I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   18 ,   N o .   2 M a y   20 20 ,   pp .   9 03 ~ 916   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 8 .i 2 . pp 9 03 - 916             903       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   Im p r o v e m e n t   f o r   p e r f o r m a n c e   r a d i o   f r e q u e n c y   i n   w i r e l e ss   c o m m u n i c a t i o n   b a s e d   o n   i m p u l se  s i g n a l       Jafaar   F ah ad   A .   R i d a   D e pa r t m e n t   o f   I n f o r m a t i o S y s t e m   C o m put e r ,   C o l l a g e   o f   C o m put e r   S c i e nc e   a n I nf o r m a t i o T e c hno l o gy ,     U ni v e r s i t y   o f   S um e r ,   I r a q.       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T     Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e S e p   20 ,   2 019   R e v i s e N o v   23 ,   2019   A c c e pt e D e c   7 ,   20 1 9       T hi s   r e s e a r c p r e s e n t s   t h e   i m p r o v e pe r f o r m a nc e   o f   m o bi l e   w i r e l e s s   c om m uni c a t i o c ha nn e l   i s   b a s e o no n - l i ne   o f   s i g ht   b e c a us e   t he   m o bi l e   pr o pa g a t i o n   c ha n ne l   i s   v e r y   ha r t o   w o r w i t di r e c t   pa t b e t w e e t he   t r a ns m i t t e r   a nd  m o bi l e   r e c e i v e r   be c a us e   o f   c i t y - ba s e a r e a   ha s   o bj e c t s   s uc a s   r i s e   b ui l d i ng ,   t r e e s ,   s ur r o und  s t r uc t ur e s ,   a n o t he r   o bj e c t s .   T he   m o bi l e   w i r e l e s s   s p r e a r a d i o   c ha nne l s   ha v e   r a d i o   pr o pa g a t i o m e c ha n i s m s   a s   a   r e f l e c t i o n,   di f f r a c t i o n,   a nd   s c a t t e r i ng   e f f e c t   o r a di o   s i g na l   a s   l e s s e n i ng ,     a nd  di s t o r t i o o r   s pr e a t i m e .   T he   m o s t   i m po r t a nt   t hi ng   t o   m a ke   r e a l   i s   t h a t   t he   w i r e l e s s   c ha n ne l   i s   a   m u l t i p a t r a d i o   c ha nne l .   M ul t i pa t c o pi e s   o f   t he   s a m e   s i g na l   w i t d i s t i nc t   a m p l i t u de s ,   s t a g e s   a nd   de l a y   t i m e s   f o r   a l l   m ul t i pa t h s   be t w e e t h e   t r a n s m i t t e r   a nd  t he   r e c e i v e r .   T he   m u l t i p a t h   f a di ng   i s   de f i ne by   i t s   i m p ul s e   r e s po ns e ,   w h i c i nc l ud e s   t h e   f a c t s   a bo ut   t h e   r e l a t i v e   t i m e   o f   t he   r e c i p i e n t ' s   a r r i v a l   o f   v a r i o us   i ndi c e s   o f   m ul t i p a t a ddi t i v e s .     T he   i m pu l s e   r e s po ns e   e xp r e s s e s   g r e a t   c ha r a c t e r i s t i c s   i t h e   t i m e   do m a i s uc th e   l a r g e   ba ndw i d t f r e q ue nc i e s   a nd  t he   a m p l i t ud e   o ut put   o nl y   t he   v a l u e   i m pu l s e   r e s po ns e   δ( t )   e q ua l   t o   o ne   w he t he   v a l ue   o f   t i m e   t = 0,   o t he r w i s e ,       t he   v a l ue   i m pu l s e   r e s po ns e   δ ( t )   e qua l   t o   z e r o   i a l l   v a l ue s   o f   t he   t i m e .     O v e r   a   t i m e   pe r i o r e a c t i o n,   t he   c e l l u l a r   r a di o   c ha nn e l   c o ul be   de s i g ne a s   a   l i n e a r   f i l t e r   w i t h   v a r i o us   i m pu l s e s .   Ke y w or ds :   Im pul s e   r e s po n s e   M ob i l e   w i r e l e s s   p r o pa ga t i o n   R a di o   f r e que n c y   pr o pa ga t i o n   R a di o   m ul t i p a t h   S of t w a r e   f i l t e r   C opy r i gh t   ©   2020   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   J a f a a r   F a ha d   A .   R i da   D e pa rt m e n t   o f   In f o r m a t i o n   S y s t e m   Co m put e r ,     Co l l a ge   o f   Co m put e S c i e n c e   a nd  I n f o rm a t i o T e c hn o l o g y ,     U n i v e r s i t y   of   S um e r ,   D hi qa r,   I r a q .   Co rr e s po n di n g   E m a i l s :   j . f a ha d@ uo s . e du. i q   j a f a a r f a h a d@ y a h o o . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N     T h e   r e m o t e   c o r r e s po n de n c e   f r a m e w o r m a i n l y   c o n v e y s   a nd  r e c e i v e s   vo i c e   a n d a t a   us i n o pe n - s pa c e   e l e c t r o m a g n e t i c   w a v e s   o r   a i m e di a   t ha t   a r e   f u n da m e n t a l l y   f r e e   o f   c a b l e s .   T hi s   I nn o v a t i o n   i s n ' t   j us t   t r a n s m i t t i ng  v o i c e   y e t   i a d di t i o i n f o r m a t i o n   (c o nt e nt ,   num b e r ,   pi c t u r e ,   a nd  v i de o ).   T o da y   t h e   ge n e r a l   po pul a t i o n   c a n   c ha t   o n   t h e   c e l l   ph o n e s   o r   P D A s   a r e   ut i l i z e t o   b r ow s e   t h e i r   m e s s a ge s   a n W e b   A ppl i c a t i o n s   i n   t h e   m e a nt i m e   [1].   It   ge t s   t h e   s t o c c o de s   pa r t i c u l a rl y   w h e n   t h e   a dv a n c e i nn o v a t i o n   c a m e   t h e   s e c ur i t y   t u rn s   o ut   t o   b e   s up e r i o r   t o   s i m pl e   i nn o v a t i o n .   T h e   t r a f f i c   i s n' t   j us t   gi v i n u t o   ri v a l r y   t o   vo i c e   t r a f f i c   y e t   i n   a ddi t i o n   s u r p a s s i n t h e   v o i c e   t r a f f i c .   T h e   da t a   f r o m   s e n de r   t o   t h e   r e c i pi e nt   i s   t y pi c a l l y   c o n v e y e d ow n   ov e r   a   w e l l - c ha r a c t e r i z e f r e que n c y   b a n [2].   T hi s   f r e que n c y   o t h e rw i s e   c a l l e t h e   da t a   t ra n s f e r   c a pa c i t y   di s t r i b ut e fo r   r e m o t e   c o r r e s po n de n c e   i s   a   s t a n do ut   a m o n gs t   t h e   m o s t   pri z e i t e m s   a nd  t y pi c a l l y   un l o a de d.   T h e   r e m o t e   c o r r e s po n de n c e   i s n ' t   o n e   i n di v i du a l .   T h e   ra d i o   r a n ge   o f   f r e que n c y   i s   r e s t ri c t e by   G ov e r nm e nt   I n t e r c h a n ge s   Co m m i s s i o n   (F C C)  i n   T h e   U S   of   A m e r i c a   di s pe r s e b r e a ki n po i n t   t r a n s m i s s i o n   c a pa c i t y   r e c urr e n c e   fo r   r e m o t e   c o r r e s po n de n c e   a ppl i c a t i o n s   t hi s   i m p l i e s   ut m o s t   c ha nn e l   a nd  c l i e n t s   t o   e xpa nd  t h e   l i m i t   i s   ut i l i z e n u m e r o us   s t r a t e gi e s   [3 - 4],   f o r   e xa m pl e ,   d i f f e r e n t   a c c e s s   m e t h o ds   M ul t i p l e   A c c e s s   D i v i s i o n   (F D M A i s   a s s i g n e b a n dw i dt i nt o   s ub - b a n ds ,   e v e r y o n e   i s   k n o w n   a s   a   c ha nn e l .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   18 ,   N o .   2 M a y   20 2 :     903   -   91 6   904   E v e r y   c l i e n t   h a s   a   s pe c i a l   f r e que n c y   i n   upl i nk  a n do w n l i n k .   T h e   f r e que n c y   b a n i s   pa rt i t i o n e i n t o   c h a nn e l s   o f   e qui v a l e n t   t ra n s m i s s i o n   c a pa c i t y   w i t h   t h e   e n d   g o a l   t h a t   e v e r y   di s c us s i o n   i s   c o m pl e t e o n   v a ri o us   f r e que n c i e s   [5].   T h e   r e c i pi e nt   m us t   ha v e   a   c h a nn e l ,   t h e   c ha nn e l   qua l i t i e s   w i l l   b e   i m po r t e f i gu ri n o ut   w h a t   s o r t   of   c h a nn e l   da t a   t ra n s f e r   c a pa c i t i e s   i s   i n   e ff e c t   r e a l l y   ut i l i z e d.   T h a t ' s   go i n t o   h a ppe n ,   t h e   s i t u a t i o n   i s   a c t ua l l y   a   t o n   of   f r e que n c y   c ove r   t h a t   c a n   ha ppe n   due   t o   t h e   t r e e pa s s e s   o n   t h e   o t h e r   b a n c a l l e o b s t r uc t i o n.   H e r e ,   t h e   s t r a i g ht f o r w a r i s s ue   i s   t o   a s s i g n   s o m e   s pa c e   be t w e e n   t h e   f r e que n c y   po r t i o n s   w h i c h   a r e   k n o w n   a s   t h e   gua r g r o ups .   G ua r b a n ds   a r e   ut i l i z e t o   r e s t r i c t   c r o s s t a l b e t w e e n   c h a nn e l s   b e t w e e n   a dj a c e n t   s i g s pe c t r a .   T h e   f i l t e r   m us t   b e   v e r y   s h a r p   s uc a s   ha r dw a r e   f i l t e rs   a n s o f t w a r e   f i l t e r s   a s   i t hi s   r e s e a r c pa pe i s   us e s of t w a r e   f i l t e r   a s   L i n e a r   T i m e - I n v a r i a nt   f i l t e r   b a s e o n   i m p ul s e   r e s po n s e   gi v e s   o ut put   o n e   v a l ue   δ (t ) = 1w h e n   t   =   o t h e r w i s e ,   δ (t ) = 0 .   M ul t i p l e   A c c e s s   T i m e   D i v i s i o n   (T D M A t i m e   s l o t s   a r e   s pe c i f i e us i n g   t h e   di s t i n c t   t i m e   f o r   di f f e r e n t   us e r s   f o r   c o m m uni c a t i n a   u ni que   t i m e   s l o t   f o r   e a c h   us e r .   T D M A   i s   us e t o   a c c e s s   v a r i o us   s ub b a n ds .   T h e   s ub b a n ds   a r e   k n o w n   a s   c a rr i e r   f r e que n c i e s   a n a r e   de s i g n a t e a s   v a ri o us   c a rri e s t ruc t u r e s   fo r   t h e   m o b i l e   s y s t e m   us i n t hi s   m e t h o d.   T h e   G S M   (G l o b a l   M ob i l e   C o m m u n i c a t i o n   S y s t e m pa n - E u r o pe a di gi t a l   s y s t e m   ut i l i z e s   s uc a   m i xt u r e   o f   F D M A   a n d   T D M A .   T h e   m o b i l e   r e c e i ve r   i s   a l l o c a t e f r e que n c y   a n t i m e   s l o t   s e que n c e   pe r f o r m s   t o   t h e   p h y s i c a l   T D M A   c h a nn e l s   f ra m e w o r k.   T h e   po rt a b l e   r e c e i v e r   s e n ds   a n   i n f o r m a t i o n   b u r s t   i e a c s l o t .     T h e   pe r i o s e t   f o r   a   t i m e   s l o t   fo r   a   m ob i l e   r e c e i ve r   a n t h e   num b e r   o f   T D M A   c h a nn e l s   o n   t h e   f r e que n c y   of   a   c a r ri e r.   T D M A   f r a m e   c o n s i s t e of   o n e   s e que n c e   of  t i m e   s l o t s .   Q ua l c o m m   ha s   c r e a t e t h e   c e l l ul a r   s y s t e m   b a s e o n   Co de   D i v i s i o n   M ul t i p l e   A c c e s s   (C D M A ).   I n c .   a n T e l e c o m   S t a n da rdi z a t i o n   [6 - 8],   In d us t r y   A s s o c i a t i o n   ( T IA a s   a n   I nt e r i m   S t a n d a r ( IS 95).   T hi s   p r o m o t e s   t h e   a m o unt   o f   c us t o m e r s   a c c e s s i b l e   i n   1. 25  M H z   w i de   c h a nn e l   us i n t h e   s pe c t r u m   o f   di r e c t   s e que n c e   s pr e a d.   T h e   CD M A   s y s t e m s   a r e   us e w i t h   t h e   s a m e   f r e que n c y   i e a c h   c e l l ,   w h i c r e s ul t s   i n   a   s i g n i f i c a n t   c a pa b i l i t y   e nh a n c e m e n t   [9].   CD M A ' s   f un da m e nt a l   c o n c e pt   i s   t ha t   di s t i n c t   c o de s   a r e   us e t o   di ffe r e n t i a t e   be t w e e n   di s t i n c t   us e r s .   D i r e c t   S e que n c e   S pr e a S pe c t r um   (D S - CD M A ) ,   F r e que n c y   H o ppi n o r   J o i nt   D e t e c t i o n   CD M A   (J D - CD M A a r e   t y pi c a l l y   us e m o dul a t i o n   t y pe s .   T h i s   ge n e r a t e s   a   s i g n a l   t ha t   s p r e a ds   a c r o s s   a   w i de   b a n dw i dt h.   F o r   t hi s   a c t i o n,   a   s i g na l   c a l l e a   s p r e a di ng  c o de   c a n   b e   us e d.   W i t h   a   s e t   o f   c o d e s   o r t h o go n a l   t o   e a c h   o t h e r ,   a   s i g na l   w i t h   c o n f i rm e c o d e   c a n   b e   s e l e c t e i n   t h e   p r e s e nt   p r e s e n c e   o f   m a n y   o t h e s i g n a l s   w i t h   di s t i n c t   o r t h o go na l   c o de s .   Inde e d,     a   w i de   r a n ge   o f   b a s e b a n " s i g na l s "   w i t h   v a ri o us   s pr e a di ng  c o d e s   c a n   b e   m o dul a t e o n t o   a   s i m i l a r   c a rri e r   t e m pow e r   a   w i de   r a nge   of   c l i e n t s   t o   b e   bo l s t e r e d.   T h e   i n t e r f e r e n c e   b e t w e e n   t h e   s i g na l s   i s   m i ni m a l   b y   us i n v a r i o us   o rt h o go n a l   c o de s .   T h e   c e l l   p h o n e   o r   m o b i l e   ph o n e   i s   t h e   c o n t e m po r a r y   e qui v a l e n t   o f   M a r c o ni ' s   w i r e l e s s   t e l e gr a p h ,   pr o v i di n t w o - w a y   c o m m uni c a t i o n   b e t w e e n   pa r t i e s ,   P e r s o na l   Co m m u n i c a t i o n   S e r v i c e   (P CS l i c e n s e   i n   t h e   900/   180 M H z   b a n i n   e a rl y   1995  [10].   T h e r e   a r e   s o m e   a dv a n t a ge s   i n   w i r e l e s s   s y s t e m s   s u c h   a s   t h e   f i r s t   i s   f r e e do m   f r o m   w i r e s ,   t h e   c us t o m e r   c a n   c a l l   a n y t i m e   a n d   a n y w h e r e .   T h e   s e c o n i s   f l e xi b i l i t y   a s   ra di o   w a v e s   g t hr o ugh  w a l l s ,   l e s s   i n s t a l l a t i o n,   a n c o s t .   O n   t h e   o t h e r   s i de ,   d i s a dv a n t a ge s   e xi s t   l i ke   r e l a t i v e   l o w e r   b a ndw i dt h .   T h e   m o r e   us e r s   m e a e a c b a n dw i dt h   ge t   s m a l l e t ha t   m e a n s   t h e   b a n dw i dt i s   l i m i t e i w i r e l e s s   c o m m uni c a t i o n   a l t h o ug h   i n c r e a s e   us i ng  m o r e   a ppl i c a t i o n s .   It   i s   a l s o   k n o w n   a s   t h e   IS M   b a n d,   i t   i s   p r o v i de t t h e   o r ga n i z a t i o n   o f   t h e   m e di c a l   i n dus t r y   a n t o   e xpe r i m e nt   o n   t hi s   f r e que n c y   w i t h   a   l o t   o h e l pf ul   e qui pm e n t .   F o r   e xa m pl e ,   F M   r a d i o   w h i c h   h a s   w o r ke a r o u n 80M H z - 108M H z ,   t h e   T V   b r o a dc a s t   i s   a t   200M H z ,   t h e   GSM   ph o n e s   w o r a t   900  M H z   a n 180 0M H z ,   t h e   dua l - b a nd  ph o n e s   a t   t w o   f r e que n c i e s   o n e   fo r   upl i nk  (f r o m   us e r   t o   t r a n s m i t t e r )   a n d   a n o t h e do w n l i n k   (f r o m   t h e   t r a n s m i t t e r   t o   us e r ) .   G l o b a l   P o s i t i o n   S y s t e m s   (G P S w o r ks   a t   1. 2G H z   a n t h e   Bl ue t o o t h   t h e   poo r   of   t h e   ul t r a - w i de b a n d   t e c hn o l o g y   w o r ks   a t   2 . G H z .   T h i s   t r a n s l a t e s   t o   ge t   l i c e n s e   fo r   f r e que n c y   f o r   w i r e l e s s   n e t w o r pa y m e n t   a   l o t   of   m o n e y   fo r   go ve rn m e n t   t o   ge t   a   l o t   of   m o n e y   by   l i c e n s i n t h e   r a d i o   s pe c t r um   f r e que n c y   [11 - 12].     T h e   m o b i l e   w i r e l e s s   pr o pa g a t i o n   i m p r o v e s   o n   t h e   pe r f o r m a nc e   o f   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o n   s y s t e m s   t a ke   t h e s e   v e r y   i m po r t a nt   po i nt s   o ur  e y e s .   T h e   f i r s t   po i nt   i s   s e c u r i t y   fo r   w i r e l e s s   n e t w o r v i a   d i g i t a l   c o de s   t e c h n o l o g y   f o r   e n c r y pt i o n ,   a ut h e n t i c a t i o n,   p r i v a c y ,   a n i nt e g r i t y .   A   w i r e l e s s   n e t w o r s y s t e m   r e qui r e s   s e c ur e   m e di um   a c c e s s   c o n t r o l   (M A C)  p r o t o c o l ,   a n t h e   b a s i s   o f   pr e de f i n e a dd r e s s e s   (IP   A ddr e s s ).   S e c uri t y   i s   r e qui r e m e n t s   o f   w i r e l e s s   s y s t e m s   de pe n o t h e   a m o unt   o f   i n v e s t m e n t   a nd  t h e   c h a ra c t e r i s t i c s   o f   a ppl i c a t i o n s   r u nni n g   o t h e   s y s t e m .   T h e   s e c o n i s   B a n dw i dt l i m i t a t i o n s   e m e r ge   f r o m   m a t e r i a l   a n d   e n e r gy   ph y s i c a l   c h a ra c t e ri s t i c s .   E a c ph y s i c a l   t ra n s m i s s i o n   m e di um   ha s   a   l i m i t e b a n dw i dt h   t h a t   de t e r m i n e s   i t s   v o i c e ,   i n f o r m a t i o n ,   g ra p hi c s ,   a n d   v i d e o   c o m m uni c a t i o n   e ff e c t i v e n e s s .   W i de s pr e a In t e rn e t   us e   h a s   boo s t e g ov e r nm e nt   k n o w l e dge   of   t h e   b a n dw i dt h   o f   t e l e c o m m u n i c a t i o n s   b e c a us e   c us t o m e r s   a nd  S e r v i c e   s uppl i e r s   a r e   i n t e r e s t e i n   o pt i m i z i ng  t h e   s pe e a n s pe e o f   In t e rn e t   a c c e s s   o n   c o m put e r   s c r e e n s   a n t h e   us e r   m o b i l e   p h o n e s   us e   m ul t i m e di a   a ppl i c a t i o n s   t o da y   [13 - 14].   T h e   t h i rd  i s   t h e   m o b i l e   w i r e l e s s   c o m m uni c a t i o n   i s   di f f i c ul t   w o r w i t h   l i n e   o f   s i gh t   (L O S m us t   b e   po i n t   t o   po i n t   d i r e c t i o n   w i t h o ut   a n y   o bs t a c l e s   b e t w e e n   t ra n s m i t t e r   a nd  r e c e i v e r   t hi s   i s   i m po s s i b l e   i n v e s t i ga t i o n   i n   m o b i l e   e n v i r o n m e n t   i n   u r b a n   a r e a   h a s   b ui l d i n gs ,   t r e e s ,   a n o t h e r   o b s t a c l e s   i n   t h e   pr o pa g a t i o n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Im pr ov e m e nt   f or   pe r f or m anc e   r a di o   f r e que nc y   i w i r e l e s s   c o m m u ni c a t i on   bas e d…   ( J a f aar   F aha A .   R i da )   905   e n v i r o n m e n t .   T h e   m o b i l e   w i r e l e s s   us e s   n o n - l i n e   o f   s i g h t   (N L O S t h a t   m e a n s t h e   s i g n a l   p r o pa g a t e s   f r o m   t h e   t r a n s m i t t e r   t o   t h e   r e c e i ve r   t hr o ug v a r i o us   di s t i n c t   r o ut e s   ow i n g   t o   b a rr i e r s   a n t h e   w i r e l e s s   c h a nn e l   r e f l e c t o r s   c a b e   c a l l e m ul t i - p a t c ha nn e l s .   T h e   m u l t i pa t h   i s   c a us e by   pr o c e dur e s   o f   r e f l e c t i o n ,   di f f r a c t i o n   a n d   di s pe r s i o n   a s   s h o w n   i F i gu r e   1.   T h e   f o ur t h   i s   i n c r e a s e   po w e r   i n   t h e   c e l l ul a r   s y s t e m   goe s   t c o m m uni c a t e   o v e r   l a r ge   di s t a n c e   w i t ge t t i n g   a t t e n ua t e t h e   r e c e i v e r   s e n s i t i v i t y .   T h e   t ra n s m i t t e po w e r   m us t   i n c r e a s e   c a r e f ul l y   fo r   t w o   r e a s o n s ,   o n e   t h e   m o r e   po w e r   i s   r a d i a t i n g   n e e de e qui pm e n t   e f f i c i e n t   ha r dw a r e   t o   s pe n m o r e   m o n e y   a n o t h e r   m o r e   i m po rt a nt   t hi n g   t o da y   i s   t h e   ra di a t i o h a z a rd.   T h e   l a s t   i s   t h e   ra di o   c ha nn e l   m o de l   b e h a v e s   di ffe r e nt l y   i n   d i f f e r e n t   f r e que n c i e s   t h a t   m e a n s   t h e   w a ve l e n gt h   λ )   i s   a l s o   di f f e r e n t .   T h e   w a v e l e n gt h   o f   t r a n s m i s s i o n   e ff e c t s   r e f l e c t e d,   obs t r uc t e o r   a b s o r b e o r   di f f r a c t e de pe n ds   o n   t h e   s i z e   o f   w a v e l e n gt h .   T h e   m ul t i pa t h   pr o pa g a t i o n   c h a nn e l   i s   t h e   d i f fe r e nt   pa t h s   f o r   t h e   s a m e   s i g n a l   w i l l   b e   di ff e r e n t   a m pl i t u de ,   p h a s e ,   a nd  a rr i v a l   t i m e   t o   r e a c h   t h e   r e c e i v e r   a s   m o b i l e   s t a t i o n .   T h e   m u l t i pa t h   c h a nn e l   c a n   us e   s o f t w a r e   f i l t e r   v i a   i m p ul s e   r e s po n s e   t o   s e l e c t   s t r o n p a t w i t f r e que n c y   de s i r e w h e n   t h e   v a l ue   o f   ( ) = 1 w h e n   t   =   0   o t h e r w i s e ,   ( ) = 0   by   t ra n s f e r   f un c t i o n   h e r e   i m p ul s e   r e s po n s e   [15 ,   16] .           F i gu r e   1 .   T h e   m o b i l e   w i r e l e s s   ra di o   p r o pa g a t i o v i a   m ul t i p a t c ha nn e l   m o de l       1. 1 .       M u l ti p ath   C h an n e l   I m p u l s e   R e s p o n s e   T h e   i m p ul s e   f un c t i o n   i s   a   v e r y   b r i e f   pul s e   fo r   e v a l ua t i n g   t h e   d y n a m i c s   o f   t h e   s c h e m e .   A   pul s e   f un c t i o n   i n   t h e   r e a l   w o r l i s   a   pu l s e   t ha t   i s   m uc h   s h o rt e r   t ha n   t h e   s y s t e m ' s   t i m e   r e s po n s e .   U s i n t h e   t i m e - s l i c i n m e t h o c a l l e c o n v o l ut i o n ,   t h e   i m pu l s e   r e s po n s e   s c h e m e   c a n   b e   us e t o   d e c i de   t h e   s y s t e m   o ut put   fo r   e a c h   i n p ut .   Co n v o l ut i o n   i s   w i de l y   us e t o   i n t r o duc e   di gi t a l   f i l t e r s   i n   s i g na l   p r o c e s s i n g.   I n   t h e   t i m e   do m a i n,   Co n v o l ut i o n   w o r ks   t h e   s a m e   r o l e   a s   f r e que n c y   do m a i n   m ul t i pl i c a t i o n   a n v i c e   v e r s a .   A   dy n a m i c   s y s t e m   i m pu l s e   i nput   i s   de s c r i b e di f fe r e n t l y   b a s e o n   w h e t h e r   t h e   s y s t e m   i s   d i s c r e e t   o r   c o n s t a nt .   T h e   i m pu l s e   r e s po n s e   ( ) = 1   ha s   o ut pu t   s i g n a l   w h e t h e   v a l ue   o f   t i m e   ( t = 0) ,   a nd   ( ) = 0   w h e t h e   t i m e   a l l   v a l ue s   a s   gi v e n   i ( 1 )     ( ) = { ( ) = 1                                             = 0       ( ) = 0                                                 0           (1)     T h e   i m pul s e   s i g na l   ( 0 ) = 1   c a n   b e   o ut pu t   s i g n a l   w h e n   t h e   v a l ue   o f   t i m e   =   0 ),     a n d   ( 0 ) = 1   w h e n   t h e   t i m e   a l l   v a l ue s   a s   gi v e i ( 2 )     ( ) = { ( 0 ) = 1                                             = 0       ( 0 ) = 0                                                 0           (2)     T h e   i m pu l s e   s i gna l   e xp r e s s e s   a n y   s i gna l   i n   t i m e   do m a i n   i n   di gi t a l   c o m m uni c a t i o n   c h a nn e l s   ha s   t h e   na rr o w e r   t h e   i m pu l s e ,   t h e   w i de r   t h e   b a n dw i dt h   o f   t h e   f i l t e r   w i t h   l e s s   e ff e c t   n o i s e   a n l e s s   c o n s um pt i o n   po w e r   [17].   T h e   i m pul s e   r e s po n s e   i s   e s s e n t i a l   t o   m ul t i p a t h   f a di n c ha nn e l   de v e l o pm e n t   a nd  a   f i l t e r ' s   i m pu l s e   r e s po n s e   i n   t h e   t i m e   do m a i i s   p r o po r t i o na l   t o   t h e   f r e que n c y   do m a i n   f i l t e r   b a n dw i dt h.   I t   i s   po s s i b l e   t o   pr e s e n t   a n y   s i gn a l   a s   a   t o t a l   o f   s c a l e a n d   de l a y e i m pu l s e s   s uc a s   g i v e n   i ( 3 ) .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   18 ,   N o .   2 M a y   20 2 :     903   -   91 6   906   ( ) =   ( ) ( ) =   (3)     T h e   i m pu l s e   r e a c t i o n   o f   t h e   s y s t e m   c a n   c ha ra c t e ri z e   a   s i g na l   ha n dl i n s c h e m e   [16].   T h e   i m pu l s e   r e a c t i o n   i s   i n di c a t e a s   h ( t a s   i n f o r m e i n   F i gu r e   2 .           F i gu r e   2 . S i g n a l   p r o c e s s i n g   s y s t e m   c a n   b e   c ha r a c t e r i z e b y   t h e   i m p ul s e   r e s po n s e   o f   t h e   s y s t e m       T h e   f un da m e nt a l   p r o b l e m   of   s i gna l   p r o c e s s i n i s   h o w   t o   r e l a t e   a   s y s t e m ' s   i n put   a n o ut put   s i g na l s .   T h e   c o n v o l ut i o n   us e s   a   s y s t e m ' s   i m pul s e   r e s po n s e .   If   t h e   i n p ut   s i g n a l   i s   p r e s e nt e a s   a   s u m   o f   i m pu l s e s ,     t h e   s y s t e m ' s   r e s po n s e   t o   di f f e r e n t   i m pul s e s   c a n   b e   f o r m e s e pa ra t e l y .   T h e   r e a c t i o n   t o   t h e   i nput   s i g na l   c a n   t h e b e   c r e a t e a s   a   s um   o f   t h e   v a ri o us   i m p ul s e s .   T h e r e   a r e   t hr e e   a l t e rn a t i v e   a pp r o a c h e s   t o   a   s y s t e m ' s   i m pul s e   r e s po n s e ,   i t   c a n   b e   e v a l ua t e i f   t h e   s y s t e m   i s   a   ph y s i c a l   s y s t e m   (e . g.   c o m m un i c a t i o n   c ha nn e l ) ,   i t   c a n   b e   c a l c ul a t e i f   t h e   m a t h e m a t i c a l   r e pr e s e nt a t i o n   o t h e   s y s t e m   i s   kn o w n ,   a n i t   c a n   b e   c o n s t r uc t e us i ng  s ui t a b l e   f i l t e r   de s i g n   s o f t w a r e   a c c o r di ng  t o   s pe c i f i c   a ppl i c a t i o n s .   A   v e r s a t i l e   ra d i o   c h a n n e l   ha s   a p pe a r e a s   a   di r e c t   c h a nn e l   w i t a   pe r i o c ha n g i n d ri v e   r e a c t i o n,   w h e r e   t he   t i m e   r a nge s   i s   b e c a us e   of   s pa c e   ga t h e ri n g .     T h e   i m pu l s e   r e s po n s e   i s   a n   e xt r e m e l y   h e l pf ul   c h a nn e l   r e p r e s e n t a t i o n   a s   i t   c a n   b e   us e t o   pr e di c t   a n c o n s i de di s pl a y i n g   a   f e w   di s t i n c t i v e   m o b i l e   w i r e l e s s   f r a m e w o r ks   a n t ra n s m i s s i o n   b a n dw i dt h s   f o r   a   s pe c i f i c   m o b i l e   c h a nn e l   s c e na r i o .   T h e   s m a l l   d i f f e r e n c e s   i n   a   po r t a b l e   r a di o   s i gna l   c o ul b e   di r e c t l y   l i n ke t o   t h e   m o b i l e   r a di o   c h a nn e l ' s   i m p ul s e   r e s po n s e .   T h e   i m pu l s e   r e s po n s e   i s   a   b r o a db a n r e p r e s e n t a t i o n   o t h e   c h a nn e l   a nd  c o n t a i n s   a l l   i m po r t a n t   da t a   t o   r e a c t i v a t e   o r   b r e a do w n   n e a rl y   a n y   r a di o   t r a n s m i s s i o n   v i a   t h e   c h a nn e l .   T h e   po r t a b l e   c h a nn e l   c a n   b e   m o de l e w i t h   a   t i m e - v a r y i n i m p ul s e   r e s po n s e   a s   a   l i n e a f i l t e r .   T h e   m ul t i pa t c h a nn e l s   c h a nge   due   t o   t h e   po s i t i o n   o t h e   p h o n e   a n t h e   m ul t i - p a t h   f a di n i s   di s t i n g ui s h e by   t h e   i m pul s e   r e s po n s e   of  t h e   c ha nn e l   t ha t   c o n t a i n s   r e l a t i v e   t i m e   d a t a ,   s i g na l   po w e r   a n d   s i g na l   p ha s e   [1,   18] .       2.   R ES EA R C H   M ET H O D     A   gr e a t   m a n y   pe o pl e   kn ow   a bo ut   v a r i o us   v e r s a t i l e   r a d i o   c o r r e s po n de n c e   f r a m e w o r ks   ut i l i z e i r e gul a r   da y   t o   da y   e xi s t e n c e .   E x a m pl e s   o f   r a di o   c o m m u ni c a t i o n   s y s t e m s   i n c l ude   g a ra ge   do o r   o pe n e r s ,     h o m e   e n t e r t a i nm e n t   r e m o t e   c o n t r o l l e r s ,   c o r dl e s s   t e l e ph o n e s ,   ha n d h e l w a l ki e - t a l ki e s ,   pa ge r s   a n c e l l   p h o n e s .   H ow e ve r ,   t h e   c o s t s ,   c o m pl e xi t y ,   e ff i c i e n c y   i m p r o ve m e n t s   a n k i n ds   o s e r v i c e s   pr o v i de by   e a c h   of   t h e s e   m o b i l e   t e c h n o l o gi e s   di f f e r   w i de l y .   T h e   t e r m   m o b i l e   h a s   hi s t o r i c a l l y   b e e n   us e t o   c l a s s i f y   a n y   r a d i o   t e rm i na l   t h a t   c o ul b e   m ov e dur i ng  o pe r a t i o n .   M o r e   r e c e n t l y ,   t h e   t e r m   m o b i l e   i s   us e t o   de s c r i b e   a   r a d i o   t e rm i na l   l i n ke t o   a   h i g h - s pe e m o b i l e   pl a t f o r m   s uc h   a s   a   m o b i l e   ph o n e   i n   a   f a s t - m o v i n v e h i c l e ,   w h i l e   t h e   t e rm   m o b i l e   de s c r i b e s   a   h a n d - h e l ra di o   t e rm i na l   t ha t   c a n   b e   us e d   a s   a   w a l ki e - t a l k i e   o r   c o r dl e s s   t e l e ph o n e   i n s i de   a   h o m e   by   s o m e o n e   a t   w a l ki ng  s pe e d.   M ul t i p a t h   o n   t h e   r a d i o   c h a nn e l   i n c r e a s e s   t h e   i m pa c t   o f   s m a l l   s c a l e .     F o r   e xa m p l e ,   t h e   t hr e e   m o s t   s i g ni f i c a n t   i m p a c t s   a r e   f a s t   c ha n ge s   i n   s i g n   qu a l i t y   ove r   a   s h o rt   r a nge   o r   i nt e ri m   pe r i o d,   u n e v e n   r e c u rr e n c e   e qui l i b ri u m   o w i n t o   f l uc t ua t i n g   D o ppl e r   m o ve m e n t s   o n   t h e   d i s t i n c t   m ul t i - p a t f l a g,   a n m ul t i - p a t h   de l a y s   i n   m o m e nt   s c a t t e ri n (e c h o e s ).   F a di n o c c ur s   i n   a dv a n c e m e t r o po l i t a n   a r e a s   due   t o   t h e   h e i g ht   o f   t h e   m o b i l e   a nt e nn a s   l e s s   t ha n   t h e   h e i g h t   o f   t he   s urr o un d i n b ui l di n gs .   T h e r e   i s   n o   di r e c t   r o ut e   b e t w e e n   t h e   t ra n s m i t t e r   a n t h e   r e c e i ve r   u n i t ,   i t   r e qui r e s   m u l t i p a t h   de pe n di ng  o n   t h e   g r o u n a nd  s u rr o u n di ng  s t ruc t u r e s   r e f l e c t i o n s .   T h e   i n c o m i n ra di o   w a v e s   c o m e   w i t h   v a r i o us   de l a y s   i p r o pa ga t i o n   f r o m   di s t i n c t   di r e c t i o n s   [19] .   T h e   s i g na l   t h a t   t h e   p h o n e   r e c e i v e s   i n   s pa c e   a t   a n y   t i m e   c a n   c o n s i s t   o f   a   h uge   n u m b e r   o f   pl a n e   w a ve s   t h a t   ha v e   di s t r i b ut e a m pl i t ude s ,   s t a ge s ,   a nd  e n t r y   e dge s   a r b i t r a ri l y .   If   i t e m s   i n   t h e   ra di o   c ha nn e l   a r e   s t a t i c   a nd  m o t i o i s   r e g a r de s o l e l y   be c a us e   of   t h e   m o b i l e ,   b l urri n g   a t   t h a t   s t a ge   i s   m e r e l y   a   s p a t i a l   m a r v e l .     T h e   c o l l e c t o r   c o n s i de r s   t h e   s p a t i a l   v a r i e t i e s   o f   t h e   f o l l o w i n s i g n   a s   t e m po r a r y   v a r i a n t s   a s   t h e y   t r a v e l   t hr o ugh   t h e   m ul t i pa t h   do m a i n .   B e c a us e   of   t h e   c o n s t r uc t i v e   a n da nge r o us   e ffe c t   of   m ul t i t ra c w a ve s   s um m i n up  a t   d i f f e r e n t   s pa t i a l   po i nt s ,   a   qui c kl y   m o v i n r e c e pt i o n   c a n   p a s s   a   f e w   f a de s   i n   a   s h o rt   t i m e .   D ue   t o   t h e   c o m pa r a t i v e   m o ve m e n t   b e t w e e n   t h e   po r t a b l e   a nd  b a s e   s t a t i o n,   e a c h   m u l t i - pa t h   w a v e   e xp e r i e n c e s   a a ppa r e nt   s hi f t   f r e que n c y .   T h e   m o ve m e n t   i n   r e c e i v e d   s i gn a l   f r e que n c y   ow i n t o   m ov e m e n t   i s   kn o w n   a s   t h e   D o ppl e r ' s   m o v e m e n t   a n i s   l e g a l l y   l i n ke t o   m o b i l e   m ov e m e nt   v e l oc i t y   a n di r e c t i o n   w i t h   r e ga rd  t o   t h e   m o ve m e n t   o f   t h e   r e c e i v e m ul t i p a t h   s i g n a l .   T h e   p r o l i f e r a t i o n   o f   m ul t i pa t h s   t h a t   a r e   i n   t h e   c ha nn e l   due   t o   t h e   pr o xi m i t y   of   r e f l e c t i n g   o bj e c t s   a n s c a t t e r e r s   a l l o w s   a   c o n s t a n t l y   c h a n gi ng  s i t ua t i o n   t ha t   d i s s e m i n a t e s   t h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Im pr ov e m e nt   f or   pe r f or m anc e   r a di o   f r e que nc y   i w i r e l e s s   c o m m u ni c a t i on   bas e d…   ( J a f aar   F aha A .   R i da )   907   v i t a l i t y   o f   t h e   s i g n a l   i n   a b un d a n c e ,   p ha s e   a n d   m o m e n t .   T h e   u n e v e n   p ha s e   a n d   a m pl i t u de s   o f   t h e   u n i que   m ul t i p a t c o m po n e nt s   t ri gge r   c h a nge s   i n   t h e   qu a l i t y   of   t h e   s i g n s ,   i n   t h i s   w a y   a   l i t t l e   o r   b o t t w i s t i n g   o f   t h e   b l urr i ng  s i g na l .   M u l t i pa t h   s p r e a r e gu l a rl y   e xt e n ds   t h e   t i m e   re qui r e t o   r e a c h   t h e   b e n e f i c i a r y   by   t h e   b a s e b a n d   s e gm e n t   o f   t h e   s i gn,   w h i c h   c a n   c a us e   s i gn   s p r e a due   t o   i nt e r - s y m bo l   o bs t r uc t i o n .   W i t h   t h e   i m pul s e   r e s po n s e   of   t h e   v e r s a t i l e   ra d i o   c h a nn e l ,   t h e   s m a l l   v a r i e t i e s   o f   a   po r t a b l e   ra di o   s i g c a n   b e   l e ga l l y   r e c o gn i z e d.   T h e   i m pu l s e   r e s po n s e   i s   a   de pi c t i o n   o f   w i de b a n c h a nn e l s   a n d   i n c l ude s   a l l   t h e   i n f o rm a t i o n   n e e de t o   r e c r e a t e   o b r e a do w n   a n y   s o r t   of   c h a nn e l   r a d i o   t r a n s m i s s i o n.   T hi s   a r i s e s   f r o m   t h e   po s s i b i l i t y   o f   d e m o n s t r a t i n a   po r t a b l e   ra di o   c h a nn e l   a s   a   s t r a i g h t   c h a nn e l   w i t h   a   pe r i o m ov i n i m pu l s e   r e s po n s e ,   w h e r e   t h e   t i m e   ra n ge   i s   due   t o   c o l l e c t o r   m o t i o n   i n   s p a c e .   T h e   f i l t e r i n g   n a t u r e   o f   t h e   c h a nn e l   i s   c a us e by   t h e   s u m m a t i o n   o f   t h e   a m p l i t ude s   a n de l a y s   of   di ff e r e n t   a rri v i n s i g n a l s   a t   a n y   t i m e .   H e r e ,   t h e   m o b i l e   ra di o   p r o pa ga t i o n   c ha nn e l   i m p r o v e s   m ul t i pa t p r o pa g a t i o n   c ha nn e l   w i t h   i m pu l s e   r e s po n s e   o c c ur s   s o f t w a r e   f i l t e r   w hi c i s   g i v e n   t h e   o ut put   s i g na l   w h e t h e   v a l ue   o f   t i m e   t = 0   o t h e r w i s e ,   i t   i s   n o t   a n   o ut pu t   s i g na l .   T h e   i m pu l s e   r e s po n s e   i s   l i n ke d   t o   t h e   b a n dw i dt t o   di f f e r e n t i a t e   b e t w e e n   t h e   r e qu i r e s i g na l   a n o t h e r   s i g n a l s   s uc a s   n o i s e   [20 - 23] .       2. 1 .       Bas i c s   o R ad i o   P r o p agati o n   T h e   a n t e nn a   c a n   b e   de f i n e a s   a n   e l e c t r i c a l   c o n duc t o r   o r   c o n duc t o r   s y s t e m   us e d   fo r   t h e   c o l l e c t i o n   of  e l e c t r o m a g n e t i c   e n e rgy   o r   e l e c t r o m a g n e t i c   e n e r gy .   T h e   r e c e i v i n de v i c e   t ra n s f o r m s   e l e c t r o m a g n e t i c   r a d i o   r e c urr e n c e   i nt o   e l e c t r o m a g n e t i c   v i t a l i t y   a n d   e m a na t e s   i nt o   t h e   e xt e n s i v e   c o n di t i o n   (e n v i r o nm e n t ,   s pa c e ,   a n d   w a t e r f o r   t h e   t r a n s m i s s i o n   o f   a   s i g n a l .   T o   r e c e i v e   a   s i gn a l ,   e l e c t r o m a g n e t i c   v i t a l i t y   t h a t   a f f e c t s   t h e   r e c e i v i n a ppa ra t us   i s   t r a n s f o r m e i nt o   e l e c t r i c a l   e n e r gy   of   r a di o   f r e que n c y   a n n o u r i s h e i nt o   t h e   r e c i pi e n t .   I n   t w o     W a y   c o r r e s po n de n c e ,   a   c o m pa ra b l e   r a d i o   w i r e   c a n   b e   us e fo r   t r a n s m i t t i ng  a n r e c e i v i n o n   a   r e gul a r   b a s i s .   T h e   t ra n s m i s s i o n   r o ut e   b e t w e e n   t h e   t ra n s m i t t e r   a nd  t h e   r e c e i ve r   c a n   e i t h e r   b e   e a s y   t o   s e e   o r   b l o c k e b y   s t ruc t u r e s ,   h i l l s ,   a n f o l ds .   T h i s   i s   c o n c e i v a b l e   c o n s i de ri n g   t h a t   a n y   r a di o   w i r e   t r a n s f e r s   e n e r gy   f r o m   t h e   e n c o m pa s s i n po s i t i o n   t o   i t s   i nput   r e c e i v i n t e rm i na l s   w i t h   s i m i l a r   e f f e c t s   f r o m   t h e   o ut put   t ra n s m i t t e t e rm i na l s   t o   b e a r i ngs .   A n   a n t e nna   s i g n a l   t ra v e l s   o n e   of  t hr e e   r o ut e s ,   s uc h   a s   s ur f a c e   w a ve s ,   s k y   w a ve s   a n a   di r e c t   t ra j e c t o r y .   T h e   pr o pa g a t i o n   o t h e   gr o u n w a ve   fo l l ow s   m o r e   o r   l e s s   t h e   c o n t o ur   o t h e   e a r t h   a n c a n   s pr e a s i g n i f i c a n t   di s t a n c e s   ov e r   t h e   v i s ua l   h o r i z o n.   T hi s   i m p a c t   c a n   b e   di s c ov e r e up  t o   a b o ut   M H z   i n   f r e que n c y .   T h i s   f r e que n c y   r a nge   fo r   e l e c t r o m a g n e t i c   w a v e s   i s   di s pe r s e t hr o ug h   t h e   a t m o s ph e r e ,   m e a n i ng  t ha t   t h e y   c a nn o t   pe n e t r a t e   t h e   a t m o s ph e r e .   A M   ra di o   i s   t h e   b e s t   k n o w n   c a s e   fo r   gr o u n w a v e   c o r r e s po n d e n c e .   S k y   w a ve   pr o pa ga t i o n   i s   us e fo r   BB a n V o i c e   o A m e r i c a ' s   a m a t e u r   r a d i o ,   CB   r a d i o   a n i n t e rna t i o n a l   b r o a dc a s t s .   T h e   p r o pa ga t i o n   o f   t h e   s ky   w a ve   i s   e xpr e s s e a s   a   s i g na l   f r o m   t h e   f l o o r - t h e   r e c e i v i n w i r e   i s   r e f l e c t e f r o m   t h e   i o n i z e l a y e r   o f   t h e   w i t h d r a w a l   t o   e a r t h   f r o m   t h e   up pe r   a t m o s ph e r e   (i o n o s ph e r e ) .     A n   e n o rm o us   a m o u n t   o f   ki l o m e t e r s   f r o m   t h e   t r a n s m i t t e r   c a n   b e   c a pt u r e w i t h   t hi s   s p r e a m o de .   T h e   l i n e   o s i g h t   i s   a b o ve   30M H z ,   t h e   m o de   of   pr o pa ga t i o n   o f   t h e   gro un w a v e   o r   t h e   s k y   w a ve   d o e s   n o t   w o r a nd  c o m m uni c a t i o n   m us t   b e   by   l i n e .   R e f r a c t i o n   o c c ur s   b e c a us e   a n   e l e c t r o m a g n e t i c   w a v e ' s   v e l o c i t y   i s   a n   a s pe c t   of  t h e   m e di u m ' s   de n s i t y   t hr o ug h   w h i c h   i t   t ra v e l s .   I n   v a c uum   w a v e s   s uc h   a s   l i g h t   o r   a   ra di o   w a v e ,   e l e c t r o m a g n e t i c   w a v e s   t r a v e l   a t   a pp r o xi m a t e l y 3   10 8   / .   E l e c t r o m a g n e t i c   w a v e s   t r a v e l   a t   s pe e ds   s l o w e r   t h a t h e   s pe e o f   l i gh t   i n   t h e   a i r ,   gl a s s ,   a n o t h e r   t ra n s pa r e nt   m e di a .   T h e   s i z e   o f   a nt e nna   de pe n ds   o w a ve l e n gt h   w h e r e   t h e   f r e que n c y   i n c r e a s e s   b e c o m e   t h e   w a v e l e n gt h   de c r e a s e   t h a t   pe r f o r m s   t h e   s i z e   of  a n t e nn a   b e c o m e s   s m a l l .   T h e   r a d i o   w a v e   c a n   b e   pe n e t r a t e t h e   w a l l   i n   b ui l di n gs ,   e a s y   ge n e r a t e a n w o r pr o pe rl y   w i t h   s a f e   e n v i r o n m e nt .   D ue   t o   di s t i n c t   t r a n s m i s s i o n   i m p a i rm e nt s ,   t h e   s i g na l   a c qui r e w i t h   a n y   c o m m uni c a t i o n   s y s t e m   w i l l   di f fe r   f r o m   t h e   s i g na l   t ra n s m i t t e d.   D e t e rr e n c e   a n d i s t o rt i o n ,   f r e e   s pa c e   l o s s ,   n o i s e ,   a t m o s ph e r i c   a b s o r pt i o n,   a n d   r e f l e c t i o n   a r e   t h e   m o s t   i m po r t a nt   i m pa i r m e nt s   [24 - 26] .     2. 2 .       Bas i c s   o A n te n n a   A   r a d i o   w i r e   w i l l   e m a n a t e   pow e r   i n   a n y   w a y ,   b ut   us ua l l y   d o e s   n o t   do  t h e   s a m e   t h i n i n   a n y   w a y .     A   po pul a w a y   t o   c h a r a c t e r i z e   t h e   o ut p ut   o f   a n   a n t e nna   i s   t h e   ra di a t i o pa t t e rn ,   w h i c i s   a   g ra p hi c   r e p r e s e n t a t i o n   o f   t h e   r a d i a t i o n   p r o pe rt i e s   of   a n   a n t e nna   a s   c ha r a c t e r i s t i c s   of   s pa c e   c oo r di n a t e s .     A   r o m a nt i c i z e r e c e pt i o n   de v i c e   kn o w n   a s   t h e   i s o t r o pi c   ra di o   w i r e   pr o v i de s   t h e   l e a s t   c h a l l e ngi n i l l us t r a t i o n.   A n   i s o t r o pi c   r e c e i v i n w i r e   i s   a   s pa c e   po i n t   t ha t   s i m i l a r l y   e m a na t e s   c o n t r o l   e ve r y   w a y .   T h e   a c t ua l   ra d i a t i o l a y o ut   fo r   t h e   i s o t r o pi c   r a d i o   w i r e   i s   a   c i r c l e   w i t h   t h e   i n s i de   r e c e i v i n w i r e .   R a di a t i o n   p a t t e rn s ,   h o w e v e r ,     a r e   a l m o s t   a l w a y s   s h ow n   a s   a   t w o - di m e n s i o na l   c r o s s   s e c t i on   o f   t h e   t hr e e - di m e n s i o na l   pa t t e rn .   T h e   d i s t a n c e   b e t w e e n   t h e   a nt e nn a   a n e a c h   p h a s e   o f   t h e   r a d i a t i o n   pa t t e rn   i s   p r o po r t i o n a l   t o   t h e   e n e r gy   r a di a t e f r o m   t h e   a n t e nn a   i n   t ha t   di r e c t i o n.   T h e   ra di a t i o n   pa t t e rn   p r o v i de s   a   c o n v e n i e nt   w a y   t o   d e t e r m i n e   a n   a nt e nna   b e a m w i dt h ,   a   c o m m o n   m e a s u r e   o f   t h e   d i r e c t i o n   o f   a n   a n t e nn a   [27] .   A l s o   kn o w n   a s   t h e   ha l f - po w e r   b e a m w i dt h ,   t h e   b e a m   w i dt h   i s   t h e   a n g l e   i n   w hi c h   t h e   r a di a t e e n e r gy   of   t h e   a nt e nn a s   i s   a t   l e a s t   ha l f   o f   w h a t   i t   i s   i n   t h e   m o s t   pr e f e rr e di r e c t i o n .   T h e   l o nge s t   pa r t   o t h e   pa t t e rn   s h o w s   t h e   be s t   w a y   t ge t .   T h e   H e r t z   di po l e   a n t e nn a   a nd  t h e   v e rt i c a l   o r   M a r c o n i   qua rt e r - w a v e   a n t e nna   a r e   t w o   of   t h e   m o s t   b a s i c   a nd  s i m pl e s t   a n t e nna s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   18 ,   N o .   2 M a y   20 2 :     903   -   91 6   908   T h e   pa ra b o l i c   r e f l e c t o r   a nt e nna   us e i t e rr e s t r i a l   m i c r o w a v e   a n d   s a t e l l i t e   a p pl i c a t i o n s   i s   a   s i g ni f i c a nt   f o r m   of  a n t e nn a .   T h e   l o c us   of   a l l   po i n t s   e qui di s t a nt   f r o m   a   f i xe l i ne   i s   a   pa ra b o l a .   T h e   di r e c t i o na l i t y   of   a n   a n t e nna   c a n   b e   m e a s u r e by   a n t e nna   ga i n.   A n t e nna   g a i n   i s   de s c r i b e a s   t h e   e n e r gy   o ut put   of   t h e   i de a l   o m n i di r e c t i o na l   a n t e nn a   ( i s o t r o pi c   a n t e nn a i n   a   s pe c i f i c   di r e c t i o n   c o m pa r e t o   t h a t   ge n e ra t e i n   a n y   di r e c t i o n.   A n   a nt e nn a   ga i n   i de a   i s   t h e   e f f i c i e n t   r e gi o n   o f   t h e   a n t e nna   [28] .   T h e   p h y s i c a l   s i z e   a n s ha pe   o f   t h e   a nt e nna   a r e   r e l a t e t o   t h e   e ff e c t i v e   a r e a .   T h e   a n t e nna   g a i r e l a t i o n s h i p   w i t a e f fe c t i v e   a r e a   i s   gi v e by   ( 4 ) .     =   4 2   (4)       W h e r e   a nt e nn a   g a i n s   (G ),   e f f i c i e n t   r e gi o (A   e ) ,   c a rri e r   f re que n c y   (f ),   l i g h t   s pe e ( = 3 10 8 / ,   a n c a rri e w a v e l e n gt h   ).   T h e   f r e e   s pa c e   e n e r gy   ob t a i n e i s   p r o v i de by   t h e   f r e e   s pa c e   o n   F ri i s   i s   p r e s e n t e ( 5 ) .      =             2 ( 4 ) 2 2   (5)     W h e r e   t r a n s m i t t e e n e r gy   (P t ),   a n t e nna   ga i n   i n   a   t ra n s m i t t e r   (G t ),   a n t e nna   g a i n   i n   a   r e c e i v e r   (G r ) ,   w a v e l e n gt h   λ =   c   /   f . ,   di s t a n c e   b e t w e e n   t r a n s m i t t e r   a n r e c e i v e r   (d),   a nd  r o ut e   l o s s e s   (L ).   T h e   e ffe c t i v e   i s o t r o pi c   ra di a t e   pow e r   (E IR P i s   de f i n e a s   E IR P = P t   *G t .   T h e   l o s s   of   t r a c i s   t h e   a t t e n u a t i o n   o f   t h e   s i gn a l   a s   a   f a vo r a b l e   qua l i t y   i s   m e a s u r e d   by   de c i b e l   a s   gi v e by   ( 6 ) .      = 10   l o g 10   =   l o g 10 2 ( 4  ) 2     (6)     2. 3 .       M e c h an i s m s   fo r   M o b i l e   R ad i o   T r an s m i s s i o n   T h e   m o b i l e   c o m m u n i c a t i o s y s t e m   ha s   t h e   t hr e e   f un da m e nt a l   p r o c e s s e s   of   pr o p a ga t i o a r e   r e f l e c t i o n ,   di f f r a c t i o n,   a n d i s pe r s i o n .   T h e   b ui l di n gs   b e h i n d   t h e   s p r e a o f   e l e c t r o m a g n e t i c   w a v e s ,   h ow e ve r ,   c a m o s t l y   be   a s c r i b e t o   r e f l e c t i o n ,   d i f f r a c t i o a nd  d i s pe r s i o n .   M o s t   c e l l   ra di o   f ra m e w o r ks   w o r i n   u r b a r e gi o n s   w h e r e   t h e r e   i s   n o   i m m e di a t e   l i n b e t w e e n   t h e   t r a n s m i t t e r   a n t h e   c o l l e c t o r   a n w h e r e   t h e   p r o xi m i t y   of   e l e v a t e b ui l di ngs   c a us e s   s e ri o us   di f f r a c t i o n   m i s f o r t u n e   [5 ].   T h e   e l e c t r o m a g n e t i c   w a ve s   t r a v e l   a l o n w i t h   d i s t i n c t   w a y s   of   m ov i n l e n gt h s   due   t o   c o un t l e s s   r e f l e c t i o n s   f r o m   di s t i n c t   p r o duc t s .   Co o pe r a t i o n   b e t w e e n   t he s e   w a v e s   c r e a t e s   m ul t i pa t h   b l u rr i ng  i n   a   g i v e n   r e gi o n ,   a n d   w a v e   c h a ra c t e r i s t i c s   de c r e a s e   a s   a   s e pa r a t i o n   b e t w e e n   i n c r e m e n t s   o f   t h e   t r a n s m i t t e r   a n t h e   c o l l e c t o r .   S pr e a m o de l s   h a v e   us ua l l y   f oc us e d   a r o und  pr e d i c t i n t h e   o r di n a r y   s i gn a l   qua l i t y   i n   c e r t a i n   go od   w a y s   f r o m   t h e   t ra n s m i t t e r,   j us t   l i ke   t h e   f l uc t ua t i o n   o f   t h e   s i gn   qua l i t y   i n   t h e   i m m e di a t e   s pa t i a l   v i c i n i t y   t o   a   s pe c i f i c   pl a c e .   P r o pa g a t i o n   m o de l s   pr e di c t i n a v e ra ge   s i g na l   po w e r   fo r   a n   a r b i t ra r y   t r a n s m i t t e r - r e c e i v e r     (T - R s e pa ra t i o n   r a nge   i s   us e f ul   i n   e s t i m a t i n t h e   ra di o   c ove r a ge   a r e a   o f   a   t ra n s m i t t e r   a s   l a r ge - s c a l e   pr o pa g a t i o n   m o de l s   s i n c e   t h e y   c h a r a c t e r i z e   s i g n a l   a ut h o ri t y   ov e r   l a r ge   T - R   s e pa r a t i o n   ra n ge s   (s e ve r a l   h u nd r e o r   t h o us a n m e t e r s ) .   A ga i n,   s p r e a di ng  m o de l s   de pi c t i n t h e   f a s t   v a r i a t i o n s   o f   t h e   r e c e i v e s i gn   qua l i t y   ov e r   b r i e f   t r a v e l   s e pa r a t i o n s   (a   f e w   w a ve l e n gt h s o r   a   s h o r t   t i m e   (i n   t h e   o r de r   o s e c o n ds a r e   r e f e rr e t o   a s   t i n y   s c a l e   o r   f a di n m o de l s   [29].   T h e   s i g n a l   s t r e n g t i m m e di a t e l y   a c qui r e c a f l uc t ua t e   ra pi dl y   a s   m o b i l e   m o ve s   ov e r   v e r y   s m a l l   di s t a n c e s ,   l e a di n g   i s m a l l - s c a l e   f a di ng.   R e f l e c t i o n   t a ke s   p l a c e   w h e a   s pr e a d i n e l e c t r o m a g n e t i c   w a v e   i n v a de s   a n   o bj e c t   w h i c h ,   c o n t r a s t i n w i t h   t h e   w a v e l e n gt h   o f   t h e   s pr e a di ng  w a ve ,   ha s   e n o r m o us   s t e ps .   T h e r e   a r e   r e f l e c t i o n s   f r o m   o ut s i d e   t h e   e a rt h   a n d   f r o m   c o n s t r uc t i o n s   a n d i v i s i o n s .   D i f f r a c t i o n   o c c ur s   w h e n   a   s u r f a c e   w i t h   s h a rp  a n o m a l i e s   (e dge s h i n de r s   t h e   ra d i o   r o ut e   be t w e e n   t h e   r e c e i ve r   a n t h e   b e n e f i c i a r y .   T h e   o pt i o na l   w a v e s   r e s ul t i n f r o m   t he   b l o c ki n s u r f a c e   a r e   a v a i l a b l e   t hr o ug h o ut   t h e   r o o m   a n d   e v e n   b e h i n t h e   s n a s o   t h a t   w a v e s   c a n   ri s e   t o   t w i s t   a r o un d   t h e   i m pe di m e n t ,   de s pi t e   t h e   f a c t   t ha t   t h e r e   i s   n o   v i s i b l e   pa t h w a y   be t w e e n   t r a n s m i t t e r   a n r e c i p i e n t   a s   s h o w n   i F i gu r e   3 .   A t   hi g h   f r e que n c i e s ,   di f f r a c t i o n,   s i m i l a r   t o   r e f l e c t i o n ,   r e l i e s   o n   t h e   ge o m e t r y   of   t h e   o bj e c t   j us t   a s   t h e   s uf f i c i e n c y ,   s t a ge ,   a n d   po l a ri z a t i o n   o f   t h e   e pi s o de   w a v e   fo r   di f f r a c t i o pu r po s e s   D i s pe r s i n o c c ur s   w h e n   t h e   w a v e   t r a v e l   c o n s i s t s   of  a r t i c l e s   w i t h   m e a s u r e m e n t s   t h a t   a r e   l i t t l e   c o n t ra s t e w i t t h e   w a v e l e n gt h   a n w h e r e   t h e   num b e of  ob s t r uc t i o n s   pe r   u n i t   v o l um e   i s   e n o r m o us .   U n pl e a s a n t   s u r f a c e s ,   s m a l l   o b j e c t s   o r   v a r i o us   a n o m a l i e s   i n   t h e   c h a nn e l   c r e a t e   di s pe r s e w a ve s .   F o l i a ge ,   r o a s i g n s   a nd  l a m po s t s   c a us e   di s pe r s i o n   i n   a   m o b i l e   c o m m un i c a t i o n   s c h e m e   i n   p ra c t i c e   [3 0,   31] .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Im pr ov e m e nt   f or   pe r f or m anc e   r a di o   f r e que nc y   i w i r e l e s s   c o m m u ni c a t i on   bas e d…   ( J a f aar   F aha A .   R i da )   909       F i gu r e   3 .   T h e   p r o pa g a t i o m e c ha n i s m   b a s i c s   a r e   r e f l e c t i o n ,   d i f f r a c t i o a n d   s c a t t e ri n g   i m o b i l e   r a di o   pr o pa g a t i o c ha nn e l       2. 4 .       S m al l   M o d e l s   o P r o p agati o n   F a di n g   o f   s m a l l   s c a l e   us e t o   de pi c t   t h e   ra pi d   v a c i l l a t i o n   o f   t h e   s uf f i c i e n c y   of   a   r a d i o   s i g n   o v e r   a   s h o rt   t i m e   f ra m e   o s e pa r a t i o o f   t r a v e l ,   t hus   i g n o r i ng  t h e   e no r m o us   l o s s   of   pa t i m pa c t s .   F a d i n i s   c a us e b y   i n t e r f e r e n c e   be t w e e n   a t   l e a s t   t w o   t r a n s m i t t e s i g n   r e n d i t i o n s   t ha t   t o uc h   t h e   b a s i s   of   t h e   r e c i pi e n t   o n   s l i g h t l y   di s t i n c t   o c c a s i o n s .   T h e s e   w a ve s   a r e   c a l l e m ul t i pa t h   w a ve s ,   j o i n   t h e   r e c e i v e r   r a d i o   c a b l e   t pr o v i de   a   c o r r e s po n di ng  s i g n   t ha t   c a n   v a r y   e xt e n s i v e l y   i n   a b un d a n c e   a n p h a s e ,   de pe n di ng  o n   t h e   e n e r gy   a n r e l a t i v e   di s t r i b ut i o n   t i m e   o f   t h e   w a v e s   a n d   t h e   s i g n a l   b a ndw i dt h   t r a ns m i t t e d   [32 - 33].   T h e   r e l a t i v e   m o v e m e n t   b e t w e e n   t h e   b a s e   s t a t i o n   a nd  t h e   m o b i l e   r e s ul t   i n   a i rr e gu l a r   f r e que n c y   b a l a n c e   ow i n t o   di s t i n c t   D o ppl e r   s h i f t s   o n   e a c h   o f   t h e   m ul t i t ra c s e gm e n t s ,   t h e   D o ppl e r   s h i f t   w i l l   b e   po s i t i v e   o r   n e ga t i v e   de pe n di n o n   w h e t h e r   t h e   m o b i l e   r e c e i ve r   m o v e s   t o   o r   f r o m   t h e   b a s e   s t a t i o n.   If   o bj e c t s   i n   t h e   r a d i o   c h a nn e l   a r e   i n   m o t i o n ,     t h e y   r e s ul t   i a   t i m e - v a r y i n s h i f t   f r o m   D o ppl e r   t o   m ul t i - p a t h   c o m po n e n t s .   I t h e   c a s e   t ha t   t h e   c o m p r e h e n s i v e   pa pe r s   m o v e   a t   a   m o r e   r e m a r k a b l e   pa c e   t h a n   t h e   v e r s a t i l e ,   t hi s   e ff e c t   w i l l   o ve r w h e l m   t h e   s m a l l - s c a l e   f a di ng  a t   t h a t   s t a ge .   If   t h e   t ra n s m i t t e ra d i o   s i gna l   b a ndw i dt h   i s   hi g h e r   t ha n   t h e   m u l t i pa t h   c h a nn e l   b a n dw i dt h ,     t h e   r e c e i ve s i g n a l   w i l l   b e   di s t o r t e b ut   t h e   r e c e i v e s i gna l   s t r e n g t h   w i l l   n o t   f a de   m uc h   a c r o s s   a   l o c a l   r e gi o n,   t h e   c ha nn e l   b a n dw i dt c a b e   qua n t i f i e by   t h e   c o h e r e n c e   ba n dw i dt h   a s s o c i a t e w i t h   t h e   c ha nn e l ' s   pa rt i c ul a m ul t i p a t s t r uc t u r e .   T h e   b a n dw i dt h   o f   c o h e r e n c e   i s   a   pe r c e n t a ge   o f   t h e   m o s t   s e v e r e   f r e que n c y   c o m pa ri s o n   f o r   w h i c s i g n   i s   s t i l l   i na de qua t e .   O t h e   o ff   c h a n c e   t ha t   w h e n   c o n t ra s t e w i t h   t h e   c ha nn e l ,   t h e   t ra n s m i t t e s i g ha s   a   l i m i t e b a n dw i dt h,   t h e   s i g n   s uf f i c i e n c y   w i l l   c h a nge   ra pi d l y ,   b ut   t h e   s i g n   w i l l   n o t   b e   m i s f i gur e i   t i m e   [34 - 36 ].     2. 5 .       I m p u l s e   R e s p o n s e   o M u l ti p ath   C h an n e l   S i g n a l   p r o pa ga t i o n   b e t w e e n   t r a n s m i t t e r   a nd  r e c e i ve r   c a n   b e   c o n c e pt ua l i z e i n   m o b i l e   r a di o   by   i n t e g r a t i ng  t h e   c o n c e pt   o f   t h e   m o b i l e   r a d i o   c ha nn e l ' s   i m pul s e   r e a c t i o n   t ha t   c a us e s   t h e   s i g n a l   t o   f i l t e [17] .     T h e   c h a nn e l ' s   i m pu l s e   r e s po n s e   s h o ul b e   t i m e - i n v a r i a n t   t h e   i m pu l s e   r e s po n s e   o t h e   b a s e b a n d,   h ( t i s   r e p r e s e n t e d   a s   ( 7 )     ( ) =       (  ) = 1   (7)     W h e r e      i s   A m p l i t ude   o f   vo l t a ge   of   t h e     S i g na l   a rri v a l ,      i s   t h e   p h a s e   s h i f t   o f   t h e     a rr i v i n s i g na l   a n d      i s   t h e   t i m e   de l a y   o f   t h e     a rr i v i n g   s i g n a l .   T h e   r e c e i v e s i g n a l   i s   ge n e ra l l y   a   s e que n c e   o f   de l a y e d,     pha s e - s hi f t e d,   a t t e n u a t e v e r s i o n s   of   t h e   s i gna l   t ra n s m i t t e d.   T h e   h ( t pa ra m e t e r s   c a n   b e   e v a l ua t e di r e c t l y   us i n g   w i de b a n c h a nn e l   s o un di ng  m e t h o ds .   T h e   Im pu l s e   re s po n s e   of   t h e   ve r s a t i l e   ra di o   c h a nn e l   m a ke s   i t   po s s i b l e   t o   l e ga l l y   r e c o gn i z e   t h e   s m a l l   v a ri e t i e s   of   a   po r t a b l e   r a d i o   s i gna l .   T h e   i m pul s e   r e s po n s e   i s   a   po rt r a i t   of   a   w i de b a n c ha nn e l   a n i n c l ude s   a l l   t h e   i n f o r m a t i o n   n e e de t o   r e a c t i v a t e   o i n v e s t i ga t e   a n y   s o r t   o f   c h a nn e l   ra di o   t r a n s m i s s i o n .   T h i s   r e s ul t s   f r o m   t h e   o pt i o n   o f   s h ow i n a   po r t a b l e   ra di o   c h a nn e l   a s   a   d i r e c t   c ha nn e l   w i t h   a   t i m e - s hi f t i n i m pu l s e   r e s po n s e ,   i n   w h i c h   t h e   t i m e   ra n ge   s h o ul m o v e   t h e   r e c e i v e r   i n   s pa c e   [37].     T h e   f i l t e r i ng  na t u r e   o f   t h e   c h a nn e l   i s   c a us e by   t h e   s um m a t i o n   a t   a n y   t i m e   of   t h e   a m pl i t u de s   a n de l a y s   of   t h e   m ul t i p l e .   T h e   i m pul s e   r e s po n s e   i s   a   us e f ul   c ha nn e l   de pi c t i o f o r   pr e d i c t i n g   a n d   l o o ki n g   a t   t h e   e xhi b i t i o n   o f   a   b r o a s pe c t r u m   o f   m o b i l e   w i r e l e s s   f r a m e w o r ks .   T h e   o ut p ut   s y s t e m   e xpr e s s e s   c o n v o l ut i o n   b e t w e e n   t h e   x(t i n put   s i g na l   a n t h e   h ( t )   t ra n s f e r   o i m pu l s e   r e a c t i o f un c t i o a s   s pe c i f i e by   ( 8 )   a n d   ( 9 ) .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   18 ,   N o .   2 M a y   20 2 :     903   -   91 6   910   ( ) =   0 0 ( 0 ) + 1 1 ( 1 ) + 2 2 ( 2 ) + + ( )     (8)     W h e r e   ( 0 ) =    (   0 ) ,   t h e   d i r e c t   pa t h   i s   0 0 ( 0 )   b e t w e e n   t ra n s m i t t e a n d   r e c e i ve r ,   t h e   f i r s t   mu l t i p a t h   i s   1 1 ( 1 ) ,   t h e   s e c o n m ul t i p a t i s   2 2 ( 2 ) ,   a nd  o t h e r   num b e r     m ul t i p a t i s   ( ) .   I t   i s   po s s i b l e   t o   c ha n ge   t h e   x(t )   i nput   s i g na l   a n d   t h e   h(t )   i m p ul s e   r e a c t i o t o   f o r m   (9) .     ( ) =   ( ) = 0 = ( ) (   ) = 0 = ( )   ( )     (9)     U s i n c o n v o l ut i o n ,   t h e   r e a c t i o n   o f   a n   L T s y s t e m   t o   a n   a rb i t ra r y   i n put   s i g n a l   c a n   b e   de t e r m i n e d.   S i g n a l s   a dde a t   t h e   i n put   i n   a n   a ddi t i v e   s c h e m e   ge n e ra t e   s i gn a l s   a dde a t   t h e   o ut put .   T h e   l i n e a r   t i m e - i n v a ri a nt   c h a nn e l ' s   i m pu l s e   r e s po n s e   s h o ul de pe n o n   t h e   po s i t i o n   o f   t h e   r e c e i ve r   due   t o   t h e   di s t i n c t   m ul t i - pa t w a v e s   w i t p r o pa g a t i o n   de l a y s   t ha t   di f f e r   a c r o s s   s e pa ra t e   s pa t i a l   p l a c e s   o f   t h e   r e c e i v e r .   [3 8].         3.   R ES U LTS   A N D   A N A L Y S I S     T h e   m o b i l e   w i r e l e s s   c o m m u n i c a t i o c ha nn e l   i s   b a s e o n   i n d i r e c t   pa t h   b e c a us e   t h e   m o b i l e   c ha nn e l   o pr o pa g a t i o n   i s   v e r y   di ff i c ul t   w o r w i t h   di r e c t   pa t h   b e t w e e n   t h e   t r a n s m i t t e r   s t a t i o n   a nd  c e l l   p h o n e   s t a t i o n   b e c a us e   o f   ur b a n   a r e a   ha s   o b j e c t s   a n d   o b s t a c l e s   s uc h   a s   ri s e   b ui l di n g,   t r e e s ,   s u rr o und  s t r uc t u r e s ,   a n o t h e r   ob j e c t s .   T h e   m o b i l e   w i r e l e s s   pr o pa ga t i o n   ra di o   c h a nn e l s   h a v e   r a di o   pr o pa g a t i o n   m e c ha n i s m s   a s   a   r e f l e c t i o n ,   di f f r a c t i o n,   a n s c a t t e r i ng  e ff e c t   o n   ra di o   s i gna l   a s   a t t e n u a t i o n ,   a nd  di s t o rt i o n   o r   s pr e a t i m e .   T h e   m o s t   i m po rt a nt   t hi n t o   r e a l i z e   i s   t h a t   t h e   w i r e l e s s   c h a nn e l   i s   a   m u l t i pa t h   ra d i o   c h a nn e l ,   t h e   r a d i o   w a v e s   t h e   e m a n a t e ,   do   n o t   us e   a   s i n gl e   r o ut e   f r o m   t h e   t ra n s m i t t e r   t o   a c hi e v e   t h e   r e c e i ve r   r o ut e s .   In   r e a l i t y ,   t h e r e   a r e   s e v e r a l   r o ut e s   i n   t h e   ra d i o   c h a nn e l   c a l l e m ul t i p a t h s   t h a t   c a u s e   f a s t   f l uc t ua t i o n   o f   t h e   s i g na l   a m pl i t ude   c a l l e t i n y   s c a l e   f a di ng  i s   a   t e m po r a r y   i m pa c t   a n c r e a t e s   de s t r uc t i v e   i n t e r f e r e n c e   o t w o r   m o r e   v e r s i o n s   of  t h e   t r a n s m i t t e c e l l   s i g n a l   t h a t   a rr i v e s   a t   t h e   r e c e i v e r   i s   s l i g ht l y   di s t i n c t   t i m e s   o r   m a y   b e   c o n s t ruc t i v e .   T h e s e   pa t h s   a rr i v a l   i r e c e i v e r   ha v e   di f fe r e nt   a m p l i t ude   o f   t h e   s i gna l ,   di ff e r e n t   p h a s e ,   a nd  di f fe r e nt   t i m e   a rri v a l   s um   of  pa t h s   w i t t a ke   d i r e c t i o n   f o r   e a c h   o t h e r   c a r e f ul l y   m a y   be   c on s t ru c t i v e   o r   de s t r uc t i v e .   T h e   m ul t i p a t c o pi e s   of  t h e   s a m e   s i g n a l   f o r   a l l   m u l t i pa t h s   b e t w e e n   t h e   t ra n s m i t t e r   a nd  t h e   r e c e i v e r   w i t h   di f f e r e n t   a m pl i t ude s ,   p ha s e s ,   a n de l a y   t i m e s .   T h e s e   w i l l   c o m e   f r o m   di f f e r e n t   di r e c t i o n s ,   t h e   r e c e i v e r   r e c e i ve s   s i gn a l s   f r o m   a   c e rt a i n   m o s t   l i ke l y   t hi s   s t r o nge s t   r e f l e c t e s i gn a l   a n d   c ut o ff   o t h e r   f r e qu e n c y   fo r   o t h e r   s i g n a l s .   T h e   m ul t i p a t f a di ng  i s   de f i n e by   i t s   i m pul s e   r e s po n s e ,   w hi c i n v o l v e s   da t a   o t h e   r e l a t i v e   m o m e n t   o f   t h e   a rr i v a l   a t   t h e   r e c e i v e r   of  v a r i o us   m ul t i p a t h   c o m po n e n t   s i g na l s .   T h e   i m pu l s e   r e s po n s e   e xpr e s s e s   gr e a t   c h a ra c t e r i s t i c s   i n   t i m e   do m a i s uc h   t h e   l a rge   b a n dw i dt h   f r e que n c i e s   a n t h e   a m p l i t ude   o ut put   o n l y   t h e   v a l ue   i m p ul s e   r e s po n s e   δ (t e qu a l   t o   o n e   w h e n   t h e   v a l ue   o f   t i m e   t = 0,   o t h e r w i s e ,   t h e   v a l ue   i m pu l s e   r e s po n s e   δ (t )   e qu a l   t o   z e r o   i n   a l l   v a l ue s   o f   t i m e .   T h e   i m pul s e   r e s po n s e   c a n   us e   f i l t e r   o s o f t w a r e   f i l t e r   w i t c ut o ff   f r e que n c y   f o r   de s i r e s i g na l .     By   c o n v o l ut i o n   t h e   i nput   s i g na l   t o   t h e   i m p ul s e   r e a c t i o s i g na l   w hi c h   gi v e s   o ut put   s i g na l   w h e n   t   = 0   o r   t =   t 0.   T h e   f i l t e r' s   i m pu l s e   r e s po n s e   c a n   b e   c a l c ul a t e by   t a ki n t h e   i n v e r s e   di s c r e t e   F o ur i e r   f r e que n c y   r e s po n s e   t r a n s f o r m a t i o n .   Co n v o l ut i o c a n   b e   us e t o   de t e rm i n e   t h e   r e a c t i o n   o f   t h e   L i n e a T i m e   I n v a r i a n t   (L T I)  s c h e m e   t o   a n   a r b i t ra r y   i n put   s i g n a l .   A   c h a nge   i n   t h e   i n put   c r e a t e s   a   c o m pa r a b l e   c h a nge   i n   t h e   o ut pu t   i n   a   t i m e   i n v a ri a nt   s c h e m e .   T hi s   i m pl i e s   t ha t   t h e   s y s t e m ' s   c h a ra c t e ri s t i c s   r e m a i c o n t i nuo us   ov e r   t i m e .   I t   i s   po s s i b l e   t de m o n s t r a t e   t h e   m o b i l e   ra di o   c h a nn e l   a s   a   di r e c t   c h a nn e l   w i t h   a   pe ri o s hi f t i n i m pul s e   r e a c t i o n .   W e   c a n   t r ul y   b r e a do w n   a   c ha nn e l   a t   a n y   i de a l   f r e que n c y   b a n d .   A   m ul t i p a t c ha nn e l ' s   i m pu l s e   r e a c t i o i n c l ude s   a l l   t h e   da t a   n e e de t o   boo s t   t h e   c h a nn e l   a nd  e v a l ua t e   t h e   c h a nn e l   [1,   5,   6,   1 6,   3 0,   36 - 39] .   D e pe n d i n o n   t h e   di s t a n c e   b e t w e e n   t h e   t ra n s m i t t e r   a nd  t h e   r e c e i v e r ,   t h e   r e c e i ve e n e r gy   w i l l   c o m b i n e   di s t i n c t   i n c o m i n s i g na l s   w i t di s t i n c t   p r o pa ga t i o de l a y   m o m e n t   w i t c o n s t a n t   v e l o c i t y   fo r   m o v i n g   t h e   m o b i l e   r e c e i ve r   a s   g i v e n   ( 10 ).     t =   d/ v   (10)     W h e r e   t   i s   due   e xc l us i v e l y   t o   t h e   m o v e m e n t   o f   t h e   r e c e i ve r   i s pa c e ,   d   i s   t h e   r e c e i v e r   m o v i n g   a l o n t h e   f l o o r   de pe n di n g   o d i s t a n c e   b e t w e e n   t h e   s e n de r   a n d   r e c e i v e r   ra d i o   c ha nn e l ,   a n d   v   i s   c o n s t a n t   v e l o c i t y       In   F i g u r e   w a t c h e s   t h e   v a r i a t i o n   t i m e s   a r e   e xpa n di ng  w h e t h e   s e pa r a t i o n s   b e t w e e n   t h e   t ra n s m i t t e r   a n t h e   po r t a b l e   b e n e f i c i a r y   a r e   e xp a n di ng.   T h e   p ri n c i pa l   b e n d   ( r e s h a d i n g)  i s   s po ke n   t o   t h e   v a r i a t i o n   t i m e s   w i t h   s e pa r a t i o n s   f o r   m ov e m e n t   v e r s a t i l e   po s i t i o n   f r o m   t he   t r a n s m i t t e r   s t a t i o n   w i t h   c o n s i s t e nt   s pe e fo r   po r t a b l e   m o ve s   i s   v = 10m k/ h,   t h e   s e c o n c u r v e   (gr e e n   s h a d i ng)  w i t h   s t e a dy   ve l oc i t y   i s   v = 50km / h   a n t h e   l a s t   b e n (b l ue   s h a d i n g)  w i t h   s t e a dy   ve l oc i t y   i s   100km / h.   T h e s e   b e n ds   a r e   de m o n s t r a t e t h e   v a r i a t i o n   t i m e s   f o r   m o v i n po r t a b l e   w h e t h e   v e r s a t i l e   po s i t i o n   b ui l ds   s e pa ra t i o n s   w i t v e l o c i t y   i s   s t e a d y .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Im pr ov e m e nt   f or   pe r f or m anc e   r a di o   f r e que nc y   i w i r e l e s s   c o m m u ni c a t i on   bas e d…   ( J a f aar   F aha A .   R i da )   911       F i gu r e   4 .   T h e   v a r i a t i o n   o f   t i m e   f o r   m o v i n m o b i l e   r e c e i v e r   f ro m   t h e   t ra n s m i t t e r       T h e   i m pu l s e   r e s po n s e   m ul t i pa t ra di o   s p r e a d   c h a nn e l   f o r   t h i s   f r a m e w o r i s   g i v e n   b y   c o n di t i o n   ( 11 )     ( ) = ℎ0 + ℎ1 + ℎ2 + + 1   (11)     W h e r e   h   i s   m o v e   c a pa c i t y   i s   r e l y i n upo n   s e pa ra t i o n   b e t w e e n   t h e   t r a n s m i t t e r   a n t h e   v e r s a t i l e   r e c i pi e n t   po s i t i o n   i s   g i v e n   by   ( 12 ) .     =   2    (12)     Co m pe n s a t i o ( 12 )   i n   ( 11 a s   s h o w n   i n   ( 13 ).     ( ) = =   1 2  1 + =   2 2  2 + =   3 2  3 + + =    1 2  1   (13)     W h e r e   λ   i s   w a v e l e n gt h   f o r   t h i s   f r a m e w o r h a s   t h e   c a rri e r   f r e que n c y   i s   f = 900M H z   a n t h e   s e pa ra t i o n   i s   b e t w e e n   t h e   t ra n s m i t t e a n d   t h e   m o b i l e   r e c e i ve r .   T h e   r e s ul t s   de pi c t   t h e   f e a t u r e s   o f   t h e   t i m e   do m a i n   i m pu l s e   r e a c t i o n   us e i n   t h e   m ul t i p a t h   ra d i o   c h a nn e l .   T h e   s i g na l   de s i r e c a pa s s   a n d   r e j e c t   o t h e r   u n de s i r e s i g n a l s   v i a   i m pul s e   r e s po n s e   c ha nn e l   b a n dp a s s   f i l t e r   a s   a   l i n e a t i m e - i n v a r i a n t   f i l t e r   c ha nn e l   a s   s h o w n   i F i gu r e   5.             F i gu r e   5 .   T h e   c h a ra c t e ri s t i c s   o f   i m p ul s e   r e s po n s e   i m ul t i p a t r a di o   c ha nn e l   0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0 0. 01 0. 02 0. 03 0. 04 0. 05 0. 06 0. 07 0. 08 0. 09 0. 1 T h e   Dis t a n c e   b e t we e n   t r a n s m it t e r   a n d   r e c e iv e r   ( m )   T h e   v a r ia t io n   t im e   ( m s ) T h e   v a r ia t io n   o f   t im e   f o r   m o v in g   m o b il e   b e t we e n   t h e   t r a n s m it t e r   a n d   t h e   r e c e iv e r     T h e   va r i a t i on   t i m e   ( m s )   w i t h   ve l oc i t V =   10km / h T h e   va r i a t i on   t i m e   ( m s )   w i t h   ve l oc i t V =   50km / h T h e   va r i a t i on   t i m e   ( m s )   w i t h   ve l oc i t V =   100k m / h 0 5 10 15 20 25 30 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10   T h e   p e r io d   o f   t im e   ( u s ) T h e   a m p li t u d e   o f   t h e   im p u ls e   r e s p o n s e   h ( t )   T h e   c h a r a c t e r is t ics   o f   im p u ls e   r e s p o n s e   in   M u lt ip a t h   r a d io   c h a n n e l     T h e   c h a r a c t e r i s t i c s   of   i m pul s e   r e s pon s e   h ( t ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   18 ,   N o .   2 M a y   20 2 :     903   -   91 6   912   T h e   a m pl i t ude   o f   t h e   i m p ul s e   r e a c t i o n   h(t i s   r e duc e by   t he   r a nge   fo r   t h e   po s i t i o n   o f   t h e   po r t a b l e   r e c e i v e r .   F i gu r e   de m o n s t ra t e s   f r e que n c y   r e s p o n s e   c h a ra c t e r i s t i c s   of   i m pul s e   r e s po n s e   i n   m u l t i - pa t h   r a d i o   c h a nn e l s   i n   t h e   f r e que n c y   do m a i n   us i n di s c r e t e   F o ur i e s h i f t   (D F T ) ,   t h e   m a g ni t ude   of   t h e   f r e que n c y   r e s po n s e   a s   t h e   pa s s b a nd  c h a nn e l   a n d   t h e   r e duc t i o o f   t h e   s i g na l   due   t o   t h e   f a di ng  o f   t h e   c ha nn e l .           F i gu r e   6 .   T h e   f r e que n c y   r e s po n s e   c h a ra c t e ri s t i c s   o f   i m pu l s e   re s po n s e   i m ul t i p a t r a di o   c ha nn e l       T h e   p ha s e   r e s po n s e   c h a ra c t e ri s t i c s   f o r   i m pu l s e   r e s po n s e   c ha r a c t e r i s t i c s   i s   de pe n d i n o n   d i s t a n c e   m ul t i p a t r a di o   c ha nn e l   t o   r e a c a t   t h e   m o b i l e   r e c e i v e r   i f i xe t i m e   a n d   t h e   p h a s e   s i g na l   a f t e d i s c r e t e   F o ur i e t ra n s f o r m   o ut put   a s   i l l us t ra t e d   i F i gu r e   7.           F i gu r e   7 .   T h e   p ha s e   r e s po n s e   c ha r a c t e r i s t i c s   o f   i m pu l s e   r e s po n s e   i n   m u l t i pa t h   ra d i o   c h a nn e l       T h e   o ut put   s c h e m e   i s   c o n v o l ut i o n   b e t w e e n   t h e   x(t s i g na l   a n t h e   h ( t t ra n s f e r   f un c t i o n   i s   p r o v i de d   t h e   y (t o ut put   a s   s h o w n   i n   ( 9 ) .   T h e   r e s ul t s   a r e   o b t a i n e d   pa s s b a n s i g na l   f o r   de s i r e f o r   m ul t i p a t c o m po n e nt s   de c r e a s e   a m pl i t ude   o t h e   s i gna l   w i t h   de l a y   t i m e   a rri v a l   m ul t i pa t h   a t   t h e   m o b i l e   po s i t i o n .   H e r e ,   w e   s e e   i n   F i gu r e   i l l us t ra t e s   t h e   d i r e c t   pa t o r   l i n e   o f   s i gh t   i n t o   t h e   m o b i l e   r e c e i ve r   i s   t h e   b e s t   pa t h   a rri v a l   r e c e i v e r   w h e n   t =   0 ,   t h e   f i r s t   i s   r e f l e c t e pa t o n o n - l i n e   o f   s i g h t   b ut   i t   h a s   a   de l a y   t i m e   a n d   t h e   s e c o n r e f l e c t e pa t ha s   t h e   t i m e   de l a y   m o r e   t ha n   t h e   f i r s t   p a t a s   w e l l   a s   t h e   a m p l i t u de   f o r   t h e   s e c o n pa t h   l e s s   t h a t h e   f i r s t   pa t h,   t h e   s a m e   c o n di t i o n s   f o r   o t h e r   m u l t i pa t h   c h a nn e l s   i n   t i m e   do m a i n .   T h e   s u m   o f   m ul t i p a t c ha nn e l s   m a y   be   c o n s t r uc t i v e   o r   de s t r uc t i v e   w i t di f f e r e n t   p ha s e s   o r   di r e c t i o n s .   I nt e r s y m bo l   i nt e r f e r e n c e   (IS I)  i s   s y m bo l s   a rr i v i n a   l a r ge   de l a y   t i m e   o r   l a t e   pa t h s   i nt e r f e r e   w i t h   f o l l ow i n s y m bo l s .   Cha nn e l   f a di ng  i s   s y m bo l s   a rr i v i n g   a l o n w i t h   di f f e r e n t   pa t h s   s um   up  de s t ruc t i v e l y   t h i s   p r o b l e m   i n   t h e   w i de b a n c ha nn e l .   T h e   na rr o w   b a n i s   a pp r o xi m a t e d   by   a   s i n g l e   pa t h   c ha nn e l .   0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25   T h e   f r e q u e n c y   r e s p o n s e   ( M H z ) T h e   a m p li t u d e   o f   t h e   im p u ls e   r e s p o n s e   H ( F )   T h e   f r e q u e n c y   r e s p o n s e   c h a r a c t e r is t ics   o f   im p u ls e   r e s p o n s e   in   M u lt ip a t h   r a d io   c h a n n e l     T h e   f r e q u e n c y   r e s p o n s e   c h a r a c t e r i s t i c s   o f   i m p u l s e   r e s p o n s e   H ( F ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.