REPUBLIKA SRPSKA
JU ELEKTROTEHNIČKA ŠKOLA “NIKOLA TESLA”
BANJA LUKA
Predmet:
Mentor:
Osnove Telekomunikacija Zvonko Rajkovača, dipl. inž. el.
MATURSKI RAD
Tema: Mobilne radio komunikacije
Kandidat: Nikola Kuzmanović
Odjeljenje: IV-3
Školska godina: 2017/18
SADRŽAJ
Strana
1. Uvod.........................................................................................................2
2. Specifičnosti prenosa signala mobilnim radio kanalom..........................3
3. Mehanizmi prostiranja signala u mobilnom radio kanalu........................5
3.1. Prostiranje u slobodnom prostoru.....................................................6
3.2. Difrakcija..........................................................................................6
3.3. Rasijanje............................................................................................7
4. Multipath Feding......................................................................................9
4.1. Faktori koji uzrokuju multipath feding...........................................11
4.2. Tipovi multipath fedinga.................................................................12
5. Postupci za umanjivanje efekata fedinga...............................................13
5.1. Diversity sistemi.............................................................................13
5.2. Metodi kombinovanja.....................................................................14
6. Tehnike višestrukog pristupa u mobilnim radio komunikacijama.........15
6.1. FDMA.............................................................................................15
6.2. TDMA.............................................................................................16
6.3. CDMA.............................................................................................16
6.4. Tehnike prenosa sa višestrukim nosiocima.....................................17
7. Zaključak................................................................................................18
8. Literatura................................................................................................19
3
Mobilni radio kanal unosi fundamentalna ograničenja performansi mobilnih radio sistema. Za
razliku od "žičanih" kanala koji su stacionarni i predvidivi, radio kanali su nestacionarni i
slučajnih karakteristika, te su kao takvi veoma složeni za egzaktnu analizu. Modelovanje
mobilnog radio kanala je najteži dio projektovanja mobilnih radio sistema. Ovaj proces se
najčešće bazira na zakonima probabilističke teorije i rezultatima mjerenja sprovedenih na
konkretnom sistemu i frekvencijskom opsegu. Generalno govoreći, signal koji se prenosi
mobilnim radio kanalom nije izložen slabljenjima samo u onim oblicima kakvi se javljaju kod
ostalih vidova atmosferskog prostiranja. Naime, usljed prostiranja iznad Zemlje dolazi do
interakcije emitovanog elektromagnetnog talasa i Zemlje, pri čemu djelimično provodna Zemlja
apsorbuje dio energije elektromagnetnog talasa. Kako je visina antene mobilne jedinice mala,
uticaj Zemlje više dolazi do izražaja. Gubuci tog tipa, zajedno sa neizbježnim gubicima u
slobodnom prostoru, čine ukupne gubitke usljed propagacije (prostiranja). Pri tome, snaga
prenošenog signala opada sa rastojanjem, a za velike dužine veze dolazi do izražaja i uticaj
zakrivljenosti površine Zemlje. Bilo da se radi o ruralnoj ili urbanoj okolini, objekti različite
veličine predstavljaju prepreke na kojima dolazi do rasijanja emitovanog, kao i do pojave jednog
ili više reflektovanih radio talasa. Na raspodjelu prijemnog polja utiču i prirodne prepreke, kao i
profil trase po kojoj se kreće mobilna jedinica. Usljed takvih pojava u signalu koji se prenosi
mobilnim radio kanalom javljaju se varijacije kako amplitude, tako i frekvencije. Ovi efekti
nazivaju se jednim imenom feding. Pri tome, efekat fedinga u sebi sadrži dvije komponente koje
se mogu statistički razdvojiti :
Long-term
(
large-scale
) feding, koji predstavlja spore fluktuacije snage primljenog
signala oko srednjag nivoa koje su uočljive na rastojanju od nekoliko kilometara ili u
dužim vremenskim intervalima;
S
hort-term
(
small-scale
) feding, koji predstavlja brze fluktuacije anvelope primljenog
signala koje su uočljive na rastojanju od nekoliko metara ili u kratkim vremenskim
intervalima.
Long-term
feding je obično uzrokovan manjim promjenama u profilu trase i u literaturi se
najčešće označava kao
shadowing
. Kako je statistika ovog vida fedinga log-normalna može se
sresti i naziv log-normalni feding.
Short-term
feding je uzrokovan rasijanjem, refleksijom ili
difrakcijom od raznih nepokretnih i pokretnih objekata koji se nalaze u oblasti u kojoj se odvija
komunikacija. Ovaj vid fedinga se u literaturi označava kao
multipath
feding. On je posljedica
4
činjenice da primljemi signal predstavlja sumu više reflektovanih komponenti koje dolaze od
istog izvora, iz različitih pravaca i sa različitim kašnjenjem u odnosu na direktnu komponentu.
Long term i short term feding
Uticaj
multipath
fedinga je jače izražen na
down
linku (veza bazna stanica – mobilna jedinica),
dok se komunikacija u suprotnom smjeru (
up link
) odvija sa manje prisutnim pojavama refleksije
i rasijanja. Efekti
multipath
fedinga nijesu značajni ni u komunikacijama tipa letjelica – Zemlja
ili satelit – Zemlja zato što je ugao propagacije takav da se izbjegava najveći broj prirodnih i
vještačkih prepreka. Glavni problem ovdje predstavlja izražen
Doppler
-ov pomjeraj frekvencije,
što je posljedica relativno velike brzine kretanja letejelice.
Snaga signala koji se prenosi od bazne stanice do mobilne jedinice opada sa rastojanjem kada se
mjerenje sprovodi u različitim tačkama duž radijalne putanje od bazne stanice. Nivo primljenog
signala se može predstaviti kao funkcija rastojanja u prostoru ili kao funkcija vremena.
Prikazivanje nivoa primljenog signala u prostornom i vremenskom domenu ima svoju svrhu.
Naime, snimanje zavisnosti nivoa primljenog signala u domenu vremana se koristi za analizu
pojave fedinga, dok situacija u prostornom domenu može poslužiti za sagledavanje gubitaka
usljed prostiranja.
3. MEHANIZMI PROSTIRANJA SIGNALA U MOBILNOM RADIO
KANALU
Refleksija, difrakcija i rasijanje su tri osnovna mehanizma prostiranja radio signala u mobilnim
radiokomunikacijama. U ovoj Glavi su objašnjeni propagacioni modeli koji u osnovi imaju neki
