Trasmissione Numerica sul Canale Radio-Mobile

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1 Trasmssone Numerca sul Canale Rado-Moble Fulvo Babch DIA Unverstà d Treste Ret wreless Ingegnera Elettronca e Informatca

2 Canale Rado-moble Mezzo trasmssvo aperto (broadcast) Condvsone delle rsorse (TDM, FDM, CDMA) Dsturb Interferenze Intercettazone Mobltà Caratterstche del canale varabl nel tempo Affevolment Ombreggature Copertura e contnutà del servzo Ret wreless Ingegnera Elettronca e Informatca 2

3 Canale multpath Propagazone per cammn multpl (multpath channel). Rflessone Trasmetttore Rcevtore Effett della mobltà: o Effetto Doppler (rtardo varable: varazone frequenza). o Combnazone aleatora fas cammn multpl. Ret wreless Ingegnera Elettronca e Informatca 3

4 Rsposta del canale Defnto dalla rsposta mpulsva (nput delay spread functon): c(t,) (rsposta del canale valutata n t a un mpulso applcato n t-). Pertanto y ( t) x( t ) c( t, ) d Ret wreless Ingegnera Elettronca e Informatca 4

5 Funzon d Bello Trasformazon d Fourer delay Doppler spread functon S(ν,) F F F -1 F -1 c(t,) H(ν,f) F F F -1 F -1 T(t,f) Funzone d trasfermento output Doppler spread functon Ret wreless Ingegnera Elettronca e Informatca 5

6 Funzon d Bello (2) S(,ν): delay Doppler spread functon; fornsce un ndcazone della dspersone del canale ne confront della frequenza Doppler ν al varare del rtardo. T(f,t): funzone d trasfermento tempo varante y ( t) X ( f ) T ( f, t) + j2πft e df H(f,ν): output Doppler spread functon ; fornsce un ndcazone della dspersone del canale ne confront della frequenza Doppler ν al varare della frequenza f. Y ( f ) X ( f υ ) H ( f υ, υ ) dυ Ret wreless Ingegnera Elettronca e Informatca 6

7 Funzon d correlazone Φ c (t,s;,η)e[c(t,)c*(s,η)]/2; Φ T (t,s;f,m)e[t(t,f)t*(s,m)]/2; Φ H (ν,µ;f,m)e[h(ν,f)h*(µ,m)]/2; Φ S (ν,µ;,η)e[s(ν,)s*(µ,η)]/2. Sono collegate tra loro medante doppa trasformata d Fourer. Φ S j2 π ( νt µ s) ( ν, µ ;, η) Φ c ( t, s;, η) e j2π ( νt µ s) ( t, s;, η) Φ S ( ν, µ ;, η) e dtds Φ dνdµ c Ret wreless Ingegnera Elettronca e Informatca 7

8 Wde Sense Statonary Uncorrelated Scatterng (WSSUS) channel L attenuazone e lo sfasamento assocate al rtardo 1 sono ncorrelate con quelle assocate al rtardo 2. Lo stesso vale per le frequenze Doppler ν 1 e ν 2. Φ c (t,t+ t;,η)φ c ( t,)δ(η ); Φ T (t,t+ t;f,f+ f)φ T ( t; f); Φ H (ν,µ; f, f+ f) Φ H (ν, f)δ(ν µ); Φ S (ν,µ ;,η) Φ S (ν,) δ(η )δ(ν µ). La funzone Φ c (0,) Φ c () è detta power delay profle, e fornsce la potenza meda (medata su tutt valor del Doppler spread ν) n uscta, n funzone del rtardo. Ret wreless Ingegnera Elettronca e Informatca 8

9 Power delay profle (esempo ndoor) Ret wreless Ingegnera Elettronca e Informatca 9

10 Delay Spread Rtardo medo: 0 c µ φ 0 c φ ( ) ( ) d d Delay spread: σ 0 2 ( µ ) φ ( ) 0 φ c ( ) c d d Macrocelle: 1-10 µs Indoor (open space): 300 ns Indoor (stanze): ns Ret wreless Ingegnera Elettronca e Informatca 10

11 Banda d coerenza La funzone Φ T ( t0, f) Φ T ( f) msura la correlazone n frequenza del canale. S defnsce banda d coerenza, B c, la separazone d frequenza, f, per la quale Φ T ( f) assume un valore prefssato (d solto 0.5). La banda d coerenza è proporzonale al recproco del delay spread. B c 1 σ Ret wreless Ingegnera Elettronca e Informatca 11

12 Tempo d coerenza La funzone Φ H (ν, f0) Φ H (ν) è fornsce l andamento della potenza n uscta n funzone della frequenza Doppler, ν. La banda, B d, entro cu tale funzone assume valor sgnfcatv è detta Doppler spread. L nverso d tale banda è detto tempo d coerenza (ntervallo d tempo n cu permane una sgnfcatva correlazone fra le caratterstche del canale). S not che B d è proporzonale alla veloctà del moble, v, B d v/λvf c /c, dove f c è la frequenza della portante e c è la veloctà della luce nel vuoto. Ret wreless Ingegnera Elettronca e Informatca 12

13 Replogo Φ c ( t,): assume valor vcn a Φ c (0,) per t < T c (tempo d coerenza). Doppler Spread: B d 1/T c ; banda entro cu un moble rceve contrbut sgnfcatv da un sngolo tono. Φ S (ν,) t ν f Φ S (ν,): scatterng functon: msura rsposta del canale n funzone della frequenza Doppler e della varazone temporale. Φ c ( t,) Φ H (ν, f) Φ H (ν,0): Doppler power spectrum: assume valor sgnfcatv all nterno del Doppler spread. f t ν Φ c (0,): delay power spectrum: assume valor sgnfcatv all nterno del delay spread. Φ T ( t, f) Spaced tme spaced frequency correlaton functon. Φ T (0, f): msura coerenza del canale nel domno della frequenza. Assume valor sgnfcatv all nterno della banda d coerenza (nversamente proporzonale al delay spread). Ret wreless Ingegnera Elettronca e Informatca 13

14 Canale a rtard dscret Supponamo d avere N cammn dstnt, cascuno de qual è caratterzzato da attenuazone α e rtardo. S ha: Peso del generco cammno: Rtardo medo e delay spread: Ret wreless Ingegnera Elettronca e Informatca 14 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) t e t t c t f j N c δ α π 2 1, N n n p α α N p 1 µ ( ) N p 1 2 µ σ

15 Modello d canale a 6 ragg (macrocelle) (COST 207) Tpco urbano Urbano (worst case) rtardo, µs peso rtardo, µs peso Ret wreless Ingegnera Elettronca e Informatca 15