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マルチパス伝搬

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マルチパスの伝搬は、地上波の無線シナリオでは現実の問題です。多くの場合、直接または見通し内経路が主要な信号ですが、無線受信機は、多くの異なる経路を介して送信機から送信された同じ信号の異なるバージョンを受信します。

マルチパス伝搬の基本

膨大な数の異なる信号経路は、信号が建物、山、または水などのその他の反射面からの反射であり、主経路に隣接している可能性があるという事実から生じます。さらに、電離層反射などの他の影響は、対流圏ダクトと同様にマルチパス伝搬を引き起こします。

送受信に使用されるアンテナは、信号が通過できるパスの数に影響を与えます。非指向性アンテナは信号をすべての方向に放射しますが、指向性アンテナは電力を一方向に集中させ、メインビームから反射される信号の強度を低減します。

送信機と受信機の間に存在する可能性のあるさまざまな信号パスから生じるマルチパス伝搬は、信号の歪み、データの損失、マルチパスフェージングなどのさまざまな方法で干渉を引き起こす可能性があります。

他の場合には、マルチパス伝搬から生じるさまざまな信号パスを使用して有利にすることができます。 MIMOなどのスキームは、マルチパス伝搬を使用して、使用するチャネルの容量を増やすか、信号対雑音比の改善を目指します。

マルチパスフェージング

信号は地上環境で受信されます。つまり、反射が存在し、信号はさまざまなパスを介して送信機から受信機に到達します。受信される全体的な信号は、アンテナに現れるすべての信号の合計です。時々、これらはメイン信号と同相であり、それに追加して、その強度を増加させます。他の時にはそれらは互いに干渉します。これにより、全体的な信号強度が低下します。

  • マルチパスフェージング: マルチパスフェージングは​​、HF帯域からマイクロ波までの周波数スペクトル全体の多くの信号で検出できます。信号の強度が増減する可能性があります。 。についてもっと読む マルチパスフェージング。
  • レイリーフェージング: レイリーフェージングは​​、多数の反射が存在する環境でよく見られるフェージングの形式に付けられた名前です。についてもっと読む レイリーフェージング。

マルチパス伝搬による干渉

マルチパス伝播は干渉を引き起こし、信号対雑音比を低下させ、デジタル信号のビット誤り率を低下させる可能性があります。信号品質の低下の原因の1つは、すでに説明したマルチパスフェージングです。ただし、マルチパス伝播が信号を劣化させ、その完全性に影響を与える可能性のある他の方法があります。

車で運転してFMラジオを聴くときに特に明白な方法の1つ。特定のポイントで信号が歪んで壊れるように見えます。これは、信号が周波数変調され、受信信号の周波数がいつでもオーディオ出力に瞬時電圧を提供するという事実から生じます。マルチパス伝搬が発生すると、レシーバーに2つ以上の信号が現れます。 1つは直接または見通し内信号で、もう1つは反射信号です。これらは経路長が異なるために異なる時間に到着するため、2つの信号が送信機によってわずかに異なる時間に送信されたという事実により、周波数が異なります。したがって、2つの信号を一緒に受信すると、信号強度レベルが類似していると、歪みが発生する可能性があります。

デジタル送信が使用されるときに発生するマルチパス伝搬干渉の別の形式は、シンボル間干渉、ISIとして知られています。これは、反射信号の延長された経路長によって遅延が発生した場合に発生します。遅延がシンボルのかなりの割合である場合、受信機は、シンボルの一部または1つの状態を示す直接信号と、別の論理状態を示す別の信号を受信できます。これが発生した場合、データが破損している可能性があります。

これを克服する1つの方法は、すべての反射が到着し、データが安定している場合にのみ、信号がサンプリングされるレートでデータを送信することです。これにより、データを送信できるレートは当然制限されますが、データが破壊されず、ビットエラーレートが最小限に抑えられます。これを計算するには、反射から遭遇する可能性が高い最大遅延の推定値を使用して遅延時間を計算する必要があります。

最新の信号処理技術を使用して、マルチパス伝搬の問題と干渉の可能性を克服するためにさまざまな方法を使用できます。


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コメント:

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