Misingi Inafifia na Aina za kufifia katika mawasiliano yasiyotumia waya

Kwa kuzingatia matatizo mbalimbali yanayohusiana na chaneli na nafasi ya kisambaza data/kipokezi 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.Uenezaji wa ucheleweshaji wa njia nyingi umegawanywa zaidi katika kufifia tambarare na kufifia kwa kuchagua masafa.Kueneza kwa Doppler imegawanywa katika kufifia haraka na kufifia polepole.
➤Miundo inayofifia: Aina za juu zinazofifia hutekelezwa katika miundo au usambazaji mbalimbali unaojumuisha Rayleigh, Rician, Nakagami, Weibull n.k.

Kama tujuavyo, ishara za kufifia hutokea kwa sababu ya kuakisi kutoka kwa ardhi na majengo yanayozunguka pamoja na ishara zilizotawanyika kutoka kwa miti, watu na minara iliyo 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 kizuizi kinapoingia kati ya kisambazaji na kipokeaji.Aina hii ya uingiliaji husababisha kiasi kikubwa cha kupunguza nguvu za mawimbi.Hii ni kwa sababu wimbi la EM limefunikwa au limezuiwa na kizuizi.Inahusiana na mabadiliko makubwa ya ishara kwa umbali.

1.a) Upotevu wa njia

Upotezaji wa njia ya nafasi ya bure inaweza kuonyeshwa kama ifuatavyo.
➤ Pt/Pr = {(4 * π * d)²/ λ²} = (4*π*f*d)²/c²
Wapi,
Pt = Kusambaza nguvu
Pr = Pokea nguvu
λ = urefu wa mawimbi
d = umbali kati ya kupitisha na kupokea antena
c = kasi ya mwanga yaani 3 x 10⁸

Kutoka kwa mlinganyo inadokeza kuwa mawimbi yanayotumwa hupungua kwa umbali wakati mawimbi yanasambazwa juu ya eneo kubwa na kubwa kutoka sehemu ya mwisho kuelekea sehemu ya kupokelea.

1.b) Athari ya kivuli

• Inazingatiwa katika mawasiliano ya wireless.Kivuli ni mkengeuko wa nguvu iliyopokewa ya mawimbi ya EM kutoka kwa thamani ya wastani.
• Ni matokeo ya vikwazo juu ya njia kati ya transmita 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 kunahusishwa na mabadiliko ya haraka ya nguvu ya mawimbi iliyopokelewa kwa umbali mfupi sana na muda mfupi.

Kulingana nakuenea kwa ucheleweshaji wa njia nyingikuna aina mbili za kufifia kwa kiwango kidogo yaani.fading gorofa na frequency kuchagua fading.Aina hizi za kufifia kwa njia nyingi hutegemea mazingira ya uenezi.

2.a) Kufifia tambarare

Chaneli isiyotumia waya inasemekana kuwa inafifia tambarare ikiwa ina faida ya mara kwa mara na majibu ya awamu ya mstari juu ya kipimo data ambacho ni kikubwa kuliko kipimo data cha mawimbi inayopitishwa.

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

• Signal BW << Channel BW
• Kipindi cha ishara >> Kuchelewa Kuenea

Athari ya kufifia bapa inaonekana kama kupungua kwa SNR.Njia hizi tambarare za kufifia zinajulikana kama njia tofauti za amplitude au njia nyembamba.

2.b) Kufifia kwa Uchaguzi wa Mara kwa mara

Inathiri vipengele tofauti vya spectral vya ishara ya redio na amplitudes tofauti.Kwa hivyo jina la kuchagua kufifia.

• Signal BW > Channel BW
• Kipindi cha alama < Kuchelewa Kuenea

Kulingana nakuenea kwa dopplerkuna aina mbili za kufifia yaani.kufifia haraka na kufifia polepole.Aina hizi za kufifia kwa doppler hutegemea kasi ya simu yaani kasi ya kipokeaji kwa heshima na kisambaza data.

2.c) Kufifia haraka

Hali ya kufifia haraka inawakilishwa na kushuka kwa kasi kwa ishara kwenye maeneo madogo (yaani bandwidth).Wakati mawimbi yanawasili kutoka pande zote za ndege, kufifia kwa kasi kutazingatiwa kwa pande zote za mwendo.

Kufifia haraka hutokea wakati mwitikio wa msukumo wa kituo unabadilika haraka sana ndani ya muda wa alama.

• Kuenea kwa doppler nyingi
• Kipindi cha alama > Muda wa upatanifu
• Tofauti ya Mawimbi < Tofauti ya idhaa

Vigezo hivi husababisha mtawanyiko wa mara kwa mara au kufifia kwa kuchagua wakati kwa sababu ya kuenea kwa doppler.Kufifia haraka ni matokeo ya kuakisi kwa vitu vya ndani na mwendo wa vitu vinavyohusiana na vitu hivyo.

Katika kufifia haraka, mawimbi ya kupokea ni jumla ya mawimbi mengi ambayo yanaakisiwa kutoka kwenye nyuso mbalimbali.Ishara hii ni jumla au tofauti ya ishara nyingi ambazo zinaweza kujenga au kuharibu kulingana na mabadiliko ya awamu kati yao.Uhusiano wa awamu hutegemea kasi ya mwendo, mzunguko wa maambukizi na urefu wa njia za jamaa.

Kufifia haraka hupotosha umbo la mpigo wa bendi ya msingi.Upotoshaji huu ni wa mstari na huundaISI(Kuingiliwa kwa Alama ya Kati).Usawazishaji unaojirekebisha hupunguza ISI kwa kuondoa upotoshaji wa mstari unaosababishwa na kituo.

2.d) Kufifia polepole

Kufifia polepole ni matokeo ya kufifia kwa majengo, vilima, milima na vitu vingine kwenye njia.

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

Utekelezaji wa miundo inayofifia au usambazaji unaofifia

Utekelezaji wa miundo inayofifia au usambaaji unaofifia ni pamoja na Rayleigh kufifia, Rician kufifia, Nakagami kufifia na Weibull kufifia.Usambazaji wa vituo au miundo hii imeundwa kujumuisha kufifia katika mawimbi ya data ya bendi ya msingi kulingana na mahitaji ya wasifu unaofifia.

Rayleigh kufifia

• Katika muundo wa Rayleigh, vijenzi Visivyo vya Mstari wa Kuona(NLOS) pekee ndivyo vinavyoigwa kati ya kisambaza data na kipokezi.Inachukuliwa kuwa hakuna njia ya LOS kati ya kisambazaji na kipokeaji.
• MATLAB hutoa kitendakazi cha "rayleighchan" ili kuiga muundo wa kituo cha rayleigh.
• Nguvu inasambazwa kwa kasi.
• Awamu inasambazwa sawasawa na huru kutoka kwa amplitude.Ni aina zinazotumika zaidi za Kufifia katika mawasiliano ya pasiwaya.

Rician kufifia

• Katika muundo wa rician, vipengele vya Line of Sight (LOS) na visivyo vya Line of Sight(NLOS) vinaigwa kati ya kisambaza data na kipokezi.
• MATLAB hutoa utendakazi wa "ricianchan" ili kuiga muundo wa kituo cha rician.

Nakagami inafifia

Njia ya kufifia ya Nakagami ni kielelezo cha takwimu kinachotumiwa kuelezea njia zisizotumia waya za mawasiliano ambamo kero iliyopokelewa hufifia kwa njia nyingi.Inawakilisha mazingira yenye kufifia kwa wastani hadi kali kama vile maeneo ya mijini au mijini.Mlinganyo ufuatao unaweza kutumika kuiga muundo wa kituo kinachofifia cha Nakagami.