Perdas de propagação

A propagação da antena e da onda desempenha um papel vital nas redes de comunicação sem fio. Uma antena é um condutor elétrico ou um sistema de condutores que irradia / coleta (transmite ou recebe) energia eletromagnética para / do espaço. Uma antena isotrópica idealizada irradia igualmente em todas as direções.

Mecanismos de Propagação

As transmissões sem fio se propagam em três modos. Eles são -

  • Propagação da onda terrestre
  • Propagação de ondas celestes
  • Propagação de linha de visão

Ground wave propagation segue o contorno da terra, enquanto sky wave propagation usa reflexão da terra e da ionosfera.

Line of sight propagationrequer que as antenas de transmissão e recepção estejam dentro da linha de visão uma da outra. Dependendo da frequência do sinal subjacente, o modo particular de propagação é seguido.

Exemplos de comunicação por ondas terrestres e ondas do céu são AM radio e international broadcastscomo a BBC. Acima de 30 MHz, nem a propagação das ondas terrestres nem das ondas celestes opera e a comunicação é feita através da linha de visão.

Limitações de transmissão

Nesta seção, discutiremos as várias limitações que afetam as transmissões de ondas eletromagnéticas. Vamos começar com a atenuação.

Atenuação

A força do sinal diminui com a distância no meio de transmissão. A extensão da atenuação é uma função da distância, meio de transmissão, bem como da frequência da transmissão subjacente.

Distorção

Como os sinais em diferentes frequências se atenuam em diferentes extensões, um sinal composto de componentes em uma faixa de frequências fica distorcido, ou seja, a forma do sinal recebido muda.

Um método padrão para resolver esse problema (e recuperar a forma original) é amplificar frequências mais altas e, assim, equalizar a atenuação em uma banda de frequências.

Dispersão

Dispersão é o fenômeno de propagação de uma explosão de energia eletromagnética durante a propagação. Explosões de dados enviados em rápida sucessão tendem a se fundir devido à dispersão.

Ruído

A forma mais difundida de ruído é o ruído térmico, que geralmente é modelado usando um modelo gaussiano aditivo. O ruído térmico é devido à agitação térmica dos elétrons e é uniformemente distribuído em todo o espectro de frequência.

Outras formas de ruído incluem -

  • Inter modulation noise (causado por sinais produzidos em frequências que são somas ou diferenças de frequências portadoras)

  • Crosstalk (interferência entre dois sinais)

  • Impulse noise (pulsos irregulares de alta energia causados ​​por distúrbios eletromagnéticos externos).

Embora um ruído de impulso possa não ter um impacto significativo nos dados analógicos, ele tem um efeito perceptível nos dados digitais, causando burst errors.

A figura acima ilustra claramente como o sinal de ruído se sobrepõe ao sinal original e tenta alterar suas características.

Desbotando

O desvanecimento se refere à variação da intensidade do sinal em relação ao tempo / distância e é amplamente prevalente em transmissões sem fio. As causas mais comuns de desbotamento no ambiente sem fio são a propagação e mobilidade de caminhos múltiplos (de objetos, bem como dos dispositivos de comunicação).

Propagação multipercurso

Na mídia sem fio, os sinais se propagam usando três princípios, que são reflexão, espalhamento e difração.

  • Reflection ocorre quando o sinal encontra uma grande superfície sólida, cujo tamanho é muito maior do que o comprimento de onda do sinal, por exemplo, uma parede sólida.

  • Diffraction ocorre quando o sinal encontra uma borda ou um canto, cujo tamanho é maior do que o comprimento de onda do sinal, por exemplo, uma borda de uma parede.

  • Scattering ocorre quando o sinal encontra pequenos objetos de tamanho menor que o comprimento de onda do sinal.

Uma consequência da propagação de múltiplos caminhos é que várias cópias de uma propagação de sinal ao longo de vários caminhos diferentes chegam a qualquer ponto em momentos diferentes. Portanto, o sinal recebido em um ponto não é apenas afetado peloinherent noise, distortion, attenuatione dispersion no canal, mas também no interaction of signals propagado ao longo de vários caminhos.

Atraso na propagação

Suponha que transmitamos um pulso de sondagem de um local e medimos o sinal recebido no local receptor em função do tempo. A potência do sinal recebido se espalha com o tempo devido à propagação de multipercursos.

A propagação do atraso é determinada pela função de densidade da propagação resultante do atraso ao longo do tempo. Average delay spread e root mean square delay spread são os dois parâmetros que podem ser calculados.

Doppler espalhado

Esta é uma medida de spectral broadeningcausado pela taxa de mudança do canal de rádio móvel. É causado pelo movimento relativo entre a estação móvel e a estação base ou pelo movimento de objetos no canal.

Quando a velocidade do móvel é alta, a propagação Doppler é alta e as variações de canal resultantes são mais rápidas do que o sinal de banda base, isso é conhecido como fast fading. Quando as variações do canal são mais lentas do que as variações do sinal de banda base, o desvanecimento resultante é referido comoslow fading.