Sönümlemeli Kanalların Sınıflandırılmasında Kullanılan Genel Parametreler 5

Ortam

Kablosuz kanallarda, dalga yayılımını etkileyen üç ana etken vardır. Bunlar:

Yansıma

Yansıma, iletilen elektromanyetik dalganın düz bir yüzeye çarpıp geri dönmesi ile oluşur. Söz konusu bu yüzeyin boyutu işaretin dalga boyundan daha büyüktür [1, 4].

Kırılma

Verici ile alıcı arasında yer alan ve boyutları işaretin dalga boyundan daha büyük olan bir engel, sistemde yeni dalgaların üretilmesine sebep olur. Bu duruma

“gölgeleme” denir.

Saçılma

Bir radyo dalgasının, boyutları işaret dalga boyundan küçük ya da ona eşit olan engebeli bir yüzeye çarpması ile oluşur. Şehir ortamında saçılmaya sebep olan en tipik engeller; sokak lambası direği, caddedeki tabelalar vb.dir [1, 4].

Radyo kanallarını olumsuz etkileyen diğer unsur da gezgin istasyonun hareketi sebebiyle oluşan Doppler etkisidir. Doppler etkisi, iletilen bir dalganın her bileşeninde frekans kaymasına sebep olur. Dalganın Doppler frekansı Eş. 2.1’de olduğu gibi ifade edilir.

 = _

 (2.1)

Bu eşitlikte, fmax maksimum Doppler frekansı, v aracın hızı, c0 ışık hızı, f0 taşınan frekanstır [4].

Đşaret sönümü

Zamanla değişen bir kanalda çok yollu yayılımdan kaynaklanan genlik değişimleri işaret sönümü olarak adlandırılır [1].

Çok yollu (zaman) yayılımı, Tm

Kanala giren bir sinyalin ilk ve son ulaşan bileşenlerinin arasında meydana gelen zaman farkı kanalın çok yollu (zaman) yayılımıdır. Bu kanal parametresi Tm olarak ifade edilir [1, 20].

Evreuyumlu bant genişliği, Bcb (Coherence bandwidth)

Kanalda iletilen bir işarete ait frekans bileşenlerinin, kanal parametrelerinden eşit oranda etkilendiği bant genişliğinin ölçüsü olan bu parametre çok yollu yayılımın tersidir. Söz konusu kanal parametresinin gösterimi Eş. 2.2’de verilmiştir [1, 20].

Bcb=1/Tm (2.2)

Uyum zamanı, Tct (Coherence time)

Uyum zamanı parametresi, kanal tepkisinin az bir oranda değişiklik gösterdiği zaman aralığının bir ölçüsü olan Doppler yayılımının tersine tekabül etmektedir. Bu parametre Eş. 2.3’de olduğu gibi ifade edilir ve kanalın uyum zamanı olarak adlandırılır.

Tct=1/Bd (2.3)

Kanaldan iki farklı zaman anında gönderilen bir işaretin, uyum zamanı değerinden daha az bir zaman ile birbirinden ayrılması durumunda söz konusu işaret, kanaldan aynı şekilde etkilenecektir. Dolayısıyla bu zaman zarfında kanala ilk olarak gönderilen işaretin kanalda zayıflama oranı büyük ise, ikinci zaman anında kanala gönderilen işaret de büyük oranda zayıflatılacaktır [1].

2.3. Sönümlemeli Kanalların Sınıflandırılması

Zamanla değişen çok yollu iletişim kanallarında oluşan sönümlemeler aşağıdaki şekilde gruplandırılabilir.

Şekil 2.1. Sönümleme türleri

2.3.1. Geniş ölçekli sönümleme

Geniş Ölçekli Sönümleme; geniş bir alandaki hareketlilik sonucu meydana gelir ve verici ve alıcı arasındaki mesafe ile karakterize edilir. Diğer bir deyişle, geniş alanlarda hareket sonucu ortalama işaret gücünün zayıflamasını ya da yol kaybını ifade eder. Bu yapı, alıcı ve verici arasındaki yeryüzü kaidelerinden (tepe, orman, reklam panosu vb.) etkilenir. Bu almaçlara gölgelenmiş (shadowed), bu şekilde oluşan sönümlemelere de gölgeleme (shadowing) denilmektedir. Ayrıca geniş ölçekli sönümleme istatistikleri, yol kaybı tahminini mesafenin bir fonksiyonu olarak hesaplama imkânı da sağlamaktadır [1, 5].

Tüm Sönümlemeler

2.3.2. Küçük ölçekli sönümleme

Küçük ölçekli sönümleme, verici ve alıcı arasında yer alan mesafedeki küçük değişiklikler sebebiyle oluşan bir sönümleme türüdür (nesnelerin yer değişikliği vb).

Küçük ölçekli sönümleme, sinyalin zamanda yayılımı ve kanalın zamanla değişimi olmak üzere iki mekanizma ile kendini gösterir. Mobil radyo uygulamaları, alıcı ve verici arasındaki hareketin sebep olduğu yayılım yolundaki değişikliklerden ötürü kanalın zamanla değişimi mekanizmasına göre işler [4, 5].

Hızlı Sönümleme

Kanala ait darbe cevabının temel bant sembol süresi içerisinde hızlı bir şekilde değişmesi, gezgin radyo kanalının hızlı sönümlü bir kanal olmasına sebep olur. Hızlı sönümlemeli kanalda kanalın darbe yanıtı bir simge periyodu boyunca çok hızlı değişir. Bir kanalın hızlı sönümlü olması, hareketin yol açtığı kanal değişim hızıyla ilgilidir. Bu sönümleme çeşidinde Doppler kayması iletilen işaretin bozulmasına sebep olur ve söz konusu bozulma, Doppler yaymasının artışına paralel olarak artar.

Bu kanal yapılarında kanalın uyum zamanı, iletilen işaretin simge periyodundan daha küçüktür. Hızlı sönümleme şu durumlarda meydana gelir; Ts > Tct ve Bs < Bd

[4, 5].

Yavaş sönümleme

Kanala ait darbe cevabının temel bant sembol süresi içerisinde yavaş bir şekilde değişmesi, gezgin radyo kanalının yavaş sönümlü bir kanal olmasına sebep olur. Bu nedenle kanalın karşılıklı bant genişlikleri aralığında durağan olduğu kabul edilir.

Yavaş sönümleme şu durumlarda meydana gelir; Ts << Tct ve Bs >> Bd [4].

Düz sönümleme

Gezgin radyo kanalının uyum bant genişliği iletilen işaretin bant genişliğinden daha büyük bant genişliğinde sabit bir kazanca ve doğrusal bir faz yanıtına sahip olursa

alınan işaret düz sönümlemeye uğrar. Düz sönümlemede, kanaldan alıcıya iletilen işaretin spektral yapıları korunur ancak çoklu yolların sebep olduğu kanal kazancındaki dalgalanmalar nedeniyle zamanla işaret gücü değişir. Düz sönümlü kanallar, dar bantlı kanallar olarak da adlandırılabilirler. Çünkü kanala giren işaretin uyum bant genişliği, kanalın düz sönümlü bant genişliğinden daha dardır [4]. Bir işaretin düz sönümlemeye uğraması için, Bs << Bc ve Ts >> σ olmalıdır. Burada Ts, işaretin simge periyodu; Bs, işaretin band genişliği; σ, kanalın gecikme yayılımı;

Bc, kanalın uyum bant genişliğidir [1, 4].

Frekans seçici sönümleme

Gezgin radyo kanalının uyum bant genişliği iletilen işaretin bant genişliğinden daha küçük bant genişliğinde sabit bir kazanca ve doğrusal faz cevabına sahip olursa alınan işaret frekans seçici sönümlemeye uğrar. Bu şartlar altında kanalda, iletilen işaretin sembol periyodunu aşan çok yollu gecikmeler meydana gelir. Bu tip kanallarda iletilen dalga şekli zayıflar, iletim gecikir ve böylece alıcıda işaret bozulmuş olarak alınır. Bu şekilde alıcıdaki işaret gönderilen işaretin zayıflamış ve zamanda gecikmiş birçok bileşeninden oluşur. Kanalda iletilen sembollerin zamanda dağılmasıyla birlikte simgeler arası girişim ISI (Inter-Symbol Interference) oluşur.

Özetlersek, frekans seçici sönümleme durumu için Bs > Bc ve Ts < σ olmalıdır [4].

2.4. Đstatistiksel Kanal Modelleri