ওয়্যারলেস যোগাযোগে ফেইডিংয়ের মূল বিষয় এবং প্রকারভেদ

বিভিন্ন চ্যানেল সম্পর্কিত ত্রুটি এবং ট্রান্সমিটার/রিসিভারের অবস্থান বিবেচনা করে বেতার যোগাযোগ ব্যবস্থায় ফেইডিংয়ের ধরণগুলি নিম্নরূপ।
➤বড় আকারের বিবর্ণতা: এতে পথের ক্ষতি এবং ছায়ার প্রভাব অন্তর্ভুক্ত।
➤ছোট স্কেল ফেইডিং: এটি দুটি প্রধান বিভাগে বিভক্ত, যেমন মাল্টিপাথ ডিলে স্প্রেড এবং ডপলার স্প্রেড। মাল্টিপাথ ডিলে স্প্রেডকে আরও দুটি ভাগে ভাগ করা হয়েছে: ফ্ল্যাট ফেইডিং এবং ফ্রিকোয়েন্সি সিলেক্টিভ ফেইডিং। ডপলার স্প্রেডকে দ্রুত ফেইডিং এবং ধীর ফেইডিংয়ে ভাগ করা হয়েছে।
➤ ফেইডিং মডেল: উপরের ফেইডিং প্রকারগুলি বিভিন্ন মডেল বা বিতরণে প্রয়োগ করা হয় যার মধ্যে রয়েছে Rayleigh, Rician, Nakagami, Weibull ইত্যাদি।

আমরা জানি, মাটি এবং আশেপাশের ভবন থেকে প্রতিফলনের পাশাপাশি বিশাল এলাকায় উপস্থিত গাছ, মানুষ এবং টাওয়ার থেকে বিক্ষিপ্ত সংকেতের কারণে বিবর্ণ সংকেতগুলি ঘটে। বিবর্ণতা দুই ধরণের, যেমন: বৃহৎ আকারের বিবর্ণতা এবং ক্ষুদ্র আকারের বিবর্ণতা।

১.) বৃহৎ আকারের বিবর্ণতা

ট্রান্সমিটার এবং রিসিভারের মধ্যে যখন কোনও বাধা আসে তখন বৃহৎ আকারের বিবর্ণতা দেখা দেয়। এই ধরণের হস্তক্ষেপের ফলে সংকেতের শক্তি উল্লেখযোগ্য পরিমাণে হ্রাস পায়। এর কারণ হল EM তরঙ্গ বাধা দ্বারা ছায়াযুক্ত বা অবরুদ্ধ থাকে। এটি দূরত্বের উপর সংকেতের বৃহৎ ওঠানামার সাথে সম্পর্কিত।

১.ক) পথের ক্ষতি

মুক্ত স্থান পথের ক্ষতি নিম্নরূপ প্রকাশ করা যেতে পারে।
➤ Pt/Pr = {(4 * π * d)^২/ λ^২} = (৪*π*চ*ঘ)^২/c^২
কোথায়,
Pt = ট্রান্সমিট পাওয়ার
Pr = পাওয়ার গ্রহণ
λ = তরঙ্গদৈর্ঘ্য
d = ট্রান্সমিটিং এবং রিসিভিং অ্যান্টেনার মধ্যে দূরত্ব
c = আলোর গতি অর্থাৎ 3 x 10⁸

সমীকরণ থেকে বোঝা যায় যে, ট্রান্সমিটেড সিগন্যাল দূরত্বের উপর দিয়ে ক্ষীণ হয় কারণ ট্রান্সমিট এন্ড থেকে রিসিভ এন্ডের দিকে সিগন্যালটি বৃহত্তর থেকে বৃহত্তর এলাকায় ছড়িয়ে পড়ছে।

১.খ) ছায়া প্রভাব

• এটি বেতার যোগাযোগে পরিলক্ষিত হয়। ছায়াকরণ হল EM সংকেতের প্রাপ্ত শক্তির গড় মান থেকে বিচ্যুতি।
• এটি ট্রান্সমিটার এবং রিসিভারের মধ্যে পথের বাধার ফলে ঘটে।
• এটি ভৌগোলিক অবস্থানের পাশাপাশি EM (ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক) তরঙ্গের রেডিও ফ্রিকোয়েন্সির উপর নির্ভর করে।

2. ছোট আকারের বিবর্ণতা

ক্ষুদ্র স্কেল ফেইডিং খুব কম দূরত্ব এবং স্বল্প সময়ের মধ্যে প্রাপ্ত সংকেত শক্তির দ্রুত ওঠানামার সাথে সম্পর্কিত।

উপর ভিত্তি করেমাল্টিপাথ বিলম্ব স্প্রেডছোট স্কেল ফেইডিং দুই ধরণের হয়, যথা ফ্ল্যাট ফেইডিং এবং ফ্রিকোয়েন্সি সিলেক্টিভ ফেইডিং। এই মাল্টিপাথ ফেইডিং প্রকারগুলি বংশবিস্তার পরিবেশের উপর নির্ভর করে।

২.ক) ফ্ল্যাট ফেইডিং

যদি ওয়্যারলেস চ্যানেলের ব্যান্ডউইথের উপর ধ্রুবক লাভ এবং রৈখিক ফেজ প্রতিক্রিয়া থাকে যা প্রেরিত সংকেতের ব্যান্ডউইথের চেয়ে বেশি হয়, তাহলে তাকে ফ্ল্যাট ফেইডিং বলা হয়।

এই ধরণের ফেইডিংয়ে, প্রাপ্ত সংকেতের সমস্ত ফ্রিকোয়েন্সি উপাদান একই সাথে একই অনুপাতে ওঠানামা করে। এটি নন-সিলেকটিভ ফেইডিং নামেও পরিচিত।

• সিগন্যাল BW << চ্যানেল BW
• প্রতীক সময়কাল >> বিলম্ব স্প্রেড

ফ্ল্যাট ফেইডিংয়ের প্রভাবকে SNR হ্রাস হিসাবে দেখা হয়। এই ফ্ল্যাট ফেইডিং চ্যানেলগুলিকে অ্যামপ্লিটিউড ভ্যারিয়েং চ্যানেল বা ন্যারোব্যান্ড চ্যানেল বলা হয়।

২.খ) ফ্রিকোয়েন্সি সিলেক্টিভ ফেইডিং

এটি বিভিন্ন প্রশস্ততা সহ একটি রেডিও সিগন্যালের বিভিন্ন বর্ণালী উপাদানকে প্রভাবিত করে। তাই এর নাম সিলেক্টিভ ফেইডিং।

• সিগন্যাল BW > চ্যানেল BW
• প্রতীক সময়কাল <বিলম্ব স্প্রেড

উপর ভিত্তি করেডপলার স্প্রেডফেইডিং দুই ধরণের হয়, যেমন দ্রুত ফেইডিং এবং ধীর ফেইডিং। এই ডপলার স্প্রেড ফেইডিং প্রকারগুলি মোবাইলের গতির উপর নির্ভর করে অর্থাৎ ট্রান্সমিটারের সাপেক্ষে রিসিভারের গতির উপর।

২.গ) দ্রুত বিবর্ণ হওয়া

দ্রুত বিবর্ণতার ঘটনাটি ছোট ছোট এলাকা (অর্থাৎ ব্যান্ডউইথ) জুড়ে সংকেতের দ্রুত ওঠানামা দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়। যখন সমতলের সমস্ত দিক থেকে সংকেত আসে, তখন গতির সমস্ত দিকে দ্রুত বিবর্ণতা পরিলক্ষিত হবে।

প্রতীক সময়কালের মধ্যে চ্যানেলের আবেগ প্রতিক্রিয়া খুব দ্রুত পরিবর্তিত হলে দ্রুত বিবর্ণতা ঘটে।

• উচ্চ ডপলার স্প্রেড
• প্রতীক সময়কাল > সুসংগতি সময়
• সিগন্যালের তারতম্য <চ্যানেলের তারতম্য

এই পরামিতিগুলির ফলে ডপলার স্প্রেডিংয়ের কারণে ফ্রিকোয়েন্সি ডিসপারশন বা সময় নির্বাচনী বিবর্ণতা দেখা দেয়। দ্রুত বিবর্ণতা স্থানীয় বস্তুর প্রতিফলন এবং সেই বস্তুর সাপেক্ষে বস্তুর গতির ফলাফল।

দ্রুত বিবর্ণতার ক্ষেত্রে, রিসিভ সিগন্যাল হল বিভিন্ন পৃষ্ঠ থেকে প্রতিফলিত অসংখ্য সংকেতের সমষ্টি। এই সিগন্যাল হল একাধিক সংকেতের সমষ্টি বা পার্থক্য যা তাদের মধ্যে আপেক্ষিক ফেজ শিফটের উপর ভিত্তি করে গঠনমূলক বা ধ্বংসাত্মক হতে পারে। ফেজ সম্পর্ক গতির গতি, ট্রান্সমিশনের ফ্রিকোয়েন্সি এবং আপেক্ষিক পথের দৈর্ঘ্যের উপর নির্ভর করে।

দ্রুত বিবর্ণতা বেসব্যান্ড পালসের আকৃতি বিকৃত করে। এই বিকৃতি রৈখিক এবং তৈরি করেআইএসআই(ইন্টার সিম্বল ইন্টারফারেন্স)। অ্যাডাপ্টিভ ইকুয়ালাইজেশন চ্যানেল দ্বারা প্ররোচিত রৈখিক বিকৃতি অপসারণ করে ISI হ্রাস করে।

২.ঘ) ধীরে ধীরে বিবর্ণ হওয়া

পথের উপর ভবন, পাহাড়, পর্বত এবং অন্যান্য বস্তুর ছায়ার ফলে ধীরে ধীরে বিবর্ণতা দেখা দেয়।

• কম ডপলার স্প্রেড
• প্রতীক সময়কাল <
• সিগন্যালের তারতম্য >> চ্যানেলের তারতম্য

ফেইডিং মডেল বা ফেইডিং ডিস্ট্রিবিউশনের বাস্তবায়ন

ফেইডিং মডেল বা ফেইডিং ডিস্ট্রিবিউশনের বাস্তবায়নের মধ্যে রয়েছে Rayleigh ফেইডিং, Rician ফেইডিং, Nakagami ফেইডিং এবং Weibull ফেইডিং। এই চ্যানেল ডিস্ট্রিবিউশন বা মডেলগুলি ফেইডিং প্রোফাইলের প্রয়োজনীয়তা অনুসারে বেসব্যান্ড ডেটা সিগন্যালে ফেইডিং অন্তর্ভুক্ত করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।

রেইলির বিবর্ণতা

• Rayleigh মডেলে, শুধুমাত্র নন-লাইন অফ সাইট (NLOS) উপাদানগুলি ট্রান্সমিটার এবং রিসিভারের মধ্যে সিমুলেট করা হয়। ধরে নেওয়া হয় যে ট্রান্সমিটার এবং রিসিভারের মধ্যে কোনও LOS পথ বিদ্যমান নেই।
• ম্যাটল্যাব রেলে চ্যানেল মডেল অনুকরণ করার জন্য "রেলেইচ্যান" ফাংশন প্রদান করে।
• শক্তি সূচকীয়ভাবে বিতরণ করা হয়।
• ফেজটি সমানভাবে বিতরণ করা হয় এবং প্রশস্ততা থেকে স্বাধীন। এটি বেতার যোগাযোগে সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত ফেইডিং।

রিশিয়ান ফেইডিং

• রিশিয়ান মডেলে, লাইন অফ সাইট (LOS) এবং নন লাইন অফ সাইট (NLOS) উভয় উপাদানই ট্রান্সমিটার এবং রিসিভারের মধ্যে সিমুলেটেড হয়।
• MATLAB rician চ্যানেল মডেল অনুকরণ করার জন্য "ricianchan" ফাংশন প্রদান করে।

নাকাগামি বিবর্ণ হচ্ছে

নাকাগামি ফ্যাডিং চ্যানেল হল একটি পরিসংখ্যানগত মডেল যা ওয়্যারলেস যোগাযোগ চ্যানেলগুলি বর্ণনা করতে ব্যবহৃত হয় যেখানে প্রাপ্ত স্ক্যানালটি মাল্টিপাথ ফেইডিংয়ের মধ্য দিয়ে যায়। এটি শহর বা শহরতলির মতো মাঝারি থেকে তীব্র ফেইডিংয়ের পরিবেশকে প্রতিনিধিত্ব করে। নাকাগামি ফেইডিং চ্যানেল মডেলটি অনুকরণ করতে নিম্নলিখিত সমীকরণটি ব্যবহার করা যেতে পারে।