IEEE 802.11b मल्टीप्थ चैनल सिमुलेशन

मल्टीपाथ मॉडल

इस पत्र में, हम एक कमरे के वातावरण में IEEE 802.11b संकेतों के स्वागत पर पर्यावरणीय प्रभाव पर विचार करते हैं। तीन प्रकार के रेडियो तरंग प्रसार चैनलों के प्रभाव पर विचार किया जाता है: गाऊसी चैनल, राइस चैनल और रेले चैनल।

रेडियो सिग्नल, स्रोत से रिसीवर तक प्रसार पथ पर, बाधाओं का सामना कर सकता है। इस मामले में, संकेत उनके द्वारा अवशोषित या प्रतिबिंबित किया जा सकता है। प्रतिबिंबित संकेत रिसीवर तक पहुंच जाएगा, लेकिन यह देर से होगा। दूसरी ओर, सिग्नल की बाकी ऊर्जा कम समय में पुन: परावर्तन के बिना रिसीवर तक पहुंच सकती है या अधिक प्रतिबिंबों को पारित कर सकती है, जिससे आगे भी अधिक देरी होगी। यह प्रभाव तब होता है जब स्रोत और रिसीवर के बीच कई सिग्नल डिलीवरी पथ उत्पन्न होते हैं। इस मामले में, सिग्नल की प्रतियां के बीच असमान रूप से सिग्नल ऊर्जा वितरित की जाएगी। इस संकेत प्रसार को मल्टीपाथ कहा जाता है।

अध्ययन में मल्टीप्लेथ चैनल पर सिग्नल पावर द्वारा डॉपलर शिफ्ट, प्रचार देरी, पुन: प्रतिबिंब, क्षीणन जैसे विभिन्न विशेषताओं के प्रभाव का विश्लेषण शामिल है। अध्ययन का परिणाम विभिन्न संचरण दरों पर सिग्नल त्रुटियों की संभावना की विशेषता है।

एक गाऊसी चैनल एडिटिव व्हाइट गॉसियन शोर वाला एक चैनल है। यह चैनल बिना लुप्त होती और मल्टीपाथ के एक आदर्श चैनल है। यह चैनल कार्यान्वित सिग्नल रिसेप्शन एल्गोरिथ्म की गुणवत्ता का आकलन करने के लिए एक उपाय के रूप में काम करेगा, और मूल्यांकन बिट (बीईआर) विशेषता प्रति त्रुटि त्रुटि के अनुसार किया जाएगा।

गणना की गई BER विशेषता की गणना निम्न सूत्रों का उपयोग करके की जा सकती है:
DBPSK संकेतों के लिए (1)
DQPSK संकेतों के लिए
जहां Q_1 (a, b) मार्कोव Q-फ़ंक्शन है और I_0 (ab) मापदंडों a और b के साथ पहली तरह का Bessel फ़ंक्शन है:
(2)
CCK एन्कोडेड संकेतों के लिए BER को निम्न के रूप में परिभाषित किया गया है:
, (3)

रेले और राइस चैनलों में, योज्य शोर घटक के अलावा, माध्यम में वस्तुओं के पुन: प्रतिबिंब और आंदोलनों के कारण गुणात्मक शोर होते हैं। एक चैनल के माध्यम से एक संकेत का मार्ग निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:
गाऊसी योजक चैनल: (प्रत्यक्ष दृश्यता, कोई प्रतिबिंबित संकेत नहीं)।
चावल चैनल: (दृष्टि की रेखा, परिलक्षित संकेत हैं)।
रेले चैनल: (दृष्टि की कोई रेखा नहीं, केवल प्रतिबिंबित संकेत प्राप्त करना)।

संकेत IEEE 802.11b मानक के अनुसार बनता है, फ़िल्टर "उठाए गए कोसिन से रूट" को आकार देने और मिलान किए गए फ़िल्टर के रूप में चुना जाता है। चौराहे के हस्तक्षेप (छवि 4 और छवि 5) को खत्म करने के लिए फिल्टर का उपयोग किया जाता है। संकेत अपने स्वयं के एल्गोरिथ्म के अनुसार प्राप्त होता है। सभी एल्गोरिदम MATLAB R में निष्पादित किए जाते हैं।

अंजीर। 4 चैनल के पारित होने के बाद संकेत तारामंडल

अंजीर। मिलान किए गए फिल्टर के बाद 5 सिग्नल नक्षत्र

माटलाब के वातावरण में चैनल मॉडल बनाने के लिए, आपको निम्नलिखित कार्यों का उपयोग करना चाहिए: क्रमशः गौसियन एडिटिव चैनल, राइसचन और रेलेइचन के लिए राइस और रेलेइघ चैनल के लिए।
चावल चैनल को अतिरिक्त मापदंडों के निम्नलिखित सेट की विशेषता है: लुप्त होती, डॉपलर शिफ्ट आवृत्ति, किरणों में शक्ति अनुपात का चावल गुणांक, साथ ही क्षीणन। रेले चैनल की विशेषता राइस चैनल की तरह ही प्रभाव है, लेकिन इन चैनलों के बीच अंतर ट्रांसमीटर से रिसीवर तक एक सीधा बीम की अनुपस्थिति है।

डॉपलर प्रभाव तब होता है जब रिसीवर और ट्रांसमीटर के सापेक्ष आंदोलन या सिग्नल प्रसार पथ में वस्तुओं को स्थानांतरित करते समय। चूंकि यह मानक इंडोर सिग्नल ट्रांसमिशन के लिए है, राइस चैनल में, डॉपलर आवृत्ति को f_d = 11 Hz सेट किया जा सकता है, जो 2.4 GHz की वाहक आवृत्ति पर 5 किमी / घंटा की रिसीवर गति से मेल खाती है। यदि डॉपलर शिफ्ट की आवृत्ति नोज़ेरो है, तो सिग्नल नक्षत्रों को स्मियर किया जाएगा (चित्र 5)।

मल्टीनेथ चैनलों में संकेतों के प्रसार में क्षीणन और देरी के मूल्यों को [6] से लिया गया था, विशेष रूप से IEEE 802.11 मानक के संकेतों के लिए अध्ययन किया गया था। यह पत्र तीन अलग-अलग मॉडलों के मूल्यों को प्रस्तुत करता है:
मॉडल ए - दृष्टि की कोई सीधी रेखा के साथ ठेठ कार्यालय स्थान, 50 एनएम के आरएमएस प्रसार देरी।
मॉडल बी - खुली जगह या बड़े कार्यालय की जगह, दृष्टि की कोई सीधी रेखा नहीं, आरएमएस देरी 100 एनएस।
मॉडल सी - बड़े रिक्त स्थान (दोनों इनडोर और आउटडोर), दृष्टि की कोई सीधी रेखा नहीं, 150 एनएम की देरी आरएमएस।
इस काम में, मॉडल बी का उपयोग किया जाता है, जिसके लिए निम्नलिखित पैरामीटर विशेषता हैं:
चावल चैनल के लिए:
f_d = 11 हर्ट्ज; के = 20;
τ_i = [0 10 20 30 40] (ns); α_i = [0 -5.4 -10.8 -16.2 -21.7] (dB)
रेले चैनल के लिए:
f_d = 11 हर्ट्ज;
[_i = [10 20 30 40] (ns); α_i = [- 5.4 -10.8 -16.2 -21.7] (डीबी)
रेले चैनल में, शून्य घटक एक सीधी किरण की अनुपस्थिति के कारण अनुपस्थित हैं।
चैनल से गुजरने के बाद, सिग्नल रिसीवर के इनपुट को खिलाया जाता है।
यदि आवश्यक हो तो रिसेप्शन एल्गोरिथ्म दिया जा सकता है।

सिमुलेशन परिणाम

शोर प्रतिरक्षा विशेषताओं की गणना करते समय, डीएसएसएस (1 और 2 एमबी / एस) और सीसीके (5.5 और 11 एमबी / एस) द्वारा एन्कोड की गई जानकारी के 50,000 बिट्स प्रसारित किए गए थे। विशेषताओं की गणना करने के लिए, संकेत 1 वाट की शक्ति तक कम हो गया था। तीन चैनलों के लिए शोर उन्मुक्ति विशेषताओं को प्राप्त किया गया था: गाऊसी चैनल, राइस चैनल और रेले चैनल (चित्र 6-8), प्रत्येक चैनल के लिए मापदंडों की पसंद ऊपर इंगित की गई है।


अंजीर। गॉसियन चैनल के लिए 6 प्रतिरक्षण विशेषता।


अंजीर। 7 चावल चैनल के लिए प्रतिरक्षण विशेषता।


अंजीर। रेले चैनल के लिए 8 प्रतिरक्षण विशेषता।

अंजीर में। 6-8 सिग्नल-टू-शोर अनुपात डेसीबल (एब्सिस्सा) में दिया गया है। ये परिणाम बड़े कमरे या खुली जगहों के लिए मल्टीप्थ चैनलों में 802.11 बी सिग्नल की शोर प्रतिरक्षा को दर्शाते हैं। 120Hz के भीतर डॉपलर शिफ्ट की आवृत्ति BER प्रतिक्रिया पर बहुत अधिक प्रभाव नहीं डालती है।

राइस और रेले चैनलों की विशेषताओं में अंतर, रेले चैनल में रिसीवर के ट्रांसमीटर से सीधे बीम की अनुपस्थिति के कारण होता है।

चावल चैनल के लिए K गुणांक (राइस गुणांक) के आधार पर शोर प्रतिरक्षा विशेषता: (छवि 9)।

अंजीर। 9 चावल चैनल में K गुणांक पर BER विशेषता की निर्भरता।

इस विशेषता से यह देखा जाता है कि परावर्तित किरणों की शक्ति के लिए मुख्य की शक्ति के अनुपात में वृद्धि के साथ, विशेषता में सुधार होता है। K = 0 पर, एक सीधा किरण मौजूद नहीं है, केवल परावर्तित किरणें प्राप्त होती हैं, जो रेले चैनल की विशेषता से मेल खाती है।

संदर्भ

1. IEEE 802.11-2007 (IEEE Std 802.11-1999 का संशोधन) NY 10016-5997, USA
2. "बिल्डिंग 802.11 वायरलेस LANs की मूल बातें," पैगमैन रोशन, जोनाथन लिरिए, एड। सिस्को प्रेस 2004
3. "वायरलेस संचार की आधुनिक प्रौद्योगिकियां" शखनोविक IV, 2 एड। "टेक्नोस्फीयर" 2006, 288 पी।
4. "ब्रॉडबैंड वायरलेस सूचना प्रसारण नेटवर्क" वी। एम। विस्नेव्स्की, ए। आई। लयखोव, एस। एल। पोर्टनॉय, आई। वी। शखनोविच, इज़्ड। "टेक्नोस्फीयर" 2005, 591 एस।
5. "स्थानीय नेटवर्क की मूल बातें" नोविकोव यू.वी., कोंड्रातेंको एसवी इंटरनेट सूचना प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय - INTUIT.ru, 2005
6. "TGn चैनल मॉडल", विन्को एर्सग, लॉरेंट शूमाकर, 2004, 45 पी।
9. "संचार प्रणालियों का अनुकरण", जेरुचिम, एमसी, बालाबान, पी।, और शनमुगन, केएस, दूसरा संस्करण, न्यूयॉर्क, क्लूवर अकादमिक / प्लेनम, 2000

यह "आईईईई 802.11 बी नेटवर्क के संकेतों के गठन, वितरण और रिसेप्शन के लिए रास्तों के सिमुलेशन मॉडल का विकास" विषय पर मेरी थीसिस का हिस्सा है, क्योंकि काम बड़ा है, मैंने सब कुछ प्रकाशित नहीं किया, लेकिन वास्तव में मैंने केवल निष्कर्ष प्रकाशित किया।

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