Hiện tượng fading đa đường (Multipath-Fading)

Nếu mới lần đầu tiếp xúc hoặc chưa thật rõ với khái niệm fading, các bạn có thể xem ở đây

Multipath-Fading là một hiện tượng rất phổ biến trong truyền thông không dây gây ra do hiện tượng đa đường (Multipath) dẫn tới suy giảm cường độ và xoay pha tín hiệu (fading) không giống nhau tại các thời điểm hoặc/và tại các tần số khác nhau.

Tín hiệu RF truyền qua kênh truyền vô tuyến sẽ lan tỏa trong không gian , va chạm vào các vật cản phân tán rải rác trên đường truyền như xe cộ, nhà cửa, công viên, sông, núi, biển … gây ra các hiện tượng sau đây:
• Phản xạ (reflection): khi sóng đập vào các bề mặt bằng phẳng.
• Tán xạ (scaterring): khi sóng đập vào các vật có bề mặt không bằng phẳng và các vật này có chiều dài so sánh được với chiều dài bước sóng.
• Nhiễu xạ (diffraction): khi sóng va chạm với các vật có kích thước lớn hơn nhiều chiều dài bước sóng.

Khi sóng va chạm vào các vật cản sẽ tạo ra vô số bản sao tín hiệu, một số bản sao này sẽ tới được máy thu.

Do các bản sao này này phản xạ, tán xạ, nhiễu xạ trên các vật khác nhau và theo các đường dài ngắn khác nhau nên:
• Thời điểm các bản sao này tới máy thu cũng khác nhau, tức là độ trễ pha giữa các thành phần này là khác nhau.
• Các bản sao sẽ suy hao khác nhau, tức là biên độ giữa các thành phần này là khác nhau.

Tín hiệu tại máy thu là tổng của tất cả các bản sao này, tùy thuộc vào biên độ và pha của các bản sao:
• Tín hiệu thu được tăng cường hay cộng tích cực (constructive addition) khi các bản sao đồng pha.
• Tín hiệu thu bị triệt tiêu hay cộng tiêu cực (destructive addition) khi các bản sao ngược pha.

Tuỳ theo mức độ của multipath-fading ảnh hưởng tới đáp ứng tần số của mỗi kênh truyền mà ta có kênh truyền chọn lọc tần số (frequency selective fading channel) hay kênh truyền phẳng (frequency nonselective fading channel), kênh truyền biến đổi nhanh (fast fading channel) hay kênh truyền biến đổi chậm (slow fading channel). Tuỳ theo đường bao của tín hiệu sau khi qua kênh truyền có phân bố xác suất theo hàm phân bố Rayleigh hay Rice mà ta có kênh truyền Rayleigh hay Ricean.

Nguồn http://www.deeforum.net/forum/index.php?topic=53.0

Theo như thày bình dị (cũng là thày dạy mình môn truyền dẫn 1 và 2) thì cần phân biệt giữa hiệu ứng đa đường và fading đa đường

Nói cho đúng ra thì vùng phủ mở rộng kha khá là nhờ việc có phản xạ, nhiễu xạ, tán xạ..., tức là nhờ có multipath propagation chứ đâu có nhờ fading?  (tức là nhờ có đa đường và phản xạ mà tín hiệu có thể đến với ta mà không cần phải "hứng" sóng trực tiếp từ trạm phát)

Multipath fading chỉ là một cái hệ lụy kèm theo của cái anh multipath propagation thôi và đã là fading thì luôn làm cho việc dự đoán đường truyền trở nên phức tạp và chỉ gây suy giảm chất lượng liên lạc thôi. Cái khoảng thời gian mà flat-fading làm tín hiệu mạnh lên có thể làm cho không có bit lỗi, song cái khoảng thời gian tín hiệu bị yếu đi thì làm BER tăng rất mạnh, tổng hợp lại thì fading, dù chỉ là flat-fading cũng làm cho chất lượng hệ thống giảm chứ không có chuyện tăng, còn selective fading với các hệ thống dung lượng lớn - tức là có độ rộng băng tín hiệu lớn - thì còn gây ra thêm cái gọi là méo tuyến tính/linear distortion, dẫn đến ISI mạnh thì còn tệ hại hơn nữa. Vậy fading chỉ có hại chứ có lợi làm sao được?

Không nên lầm lẫn giữa multipath propagation với multipath fading mặc dù hai cái này cái trước kéo theo cái sau. Cái anh multipath propagation thì cho phép mở rộng thêm cự ly liên lạc (trong nhiều trường hợp thì chỉ là tí chút) song lại kéo theo cái anh multipath fading buộc người ta phải áp dụng hàng loạt các biện pháp mạnh khác (tốn úi xìn nhé) để duy trì chất lượng liên lạc ổn định trong một tỷ lệ lớn thời gian, say là 98% với các cellular mobile systems hay 99.99% với các hệ thống microwave chẳng hạn.  

Posted in: Các yếu tố ảnh hưởng đến truyền tin