Mehrpfad-Fortpflanzung

Im Radiofernmeldewesen ist Mehrpfad das Fortpflanzungsphänomen, das auf Radiosignale hinausläuft, die die Empfang-Antenne durch zwei oder mehr Pfade erreichen. Ursachen des Mehrpfads schließen atmosphärischen ducting, ionosphärisches Nachdenken und Brechung und Nachdenken von Wasserkörpern und Landgegenständen wie Berge und Gebäude ein.

Die Effekten des Mehrpfads schließen konstruktive und zerstörende Einmischung und Phase-Verschiebung des Signals ein. Zerstörende Einmischung verursacht das Verblassen. Wo die Umfänge der Signale, die durch die verschiedenen Pfade ankommen, einen Vertrieb als der Vertrieb von Rayleigh bekannt ließen, ist das als das Verblassen von Rayleigh bekannt. Wo ein Bestandteil (häufig, aber nicht notwendigerweise, ein Gesichtslinie-Bestandteil) vorherrschen, stellt ein Vertrieb von Rician ein genaueres Modell zur Verfügung, und das ist als das Verblassen von Rician bekannt.

Im Faksimile und der Fernsehübertragung verursacht Mehrpfad Bammel und Bildeinbrennen, das als ein welkes Doppelimage rechts vom Hauptimage gesehen ist. Geister kommen vor, wenn Übertragungen von einem Berg oder anderem großem Gegenstand springen, während sie auch die Antenne durch einen kürzeren, direkten Weg mit dem Empfänger erreichen, zwei durch eine Verzögerung getrennte Signale aufnehmend.

In der Radarverarbeitung veranlasst Mehrpfad Geisterziele, zu erscheinen, den Radarempfänger täuschend. Diese Geister sind besonders lästig, da sie sich bewegen und sich wie die normalen Ziele benehmen (den sie zurückwerfen), und so hat der Empfänger Schwierigkeit, das richtige Zielecho zu isolieren. Diese Probleme können durch das Verbinden einer Boden-Karte der Umgebungen des Radars und das Beseitigen aller Echos überwunden werden, die scheinen, unter der Erde oder über einer bestimmten Höhe zu entstehen.

In Digitalradiokommunikationen (wie GSM) kann Mehrpfad Fehler verursachen und die Qualität von Kommunikationen betreffen. Die Fehler sind wegen der Zwischensymbol-Einmischung (ISI). Equalisers werden häufig verwendet, um den ISI zu korrigieren. Wechselweise können Techniken wie orthogonale Frequenzabteilungsmodulation und Rechen-Empfänger verwendet werden.

In einem Globalen Positionierungssystemempfänger kann Mehrpfad-Wirkung eine Produktion eines stationären Empfängers veranlassen anzuzeigen, als ob sie darüber zufällig sprang oder kroch. Wenn die Einheit das Springen bewegt oder das Kriechen verborgen wird, aber es erniedrigt noch die gezeigte Genauigkeit.

Mehrpfad-Fortpflanzung in verdrahteten Medien

Mehrpfad-Fortpflanzung kann auch in verdrahteten Medien besonders in Fällen geschehen, in denen Scheinwiderstand Ursache-Signalnachdenken falsch anpasst. Ein wohl bekanntes Beispiel ist Starkstromleitungskommunikation.

Hochleistungsstarkstromleitungsnachrichtensysteme verwenden gewöhnlich Mehrtransportunternehmen-Modulationen (wie OFDM oder Elementarwelle OFDM), um die Zwischensymbol-Einmischung zu vermeiden, die Mehrpfad-Fortpflanzung verursachen würde.

Der ITU-T G.hn Standard stellt eine Weise zur Verfügung, einen schnelllaufenden (bis zu 1 Gigabit/s) lokales Bereichsnetz mit der vorhandenen Hausverdrahtung (Starkstromleitungen, Telefonlinien und koaxiale Kabel) zu schaffen. G.hn verwendet OFDM mit einem zyklischen Präfix, um ISI zu vermeiden. Weil sich Mehrpfad-Fortpflanzung verschieden in jeder Art der Leitung benimmt, verwendet G.hn verschiedene OFDM Rahmen (OFDM Symbol-Dauer, Wächter-Zwischenraum-Dauer) für jeden Medien.

Das mathematische Modellieren

Das mathematische Modell des Mehrpfads kann mit der Methode der Impuls-Antwort präsentiert werden, die verwendet ist, um geradlinige Systeme zu studieren.

Denken Sie, um einen einzelnen, idealen Puls von Dirac der elektromagnetischen Macht in der Zeit 0 zu übersenden, d. h.

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Am Empfänger, wegen der Anwesenheit der vielfachen elektromagnetischen Pfade, wird mehr als ein Puls erhalten (wir nehmen hier an, dass der Kanal unendliche Bandbreite hat, so wird die Pulsgestalt überhaupt nicht modifiziert), und jeder von ihnen wird zu verschiedenen Zeiten ankommen. Tatsächlich, da die elektromagnetischen Signale mit der Geschwindigkeit des Lichtes reisen, und da jeder Pfad eine geometrische von diesem der anderen vielleicht verschiedene Länge hat, gibt es verschiedene Luft, die Zeiten reist (denken Sie, dass, im freien Raum, das Licht 3 μs bringt, um 1 km Spanne zu durchqueren). So wird das empfangene Signal durch ausgedrückt

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wo die Zahl von erhaltenen Impulsen (gleichwertig zur Zahl von elektromagnetischen Pfaden, und vielleicht sehr groß) ist, die Verzögerung des allgemeinen Impulses ist, und vertreten Sie den komplizierten Umfang (d. h., Umfang und Phase) vom allgemeinen erhaltenen Puls. Demzufolge, vertritt auch die Impuls-Ansprechfunktion des gleichwertigen Mehrpfad-Modells.

Mehr im Allgemeinen, in die Anwesenheit der Zeitschwankung der geometrischen Nachdenken-Bedingungen, ist diese Impuls-Antwort Zeit sich ändernd, und als solcher haben wir

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Sehr häufig gerade wird ein Parameter verwendet, um die Strenge von Mehrpfad-Bedingungen anzuzeigen: Es wird die Mehrpfad-Zeit genannt, und es wird als die Verzögerung definiert, die zwischen dem ersten und den letzten erhaltenen Impulsen vorhanden

ist:

In praktischen Bedingungen und Maß wird die Mehrpfad-Zeit durch das Betrachten als letzter Impuls der erste geschätzt, der erlaubt, einen entschlossenen Betrag der übersandten Gesamtmacht (erklettert durch die atmosphärischen Verluste und Fortpflanzungsverluste), z.B 99 % zu erhalten.

Unser Ziel am geradlinigen, Zeit invariant Systeme behaltend, können wir auch das Mehrpfad-Phänomen nach der Kanalübertragungsfunktion charakterisieren, die als die dauernde Zeit definiert wird, die Fourier von der Impuls-Antwort umgestaltet

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wo der letzte rechte Begriff der vorherigen Gleichung durch das Erinnern leicht erhalten wird, dass sich der Fourier von einem Puls von Dirac verwandelt, ist eine komplizierte Exponentialfunktion, ein eigenfunction jedes geradlinigen Systems.

Der erhaltene Kanal wechselt über Eigenschaft hat ein typisches Äußeres einer Folge von Spitzen und Tälern (auch genannt Kerben); es kann gezeigt werden, dass, durchschnittlich, die Entfernung (im Hz) zwischen zwei Konsekutivtälern (oder zwei Konsekutivspitzen), zur Mehrpfad-Zeit grob umgekehrt proportional ist. Die so genannte Kohärenz-Bandbreite wird so als definiert

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Zum Beispiel, mit einer Mehrpfad-Zeit von 3 μs (entsprechend 1 km des Reisens der hinzugefügten Luft für den letzten erhaltenen Impuls), gibt es eine Kohärenz-Bandbreite von ungefähr 330 Kilohertz.

Siehe auch


Mehrniveau-Priorität und Vorkaufsrecht / Vielfacher homing
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