Pertes de propagation
La propagation de l'antenne et des ondes joue un rôle essentiel dans les réseaux de communication sans fil. Une antenne est un conducteur électrique ou un système de conducteurs qui rayonne / collecte (transmet ou reçoit) de l'énergie électromagnétique dans / depuis l'espace. Une antenne isotrope idéalisée rayonne également dans toutes les directions.
Mécanismes de propagation
Les transmissions sans fil se propagent dans trois modes. Ils sont -
- Propagation des ondes de sol
- Propagation des ondes du ciel
- Propagation en ligne de visée
Ground wave propagation suit le contour de la terre, tandis que sky wave propagation utilise la réflexion à la fois par la terre et l'ionosphère.
Line of sight propagationexige que les antennes d'émission et de réception soient dans la ligne de vue l'une de l'autre. En fonction de la fréquence du signal sous-jacent, le mode particulier de propagation est suivi.
Des exemples de communication par ondes de sol et par ondes de ciel sont AM radio et international broadcastscomme la BBC. Au-dessus de 30 MHz, ni la propagation des ondes de sol ni des ondes du ciel ne fonctionne et la communication se fait par ligne de visée.
Limitations de transmission
Dans cette section, nous discuterons des différentes limitations qui affectent les transmissions d'ondes électromagnétiques. Commençons par l'atténuation.
Atténuation
La force du signal diminue avec la distance sur le support de transmission. L'ampleur de l'atténuation est fonction de la distance, du support de transmission ainsi que de la fréquence de la transmission sous-jacente.
Distorsion
Etant donné que les signaux à différentes fréquences s'atténuent à des degrés différents, un signal comprenant des composants sur une plage de fréquences est déformé, c'est-à-dire que la forme du signal reçu change.
Une méthode standard pour résoudre ce problème (et récupérer la forme d'origine) consiste à amplifier des fréquences plus élevées et ainsi égaliser l'atténuation sur une bande de fréquences.
Dispersion
La dispersion est le phénomène de propagation d'un sursaut d'énergie électromagnétique lors de la propagation. Les rafales de données envoyées en succession rapide ont tendance à fusionner en raison de la dispersion.
Bruit
La forme de bruit la plus répandue est le bruit thermique, qui est souvent modélisé à l'aide d'un modèle gaussien additif. Le bruit thermique est dû à l'agitation thermique des électrons et est uniformément réparti sur le spectre de fréquences.
Les autres formes de bruit comprennent -
Inter modulation noise (causé par des signaux produits à des fréquences qui sont des sommes ou des différences de fréquences porteuses)
Crosstalk (interférence entre deux signaux)
Impulse noise (impulsions irrégulières de haute énergie causées par des perturbations électromagnétiques externes).
Bien qu'un bruit impulsionnel puisse ne pas avoir d'impact significatif sur les données analogiques, il a un effet notable sur les données numériques, provoquant burst errors.
La figure ci-dessus illustre clairement comment le signal de bruit chevauche le signal d'origine et tente de modifier ses caractéristiques.
Décoloration
L'évanouissement fait référence à la variation de l'intensité du signal en fonction du temps / de la distance et est largement répandu dans les transmissions sans fil. Les causes les plus courantes d'évanouissement dans l'environnement sans fil sont la propagation par trajets multiples et la mobilité (des objets ainsi que des dispositifs de communication).
Propagation par trajets multiples
Dans les médias sans fil, les signaux se propagent en utilisant trois principes, qui sont la réflexion, la diffusion et la diffraction.
Reflection se produit lorsque le signal rencontre une grande surface solide, dont la taille est beaucoup plus grande que la longueur d'onde du signal, par exemple une paroi pleine.
Diffraction se produit lorsque le signal rencontre un bord ou un coin, dont la taille est supérieure à la longueur d'onde du signal, par exemple, un bord d'une paroi.
Scattering se produit lorsque le signal rencontre de petits objets de taille inférieure à la longueur d'onde du signal.
Une conséquence de la propagation par trajets multiples est que de multiples copies d'une propagation de signal le long de plusieurs trajets différents arrivent en tout point à des moments différents. Ainsi, le signal reçu en un point n'est pas seulement affecté par lainherent noise, distortion, attenuation, et dispersion dans le canal mais aussi le interaction of signals propagé le long de plusieurs chemins.
Délai de propagation
Supposons que nous transmettions une impulsion de sondage à partir d'un emplacement et que nous mesurions le signal reçu à l'emplacement du destinataire en fonction du temps. La puissance du signal reçu se propage dans le temps en raison de la propagation par trajets multiples.
L'étalement du retard est déterminé par la fonction de densité de l'étalement résultant du retard dans le temps. Average delay spread et root mean square delay spread sont les deux paramètres qui peuvent être calculés.
Propagation Doppler
C'est une mesure de spectral broadeningcausée par le taux de changement du canal radio mobile. Elle est causée soit par un mouvement relatif entre le mobile et la station de base, soit par le mouvement d'objets dans le canal.
Lorsque la vitesse du mobile est élevée, l'étalement Doppler est élevé et les variations de canal qui en résultent sont plus rapides que celle du signal en bande de base, c'est ce qu'on appelle fast fading. Lorsque les variations de canal sont plus lentes que les variations de signal en bande de base, alors l'évanouissement résultant est appeléslow fading.