تلاشي

يشير مصطلحا التلاشي البطيء والتلاشي السريع إلى معدل تغير السعة والطور الذي تفرضه القناة على الإشارة. أما زمن التماسك فهو مقياس لأقصر مدة زمنية لازمة لكي يصبح تغير السعة أو الطور في القناة غير مرتبط بقيمته السابقة.

• يحدث التلاشي البطيء عندما يكون زمن تماسك القناة كبيرًا مقارنةً بمتطلبات التأخير للتطبيق. ^{[ 1 ]} في هذه الحالة، يمكن اعتبار تغير السعة والطور الناتج عن القناة ثابتًا تقريبًا خلال فترة الاستخدام. قد ينتج التلاشي البطيء عن أحداث مثل التظليل ، حيث يحجب عائق كبير، مثل تل أو مبنى ضخم، مسار الإشارة الرئيسي بين المرسل والمستقبل. غالبًا ما يُنمذج تغير القدرة المستقبلة الناتج عن التظليل باستخدام توزيع لوغاريتمي طبيعي بانحراف معياري وفقًا لنموذج فقدان المسار اللوغاريتمي للمسافة .
• يحدث التلاشي السريع عندما يكون زمن تماسك القناة صغيرًا مقارنةً بمتطلبات التأخير للتطبيق. في هذه الحالة، يتغير كل من السعة وتغير الطور الذي تفرضه القناة بشكل كبير خلال فترة الاستخدام.

في قناة ذات تلاشي سريع، يمكن للمرسل الاستفادة من تغيرات ظروف القناة باستخدام تقنية تنويع الوقت لتعزيز متانة الاتصال في مواجهة التلاشي العميق المؤقت. ورغم أن التلاشي العميق قد يمحو مؤقتًا بعض المعلومات المرسلة، إلا أن استخدام رمز تصحيح الأخطاء مقترنًا بالبتات المرسلة بنجاح خلال فترات زمنية أخرى ( التشابك ) يسمح باستعادة البتات الممحوة. أما في قناة ذات تلاشي بطيء، فلا يمكن استخدام تقنية تنويع الوقت لأن المرسل لا يرى سوى حالة واحدة للقناة ضمن قيود التأخير. ولذلك، يستمر التلاشي العميق طوال مدة الإرسال ولا يمكن التخفيف من آثاره باستخدام الترميز.

يرتبط زمن تماسك القناة بكمية تُعرف باسم انتشار دوبلر للقناة. عندما يتحرك المستخدم (أو العواكس في بيئته)، تتسبب سرعة المستخدم في تغيير تردد الإشارة المرسلة على طول كل مسار إشارة. تُعرف هذه الظاهرة باسم إزاحة دوبلر . يمكن أن يكون للإشارات التي تنتقل على طول مسارات مختلفة إزاحات دوبلر مختلفة، تتوافق مع معدلات مختلفة لتغير الطور. يُعرف الفرق في إزاحات دوبلر بين مكونات الإشارة المختلفة التي تُساهم في تلاشي الإشارة في القناة بانتشار دوبلر. تتميز القنوات ذات انتشار دوبلر الكبير بمكونات إشارة يتغير طور كل منها بشكل مستقل مع مرور الوقت. ولأن التلاشي يعتمد على ما إذا كانت مكونات الإشارة تتجمع بشكل بناء أو هدام، فإن هذه القنوات تتميز بزمن تماسك قصير جدًا.

بشكل عام، يرتبط زمن التماسك عكسياً بانتشار دوبلر، والذي يُعبر عنه عادةً بالصيغة التالية:

${\displaystyle T_{c}\approx {\frac {1}{D_{s}}}}$

أين${\displaystyle T_{c}}$هو زمن التماسك،${\displaystyle D_{s}}$يمثل هذا الانتشار الدوبلري. هذه المعادلة هي مجرد تقريب، ^{[ 2 ]} وللدقة، انظر زمن التماسك .

التلاشي الكتلي هو حالة يكون فيها التلاشي ثابتًا تقريبًا لعدد من فترات الرموز. ^{[ 3 ]} يمكن أن تكون القناة "مزدوجة التلاشي الكتلي" عندما يحدث التلاشي الكتلي في كل من المجالين الزمني والترددي. ^{[ 4 ]} تتميز العديد من قنوات الاتصالات اللاسلكية بطبيعتها الديناميكية، ويتم نمذجتها عادةً على أنها تلاشي كتلي. في هذه القنوات، تخضع كل كتلة من الرموز لتحويل مستقل إحصائيًا. عادةً ما تُستخدم القنوات بطيئة التغير القائمة على نموذج جايكس لطيف رايلي ^{[ 5 ]} للتلاشي الكتلي في نظام OFDM .

التلاشي الانتقائي أو التلاشي الانتقائي للتردد هو شذوذ في انتشار الموجات الراديوية ناتج عن إلغاء جزئي لإشارة الراديو من تلقاء نفسها ؛ حيث تصل الإشارة إلى جهاز الاستقبال عبر مسارين مختلفين ، ويتغير أحدهما على الأقل (يطول أو يقصر). يحدث هذا عادةً في ساعات المساء الأولى أو الصباح الباكر مع تحرك طبقات الأيونوسفير المختلفة وانفصالها ثم اندماجها. قد يكون كلا المسارين موجات سماوية أو أحدهما موجات أرضية .

يتجلى التلاشي الانتقائي كاضطراب بطيء ودوري؛ ويكون تأثير الإلغاء، أو "العدم"، أعمق ما يكون عند تردد معين، والذي يتغير باستمرار، ويكتسح الصوت المستلم .

مع تغير تردد الموجة الحاملة للإشارة، يتغير مقدار التغير في السعة. ويقيس عرض نطاق التماسك الفرق في التردد الذي بعده تبدأ إشارتان في التلاشي غير المترابط.

• في التلاشي المسطح ، يكون عرض نطاق التماسك للقناة أكبر من عرض نطاق الإشارة. لذلك، ستتعرض جميع مكونات تردد الإشارة لنفس مقدار التلاشي.
• في التلاشي الانتقائي للتردد ، يكون عرض نطاق التماسك للقناة أصغر من عرض نطاق الإشارة. ولذلك، تتعرض مكونات التردد المختلفة للإشارة لتلاشي غير مترابط.

بما أن مكونات التردد المختلفة للإشارة تتأثر بشكل مستقل، فمن غير المرجح أن تتأثر جميع أجزاء الإشارة في آنٍ واحد بتلاشٍ عميق. تُعدّ بعض تقنيات التضمين، مثل التضمين بتقسيم التردد المتعامد (OFDM) والوصول المتعدد بتقسيم الشفرة (CDMA)، مناسبةً لاستخدام تنوع التردد لتوفير مقاومة للتلاشي. يقسم OFDM الإشارة واسعة النطاق إلى العديد من الموجات الحاملة ضيقة النطاق ذات التضمين البطيء ، حيث تتعرض كل منها لتلاشٍ مسطح بدلاً من التلاشي الانتقائي للتردد. يمكن التغلب على ذلك باستخدام ترميز الخطأ ، أو معادلة بسيطة ، أو تحميل بتات تكيفي . يتم تجنب التداخل بين الرموز عن طريق إدخال فاصل حماية بين الرموز يُسمى البادئة الدورية . يستخدم CDMA مستقبل rake للتعامل مع كل صدى على حدة.

تُعتبر قنوات التلاشي الانتقائي للتردد قنوات تشتتية ، حيث تتوزع طاقة الإشارة المرتبطة بكل رمز على مدى زمني. وهذا ما يؤدي إلى تداخل الرموز المرسلة المتجاورة زمنيًا. وغالبًا ما تُستخدم مُعادلات الإشارة في هذه القنوات للتعويض عن آثار التداخل بين الرموز .

قد تتعرض الأصداء أيضًا لانزياح دوبلر ، مما يؤدي إلى نموذج قناة متغير مع الزمن.

يمكن التغلب على هذا التأثير بتطبيق تقنية تنويع الإشارات ، مثل تقنية OFDM (مع تداخل الموجات الحاملة الفرعية وتصحيح الخطأ الأمامي )، أو باستخدام جهازَي استقبال بهوائيين منفصلين يفصل بينهما ربع طول موجي ، أو جهاز استقبال تنويع مصمم خصيصًا بهوائيين. يقوم هذا الجهاز بمقارنة الإشارات الواردة إلى الهوائيين باستمرار، ويعرض الإشارة الأفضل.

يُعدّ التلاشي التصاعدي حالة خاصة من التلاشي، ويُستخدم لوصف التداخل البنّاء ، في الحالات التي تزداد فيها قوة إشارة الراديو. ^{[ 6 ]} تتسبب بعض ظروف تعدد المسارات في زيادة سعة الإشارة بهذه الطريقة، لأن الإشارات التي تسلك مسارات مختلفة تصل إلى جهاز الاستقبال بنفس الطور ، فتُضاف إلى الإشارة الرئيسية. وبالتالي، تكون الإشارة الكلية التي تصل إلى جهاز الاستقبال أقوى مما كانت عليه لولا ظروف تعدد المسارات. ويُلاحظ هذا التأثير أيضًا في أنظمة الشبكات المحلية اللاسلكية . ^{[ 7 ]}