ဤစာမျက်နှာတွင် ကြိုးမဲ့ဆက်သွယ်ရေးတွင် Fading အခြေခံများနှင့် fading အမျိုးအစားများကို ဖော်ပြထားသည်။ Fading အမျိုးအစားများကို large scale fading နှင့် small scale fading (multipath delay spread နှင့် doppler spread) အဖြစ် ခွဲခြားထားသည်။
Flat fading နှင့် frequency selecting fading တို့သည် multipath fading ၏ အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုဖြစ်ပြီး fast fading နှင့် slow fading တို့သည် doppler spread fading ၏ အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ ဤ fading အမျိုးအစားများကို Rayleigh၊ Rician၊ Nakagami နှင့် Weibull ဖြန့်ဖြူးမှုများ သို့မဟုတ် မော်ဒယ်များအတိုင်း အကောင်အထည်ဖော်သည်။
မိတ်ဆက်:
ကျွန်ုပ်တို့သိကြတဲ့အတိုင်း ကြိုးမဲ့ဆက်သွယ်ရေးစနစ်မှာ transmitter နဲ့ receiver တို့ပါဝင်ပါတယ်။ transmitter ကနေ receiver ကိုသွားတဲ့လမ်းကြောင်းက ချောမွေ့မှုမရှိဘဲ ထုတ်လွှင့်တဲ့ signal ဟာ path loss, multipath attenuation စတဲ့ attenuation အမျိုးမျိုးကို ဖြတ်သန်းသွားနိုင်ပါတယ်။ လမ်းကြောင်းကနေတစ်ဆင့် signal attenuation ဟာ အချက်အလက်အမျိုးမျိုးပေါ် မူတည်ပါတယ်။ အဲဒါတွေကတော့ အချိန်၊ ရေဒီယိုကြိမ်နှုန်းနဲ့ transmitter/receiver ရဲ့ လမ်းကြောင်း ဒါမှမဟုတ် အနေအထားတို့ပဲ ဖြစ်ပါတယ်။ transmitter နဲ့ receiver ကြားက channel ဟာ transmitter/receiver တွေ တည်ငြိမ်နေသလား ဒါမှမဟုတ် အပြန်အလှန် ရွေ့လျားနေသလားဆိုတဲ့အပေါ် မူတည်ပြီး အချိန်ပြောင်းလဲနေနိုင်သလို ပုံသေလည်း ဖြစ်နိုင်ပါတယ်။
ဘာတွေ မှိန်သွားတာလဲ။
ထုတ်လွှင့်မှု မီဒီယာ သို့မဟုတ် လမ်းကြောင်းများ ပြောင်းလဲမှုကြောင့် လက်ခံရရှိသော အချက်ပြစွမ်းအား၏ အချိန်ပြောင်းလဲမှုကို မှိန်ခြင်းဟု ခေါ်သည်။ မှိန်ခြင်းသည် အထက်တွင်ဖော်ပြခဲ့သည့်အတိုင်း အချက်များစွာပေါ်တွင် မူတည်သည်။ ပုံသေအခြေအနေတွင် မှိန်ခြင်းသည် မိုးရွာသွန်းမှု၊ မိုးကြိုးပစ်ခြင်းစသည့် ရာသီဥတုအခြေအနေပေါ်တွင် မူတည်သည်။ မိုဘိုင်းအခြေအနေတွင် မှိန်ခြင်းသည် လမ်းကြောင်းပေါ်ရှိ အတားအဆီးများပေါ်တွင် မူတည်ပြီး အချိန်နှင့်အမျှ ကွဲပြားသည်။ ဤအတားအဆီးများသည် ထုတ်လွှင့်သော အချက်ပြမှုကို ရှုပ်ထွေးသော ထုတ်လွှင့်မှုအကျိုးသက်ရောက်မှုများကို ဖန်တီးပေးသည်။
ပုံ-၁ တွင် နှေးကွေးစွာ မှိန်ခြင်း နှင့် မြန်ဆန်စွာ မှိန်ခြင်း အမျိုးအစားများအတွက် amplitude versus distance chart ကို နောက်ပိုင်းတွင် ဆွေးနွေးပါမည်။
မှိန်ဖျော့ခြင်း အမျိုးအစားများ
ကြိုးမဲ့ဆက်သွယ်ရေးစနစ်တွင် မှေးမှိန်ခြင်းအမျိုးအစားများမှာ အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်ပြီး ချန်နယ်နှင့်သက်ဆိုင်သော ချို့ယွင်းချက်များနှင့် ထုတ်လွှင့်စက်/လက်ခံစက်၏ အနေအထားကို ထည့်သွင်းစဉ်းစားပါသည်။
➤Large Scale Fading: ၎င်းတွင် path loss နှင့် shadowing effect များ ပါဝင်သည်။
➤Small Scale Fading: ၎င်းကို multipath delay spread နှင့် doppler spread ဟူ၍ အဓိကအမျိုးအစားနှစ်ခုခွဲခြားထားသည်။ multipath delay spread ကို flat fading နှင့် frequency selective fading အဖြစ် ထပ်မံခွဲခြားထားသည်။ Doppler spread ကို fast fading နှင့် slow fading အဖြစ် ထပ်မံခွဲခြားထားသည်။
➤ မှိန်ဖျော့ဖျော့ မော်ဒယ်များ- အထက်ဖော်ပြပါ မှိန်ဖျော့ဖျော့ အမျိုးအစားများကို Rayleigh၊ Rician၊ Nakagami၊ Weibull စသည်တို့ အပါအဝင် မော်ဒယ်အမျိုးမျိုး သို့မဟုတ် ဖြန့်ဖြူးမှုအမျိုးမျိုးတွင် အကောင်အထည်ဖော်ထားသည်။
ကျွန်ုပ်တို့သိကြတဲ့အတိုင်း မှိန်ဖျော့ခြင်းအချက်ပြမှုများသည် မြေပြင်နှင့် ပတ်ဝန်းကျင်အဆောက်အအုံများမှ ရောင်ပြန်ဟပ်မှုများအပြင် ကျယ်ပြန့်သောနေရာတွင်ရှိသော သစ်ပင်များ၊ လူများနှင့် မျှော်စင်များမှ ပြန့်ကျဲနေသော အချက်ပြမှုများကြောင့် ဖြစ်ပေါ်ပါသည်။ မှိန်ဖျော့ခြင်းတွင် အမျိုးအစားနှစ်မျိုးရှိသည်။ ၎င်းတို့မှာ ကြီးမားသော မှိန်ဖျော့ခြင်းနှင့် အသေးစား မှိန်ဖျော့ခြင်းတို့ဖြစ်သည်။
၁။) ကြီးမားသော မှိန်ခြင်း
ထုတ်လွှင့်သူနှင့် လက်ခံသူကြားတွင် အတားအဆီးတစ်ခု ဝင်ရောက်လာသောအခါ ကြီးမားသော မှေးမှိန်ခြင်း ဖြစ်ပေါ်သည်။ ဤဝင်ရောက်စွက်ဖက်မှုအမျိုးအစားသည် အချက်ပြမှုအားကို သိသိသာသာ လျော့ကျစေသည်။ ၎င်းမှာ EM လှိုင်းသည် အတားအဆီးကြောင့် အရိပ်ကျခြင်း သို့မဟုတ် ပိတ်ဆို့ခံရခြင်းကြောင့် ဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် အကွာအဝေးတစ်လျှောက် အချက်ပြမှု ကြီးမားသော အတက်အကျနှင့် ဆက်စပ်နေသည်။
၁။က) လမ်းကြောင်းပျောက်ဆုံးခြင်း
free space path loss ကို အောက်ပါအတိုင်း ဖော်ပြနိုင်သည်။
➤ Pt/Pr = {(4 * π * d)၂/ λ၂} = (၄*π*f*d)၂/c၂
ဘယ်မှာလဲ၊
Pt = ပို့လွှတ်စွမ်းအား
Pr = ပါဝါလက်ခံရရှိခြင်း
λ = လှိုင်းအလျား
d = ထုတ်လွှင့်သည့် အင်တင်နာနှင့် လက်ခံသည့် အင်တင်နာကြား အကွာအဝေး
c = အလင်းအလျင် ဆိုလိုတာက 3 x 108
ညီမျှခြင်းအရ ထုတ်လွှင့်သော အချက်ပြမှုသည် ထုတ်လွှင့်သည့် အဆုံးမှ လက်ခံသည့် အဆုံးသို့ ပိုပိုကျယ်သော ဧရိယာသို့ ပျံ့နှံ့သွားသည်နှင့်အမျှ အကွာအဝေးနှင့်အမျှ အားနည်းသွားသည်ဟု ဆိုလိုသည်။
၁။ခ) အရိပ်အာဝါသ
• ၎င်းကို ကြိုးမဲ့ဆက်သွယ်ရေးတွင် တွေ့ရှိရသည်။ Shadowing သည် EM signal မှ လက်ခံရရှိသော ပါဝါကို ပျမ်းမျှတန်ဖိုးမှ သွေဖည်ခြင်းဖြစ်သည်။
• ၎င်းသည် ထုတ်လွှင့်စက်နှင့် လက်ခံစက်ကြားရှိ လမ်းကြောင်းပေါ်ရှိ အတားအဆီးများ၏ ရလဒ်ဖြစ်သည်။
• ၎င်းသည် ပထဝီဝင်အနေအထားအပြင် EM (လျှပ်စစ်သံလိုက်) လှိုင်းများ၏ ရေဒီယိုကြိမ်နှုန်းပေါ်တွင်လည်း မူတည်ပါသည်။
၂။ သေးငယ်သော မှိန်ခြင်း
သေးငယ်သော scale fading သည် အလွန်တိုတောင်းသော အကွာအဝေးနှင့် အချိန်တိုအတွင်း လက်ခံရရှိသော signal strength လျင်မြန်စွာ အတက်အကျများနှင့် သက်ဆိုင်သည်။
ပေါ်အခြေခံကာဘက်ပေါင်းစုံ နှောင့်နှေးမှု ပျံ့နှံ့မှုsmall scale fading အမျိုးအစားနှစ်မျိုးရှိပါတယ်။ flat fading နဲ့ frequency selective fading တို့ဖြစ်ပါတယ်။ ဒီ multipath fading အမျိုးအစားတွေဟာ propagation environment ပေါ်မူတည်ပါတယ်။
၂။က) ပြားချပ်ချပ်မှိန်ခြင်း
ကြိုးမဲ့ချန်နယ်သည် ထုတ်လွှင့်သော signal ၏ bandwidth ထက်ကြီးသော bandwidth တွင် စဉ်ဆက်မပြတ် gain နှင့် linear phase response ရှိပါက flat fading ဖြစ်သည်ဟုဆိုသည်။
ဤ fading အမျိုးအစားတွင် လက်ခံရရှိသော signal ၏ frequency အစိတ်အပိုင်းအားလုံးသည် တစ်ပြိုင်နက်တည်း အချိုးအစားတူညီစွာ အတက်အကျရှိသည်။ ၎င်းကို non-selective fading လို့လည်း ခေါ်ပါတယ်။
• Signal BW << Channel BW
• သင်္ကေတကာလ >> နှောင့်နှေးမှု ပျံ့နှံ့မှု
flat fading ရဲ့ အကျိုးသက်ရောက်မှုကို SNR လျော့ကျခြင်းအဖြစ် ရှုမြင်ပါတယ်။ ဒီ flat fading channels တွေကို amplitude varying channels တွေ ဒါမှမဟုတ် narrowband channels တွေလို့ လူသိများပါတယ်။
၂။ခ) ကြိမ်နှုန်း ရွေးချယ် မှိန်ခြင်း
၎င်းသည် မတူညီသော amplitude များပါရှိသော ရေဒီယိုအချက်ပြမှု၏ မတူညီသော spectral အစိတ်အပိုင်းများကို သက်ရောက်မှုရှိသည်။ ထို့ကြောင့် selective fading ဟု အမည်ပေးထားသည်။
• အချက်ပြမီး အဖြူအမည်း > ချန်နယ် အဖြူအမည်း
• သင်္ကေတကာလ < နှောင့်နှေးမှု ပျံ့နှံ့မှု
ပေါ်အခြေခံကာဒေါ့ပလာ ပျံ့နှံ့မှုမှိန်ခြင်း အမျိုးအစားနှစ်မျိုးရှိပါတယ်။ မြန်မြန်မှိန်ခြင်းနဲ့ ဖြည်းဖြည်းမှိန်ခြင်းပါ။ ဒီ doppler spread မှိန်ခြင်း အမျိုးအစားတွေက မိုဘိုင်းအမြန်နှုန်းပေါ် မူတည်ပါတယ်။ ဥပမာ receiver ရဲ့ transmitter ရဲ့ အမြန်နှုန်းပါ။
၂။ဂ) လျင်မြန်စွာ မှိန်ခြင်း
လျင်မြန်စွာ မှိန်သွားခြင်းဖြစ်စဉ်ကို ဧရိယာငယ်များ (ဆိုလိုသည်မှာ bandwidth) တွင် အချက်ပြမှု လျင်မြန်စွာ အတက်အကျဖြင့် ကိုယ်စားပြုသည်။ အချက်ပြမှုများသည် မျက်နှာပြင်ရှိ ဦးတည်ရာအားလုံးမှ ရောက်ရှိလာသောအခါ၊ ရွေ့လျားမှု၏ ဦးတည်ရာအားလုံးအတွက် လျင်မြန်စွာ မှိန်သွားခြင်းကို တွေ့ရှိလိမ့်မည်။
သင်္ကေတကြာချိန်အတွင်း channel impulse response အလွန်လျင်မြန်စွာပြောင်းလဲသွားသောအခါ လျင်မြန်စွာ မှိန်သွားခြင်း ဖြစ်ပေါ်သည်။
• ဒေါ့ပယ်လ် ပျံ့နှံ့မှု မြင့်မားခြင်း
• သင်္ကေတကာလ > ဆက်စပ်မှုအချိန်
• အချက်ပြမှု ကွဲပြားမှု < ချန်နယ် ကွဲပြားမှု
ဤကန့်သတ်ချက်များသည် doppler ပျံ့နှံ့မှုကြောင့် frequency dispersion သို့မဟုတ် time selective fading ကို ဖြစ်ပေါ်စေပါသည်။ လျင်မြန်စွာ fading သည် ဒေသတွင်းအရာဝတ္ထုများ၏ ရောင်ပြန်ဟပ်မှုနှင့် ထိုအရာဝတ္ထုများနှင့် နှိုင်းယှဉ်လျှင် အရာဝတ္ထုများ၏ ရွေ့လျားမှုတို့၏ ရလဒ်ဖြစ်သည်။
မြန်ဆန်စွာ မှိန်သွားခြင်းတွင်၊ လက်ခံသည့် အချက်ပြမှုသည် မျက်နှာပြင်အမျိုးမျိုးမှ ထင်ဟပ်နေသော အချက်ပြမှုများစွာ၏ ပေါင်းလဒ်ဖြစ်သည်။ ဤအချက်ပြမှုသည် ၎င်းတို့အကြား ဆွေမျိုးအဆင့်ပြောင်းလဲမှုအပေါ် အခြေခံ၍ တည်ဆောက်မှု သို့မဟုတ် ပျက်စီးစေနိုင်သော အချက်ပြမှုများစွာ၏ ပေါင်းလဒ် သို့မဟုတ် ကွာခြားချက်ဖြစ်သည်။ အဆင့်ဆက်နွယ်မှုသည် ရွေ့လျားမှုအမြန်နှုန်း၊ ထုတ်လွှင့်မှုကြိမ်နှုန်းနှင့် ဆွေမျိုးလမ်းကြောင်းအရှည်များပေါ်တွင် မူတည်သည်။
မြန်ဆန်စွာ မှိန်သွားခြင်းသည် baseband pulse ၏ပုံသဏ္ဍာန်ကို ပုံပျက်စေသည်။ ဤပုံပျက်မှုသည် linear ဖြစ်ပြီးISI(Inter Symbol Interference)။ Adaptive equalization သည် channel မှ ဖြစ်ပေါ်လာသော linear distortion ကို ဖယ်ရှားခြင်းဖြင့် ISI ကို လျှော့ချပေးသည်။
၂။ဃ) ဖြည်းဖြည်းချင်း မှိန်ခြင်း
လမ်းကြောင်းပေါ်ရှိ အဆောက်အအုံများ၊ တောင်ကုန်းများ၊ တောင်တန်းများနှင့် အခြားအရာဝတ္ထုများ၏ အရိပ်ကြောင့် တဖြည်းဖြည်း မှိန်သွားခြင်း ဖြစ်သည်။
• ဒေါ့ပလာ ပျံ့နှံ့မှုနည်းခြင်း
• သင်္ကေတကာလ <
• အချက်ပြမှု ကွဲပြားမှု >> ချန်နယ် ကွဲပြားမှု
Fading မော်ဒယ်များ သို့မဟုတ် fading ဖြန့်ဖြူးမှုများ အကောင်အထည်ဖော်ခြင်း
fading မော်ဒယ်များ သို့မဟုတ် fading ဖြန့်ဖြူးမှုများ၏ အကောင်အထည်ဖော်မှုများတွင် Rayleigh fading၊ Rician fading၊ Nakagami fading နှင့် Weibull fading ပါဝင်သည်။ ဤ channel ဖြန့်ဖြူးမှုများ သို့မဟုတ် မော်ဒယ်များကို fading profile လိုအပ်ချက်များအရ baseband data signal တွင် fading ကို ထည့်သွင်းရန် ဒီဇိုင်းထုတ်ထားသည်။
ရေလီ မှေးမှိန်ခြင်း
• Rayleigh မော်ဒယ်တွင်၊ transmitter နှင့် receiver အကြားရှိ Non Line of Sight (NLOS) အစိတ်အပိုင်းများကိုသာ simulate လုပ်ထားသည်။ transmitter နှင့် receiver အကြားတွင် LOS လမ်းကြောင်းမရှိဟု ယူဆထားသည်။
• MATLAB သည် rayleigh channel model ကို simulate လုပ်ရန် "rayleighchan" function ကို ပံ့ပိုးပေးသည်။
• ပါဝါကို အဆပေါင်းများစွာ ဖြန့်ဝေထားသည်။
• အဆင့်သည် ညီညာစွာ ဖြန့်ဝေထားပြီး amplitude နှင့် သီးခြားဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် ကြိုးမဲ့ဆက်သွယ်ရေးတွင် အသုံးအများဆုံး Fading အမျိုးအစားများဖြစ်သည်။
ရီစီယန် မှေးမှိန်ခြင်း
• ရူစီးယားမော်ဒယ်တွင်၊ Line of Sight (LOS) နှင့် non Line of Sight (NLOS) အစိတ်အပိုင်းနှစ်မျိုးလုံးကို transmitter နှင့် receiver အကြားတွင် simulate လုပ်ထားသည်။
• MATLAB သည် rician channel မော်ဒယ်ကို တုပရန် "ricianchan" လုပ်ဆောင်ချက်ကို ပေးသည်။
နာကာဂါမီ မှေးမှိန်ခြင်း
Nakagami fadding channel သည် လက်ခံရရှိသော signal သည် multipath fading ကို ဖြတ်သန်းသွားသော wireless communication channel များကိုဖော်ပြရန်အသုံးပြုသော စာရင်းအင်းပုံစံတစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် မြို့ပြ သို့မဟုတ် ဆင်ခြေဖုံးဒေသများကဲ့သို့သော အလယ်အလတ်မှ ပြင်းထန်သော fading ရှိသောပတ်ဝန်းကျင်များကို ကိုယ်စားပြုသည်။ Nakagami fading channel model ကိုတုပရန် အောက်ပါညီမျှခြင်းကို အသုံးပြုနိုင်သည်။
• ဤကိစ္စတွင် h = r*e ကို ကိုယ်စားပြုပါသည်jΦနှင့် ထောင့် Φ သည် [-π, π] ပေါ်တွင် ညီညာစွာ ဖြန့်ဝေထားသည်။
• r ကိန်းရှင်နှင့် Φ တို့သည် အပြန်အလှန် မှီခိုမှုမရှိဟု ယူဆသည်။
• Nakagami pdf ကို အထက်ဖော်ပြပါအတိုင်း ဖော်ပြထားသည်။
• Nakagami pdf မှာ 2σ၂= အီး{အာရ်၂}၊ Γ(.) သည် Gamma function ဖြစ်ပြီး k >= (1/2) သည် fading figure (ပေါင်းထည့်ထားသော Gaussion random variable အရေအတွက်နှင့် ဆက်စပ်သော လွတ်လပ်မှုဒီဂရီများ) ဖြစ်သည်။
• ၎င်းကို မူလက တိုင်းတာမှုများအပေါ် အခြေခံ၍ အတွေ့အကြုံအရ တီထွင်ခဲ့သည်။
• ချက်ချင်းလက်ခံရရှိသောစွမ်းအားကို Gamma မှ ဖြန့်ဝေထားသည်။ • k = 1 Rayleigh = Nakagami ဖြင့်
Weibull မှေးမှိန်ခြင်း
ဤချန်နယ်သည် ကြိုးမဲ့ဆက်သွယ်ရေးချန်နယ်ကိုဖော်ပြရန်အသုံးပြုသည့် နောက်ထပ်စာရင်းအင်းမော်ဒယ်တစ်ခုဖြစ်သည်။ Weibull fading channel ကို အားနည်းသောနှင့် ပြင်းထန်သော fading နှစ်မျိုးလုံးအပါအဝင် fading အခြေအနေအမျိုးမျိုးရှိသောပတ်ဝန်းကျင်များကိုကိုယ်စားပြုရန် အသုံးများသည်။
ဘယ်မှာလဲ၊
၂σ၂= အီး{အာရ်၂}
• Weibull ဖြန့်ဖြူးမှုသည် Rayleigh ဖြန့်ဖြူးမှု၏ နောက်ထပ်ယေဘုယျပြုချက်တစ်ခုကို ကိုယ်စားပြုသည်။
• X နှင့် Y တို့သည် ပျမ်းမျှ gaussian variable များ သုညဖြစ်သောအခါ၊ R = (X) ၏ envelope သည်၂+ Y၂)၁/၂Rayleigh ဖြန့်ဝေထားသည်။ • သို့သော် အဖုံးကို R = (X) ဟု သတ်မှတ်ထားသည်။၂+ Y၂)၁/၂နှင့် သက်ဆိုင်ရာ pdf (ဓာတ်အားဖြန့်ဖြူးမှုပရိုဖိုင်) သည် Weibull ဖြန့်ဝေထားသည်။
• Weibull မှိန်ဖျော့ခြင်းမော်ဒယ်ကို တုပရန် အောက်ပါညီမျှခြင်းကို အသုံးပြုနိုင်သည်။
ဒီစာမျက်နှာမှာ fading channel ဆိုတာဘာလဲ၊ အမျိုးအစားတွေ၊ fading မော်ဒယ်တွေ၊ သူတို့ရဲ့အသုံးချမှုတွေ၊ လုပ်ဆောင်ချက်တွေစတဲ့ fading အကြောင်း အကြောင်းအရာအမျိုးမျိုးကို ကျွန်တော်တို့ လေ့လာခဲ့ပါတယ်။ small scale fading နဲ့ large scale fading၊ flat fading နဲ့ frequency selective fading ကွာခြားချက်၊ fast fading နဲ့ slow fading ကွာခြားချက်၊ rayleigh fading နဲ့ rician fading ကွာခြားချက်စတဲ့ အချက်အလက်တွေကို အသုံးပြုပြီး နှိုင်းယှဉ်သိရှိနိုင်ပါတယ်။
E-mail:info@rf-miso.com
ဖုန်း: ၀၀၈၆-၀၂၈-၈၂၆၉၅၃၂၇
ဝက်ဘ်ဆိုက်: www.rf-miso.com
ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၃ ခုနှစ်၊ သြဂုတ်လ ၁၄ ရက်
