNIKASI BERGERAK (MOBILE RADIO PROPOGASI) mengalami cepat memudar jika Dan Perlu dicatat bahwa ketika saluran ditentukan sebagai cepat atau lambat memudar channel , itu tidak menentukan apakah saluran memudar datar atau frekuensi selektif di alam . Cepat memudar hanya berkaitan dengan laju perubahan saluran karena gerak . En kasus kanal flat fading , kita dapat mendekati impuls respon menjadi hanya fungsi delta (tidak ada waktu tunda ) . Oleh karena itu , sebuah flat fading , cepat fading adalah saluran di mana amplitudo fungsi delta bervariasi lebih cepat dari laju perubahan sinyal baseband ditransmisikan . Dalam kasus frekuensi selektif , saluran cepat memudar , amplitudo , fase , dan waktu keterlambatan salah satu dari komponen multipath bervariasi lebih cepat daripada tingkat mengubah dari sinyal yang ditransmisikan . Dalam prakteknya , cepat memudar hanya terjadi untuk yang sangat rendah kecepatan data . 4.5.2.2 memudar Lambat Dalam saluran memudar lambat , saluran impuls perubahan respon pada tingkat jauh lebih lambat daripada baseband ditransmisikan sinyal s ( t ) . Dalam hal ini , saluran dapat diasumsikan statis selama satu atau beberapa interval bandwidth yang timbal balik . Dalam domain frekuensi , ini berarti bahwa penyebaran Doppler saluran adalah jauh lebih sedikit daripada bandwidth dari sinyal baseband . Oleh karena itu , sinyal mengalami memperlambat memudar jika Dan Harus jelas bahwa kecepatan mobile (atau kecepatan benda di PANJI KRISNA DC / 105060307111050 22 TUGAS V KOMUNIKASI BERGERAK (MOBILE RADIO PROPOGASI) channel) dan sinyal baseband menentukan apakah sinyal mengalami cepat memudar atau lambat memudar. Hubungan antara berbagai parameter multipath dan jenis memudar dialami oleh sinyal dirangkum dalam Gambar 4.14. Selama bertahun-tahun, beberapa penulis telah bingung tenns cepat dan lambat memudar dengan istilah berskala dan skala kecil memudar. Perlu ditekankan bahwa cepat dan lambat memudar berurusan dengan hubungan antara laju perubahan dalam saluran dan sinyal yang dikirimkan, dan tidak dengan jalur propagasi model rugi. PANJI KRISNA DC / 105060307111050 23
