Misingi ya Kufifia na Aina za Kufifia katika Mawasiliano Yasiyotumia Waya

Kwa kuzingatia kasoro mbalimbali zinazohusiana na chaneli na nafasi ya kisambaza/kipokeaji, zifuatazo ni aina za kufifia katika mfumo wa mawasiliano usiotumia waya.
➤Kufifia kwa Kiwango Kikubwa: Inajumuisha upotevu wa njia na athari za kivuli.
➤Kufifia kwa Kiwango Kidogo: Imegawanywa katika kategoria kuu mbili yaani kuenea kwa kuchelewa kwa njia nyingi na kuenea kwa doppler. Kuenea kwa kuchelewa kwa njia nyingi kumegawanywa zaidi katika kufifia kwa bapa na kufifia kwa kuchagua marudio. Kuenea kwa doppler kumegawanywa katika kufifia kwa haraka na kufifia polepole.
➤Mifumo inayofifia: Aina zinazofifia zaidi hutekelezwa katika mifumo au usambazaji mbalimbali ambao ni pamoja na Rayleigh, Rician, Nakagami, Weibull n.k.

Kama tunavyojua, ishara zinazofifia hutokea kutokana na tafakari kutoka ardhini na majengo yanayozunguka pamoja na ishara zilizotawanyika kutoka kwa miti, watu na minara iliyopo katika eneo kubwa. Kuna aina mbili za kufifia yaani kufifia kwa kiwango kikubwa na kufifia kwa kiwango kidogo.

1.) Kufifia kwa Kiwango Kikubwa

Kufifia kwa kiwango kikubwa hutokea wakati kikwazo kinapoingia kati ya kisambazaji na kipokezi. Aina hii ya kuingiliwa husababisha kiwango kikubwa cha kupungua kwa nguvu ya mawimbi. Hii ni kwa sababu wimbi la EM limefunikwa au kuzuiwa na kikwazo. Inahusiana na mabadiliko makubwa ya mawimbi kwa umbali.

1.a) Kupotea kwa njia

Upotevu wa njia ya nafasi huru unaweza kuonyeshwa kama ifuatavyo.
➤ Sehemu/Pr = {(4 * π * d)²/ λ²} = (4*π*f*d)²/c²
Wapi,
Pt = Nguvu ya uwasilishaji
Pr = Pokea nguvu
λ = urefu wa wimbi
d = umbali kati ya antena ya kusambaza na kupokea
c = kasi ya mwanga yaani 3 x 10⁸

Kutoka kwa mlinganyo huo ina maana kwamba ishara inayosambazwa hupungua kwa umbali kadri ishara inavyosambazwa juu ya eneo kubwa na kubwa kutoka mwisho wa upitishaji kuelekea mwisho wa upokeaji.

1.b) Athari ya kivuli

• Huonekana katika mawasiliano yasiyotumia waya. Kivuli ni kupotoka kwa nguvu iliyopokelewa ya mawimbi ya EM kutoka thamani ya wastani.
• Ni matokeo ya vikwazo kwenye njia kati ya kisambazaji na kipokezi.
• Inategemea nafasi ya kijiografia pamoja na masafa ya redio ya mawimbi ya EM (Electromagnetic).

2. Kufifia kwa Kiwango Kidogo

Kufifia kwa kiwango kidogo kunahusiana na mabadiliko ya haraka ya nguvu ya mawimbi yanayopokelewa kwa umbali mfupi sana na muda mfupi.

Kulingana nakuenea kwa ucheleweshaji wa njia nyingiKuna aina mbili za kufifia kwa kiwango kidogo yaani kufifia kwa bapa na kufifia kwa kuchagua marudio. Aina hizi za kufifia kwa njia nyingi hutegemea mazingira ya uenezaji.

2.a) Kufifia kwa tambarare

Inasemekana kuwa njia isiyotumia waya inafifia ikiwa ina mwitikio wa awamu ya kuongezeka na mstari unaoendelea juu ya kipimo data ambacho ni kikubwa kuliko kipimo data cha ishara inayosambazwa.

Katika aina hii ya kufifia, vipengele vyote vya masafa ya ishara inayopokelewa hubadilika-badilika kwa uwiano sawa kwa wakati mmoja. Pia inajulikana kama kufifia bila kuchagua.

• Ishara ya BW << Kituo cha BW
• Kipindi cha alama >> Kuenea kwa Ucheleweshaji

Athari ya kufifia kwa bapa huonekana kama kupungua kwa SNR. Njia hizi za kufifia bapa hujulikana kama njia tofauti za amplitude au njia nyembamba.

2.b) Masafa ya Kufifia kwa kuchagua

Huathiri vipengele tofauti vya spekta vya mawimbi ya redio yenye amplitude tofauti. Kwa hivyo jina hufifia kwa kuchagua.

• Ishara ya BW > Kituo cha BW
• Kipindi cha alama < Kuenea kwa Kuchelewa

Kulingana nakuenea kwa dopplerKuna aina mbili za kufifia yaani kufifia haraka na kufifia polepole. Aina hizi za kufifia kwa kuenea kwa doppler hutegemea kasi ya simu yaani kasi ya kipokezi kuhusiana na kisambazaji.

2.c) Kufifia haraka

Jambo la kufifia kwa kasi linawakilishwa na mabadiliko ya haraka ya ishara katika maeneo madogo (yaani kipimo data). Wakati ishara zinapofika kutoka pande zote kwenye ndege, kufifia kwa kasi kutazingatiwa kwa pande zote za mwendo.

Kufifia kwa kasi hutokea wakati mwitikio wa msukumo wa chaneli unapobadilika haraka sana ndani ya muda wa ishara.

• Kuenea kwa doppler nyingi
• Kipindi cha alama > Muda wa mshikamano
• Tofauti ya Ishara < Tofauti ya njia

Vigezo hivi husababisha mtawanyiko wa masafa au kufifia kwa kuchagua wakati kutokana na kuenea kwa doppler. Kufifia kwa haraka ni matokeo ya tafakari za vitu vya ndani na mwendo wa vitu kuhusiana na vitu hivyo.

Katika kufifia kwa kasi, ishara ya kupokea ni jumla ya ishara nyingi ambazo huakisiwa kutoka kwenye nyuso mbalimbali. Ishara hii ni jumla au tofauti ya ishara nyingi ambazo zinaweza kuwa za kujenga au za uharibifu kulingana na mabadiliko ya awamu kati yao. Uhusiano wa awamu hutegemea kasi ya mwendo, marudio ya upitishaji na urefu wa njia husika.

Kufifia haraka hupotosha umbo la mapigo ya msingi. Upotoshaji huu ni wa mstari na huundaISI(Uingiliaji wa Alama Kati). Usawazishaji unaobadilika hupunguza ISI kwa kuondoa upotoshaji wa mstari unaosababishwa na njia.

2.d) Kupungua polepole

Kufifia polepole hutokana na kivuli cha majengo, vilima, milima na vitu vingine juu ya njia.

• Kuenea kwa Doppler kwa Kiwango cha Chini
• Kipindi cha alama <
• Tofauti ya Mawimbi >> Tofauti ya Njia

Utekelezaji wa mifumo ya Kufifia au usambazaji wa Kufifia

Utekelezaji wa mifumo ya kufifia au usambazaji wa kufifia ni pamoja na kufifia kwa Rayleigh, kufifia kwa Rician, kufifia kwa Nakagami na kufifia kwa Weibull. Usambazaji au mifumo hii ya chaneli imeundwa ili kujumuisha kufifia katika ishara ya data ya bendi ya msingi kulingana na mahitaji ya wasifu wa kufifia.

Kufifia kwa Rayleigh

• Katika modeli ya Rayleigh, ni vipengele visivyo vya Mstari wa Kuona (NLOS) pekee vinavyoigwa kati ya kipitisha na kipokezi. Inadhaniwa kwamba hakuna njia ya LOS iliyopo kati ya kipitisha na kipokezi.
• MATLAB hutoa kitendakazi cha "rayleighchan" ili kuiga modeli ya chaneli ya rayleigh.
• Nguvu husambazwa kwa kasi.
• Awamu imesambazwa sawasawa na haitegemei amplitude. Ni aina zinazotumika zaidi za Kufifia katika mawasiliano yasiyotumia waya.

Rician hufifia

• Katika mfumo wa Rician, vipengele vyote viwili vya Line of Sight (LOS) na visivyo vya Line of Sight (NLOS) huigwa kati ya kipitisha na kipokeaji.
• MATLAB hutoa kitendakazi cha "ricianchan" ili kuiga modeli ya chaneli ya rician.

Nakagami inafifia

Njia ya kufifia ya Nakagami ni modeli ya takwimu inayotumika kuelezea njia za mawasiliano zisizotumia waya ambapo ishara inayopokelewa hupitia kufifia kwa njia nyingi. Inawakilisha mazingira yenye kufifia kwa wastani hadi kali kama vile maeneo ya mijini au vitongoji. Mlinganyo ufuatao unaweza kutumika kuiga modeli ya njia ya kufifia ya Nakagami.