Grundsätzlich ist eine Diversity-Antenne erforderlich, da das Signal bei Mobiltelefonen oder BTS durch Reflexion reich ist und sich der Wert ihres Pegels und ihrer Qualität entweder gut oder schlecht ändert. Lassen Sie uns das im Detail verstehen.
NOTWENDIGKEIT DER VIELFALT
- In einer typischen Mobilfunkumgebung erfolgt die Kommunikation zwischen Mobilfunkstandort und Mobiltelefon nicht über einen direkten Funkpfad, sondern über viele Pfade.
- Der direkte Weg zwischen Sender und Empfänger wird durch Gebäude und andere Objekte behindert.
- Daher kommt das Signal, das den Empfänger erreicht, entweder durch Reflexion an den flachen Seiten von Gebäuden oder durch Beugung an künstlichen oder natürlichen Hindernissen an.
- Wenn verschiedene eingehende Funkwellen an der Empfängerantenne ankommen, verbinden sie sich konstruktiv oder destruktiv, was zu einer schnellen Änderung der Signalstärke führt.
- Die Signalschwankungen werden als „Multipath Fading“ bezeichnet.
Mehrwegeausbreitung
- Die Mehrwegeausbreitung verursacht große und schnelle Schwankungen in einem Signal
- Diese Schwankungen sind nicht dasselbe wie der Ausbreitungspfadverlust.
Multipath verursacht drei Hauptursachen
- Schnelle Änderungen der Signalstärke über eine kurze Entfernung oder Zeit.
- Zufällige Frequenzmodulation aufgrund von Doppler-Verschiebungen bei verschiedenen Mehrwegesignalen.
- Zeitdispersion durch Mehrwegeverzögerungen
- Diese werden „Fading-Effekte“ genannt
- Die Mehrwegeausbreitung führt zu kleinräumigem Schwund.
DIVERSITY-TECHNIK
- Diversity-Techniken haben sich als wirksames Mittel erwiesen, das die Immunität des Kommunikationssystems gegenüber dem Mehrwegeschwund erhöht. GSM übernimmt daher in großem Umfang Diversity-Techniken, die Folgendes umfassen:
KONZEPT VON DIVERSITY-ANTENNENSYSTEMEN
- Räumliche und Polarisationsdiversitätstechniken werden durch Antennensysteme realisiert.
- Ein Diversity-Antennensystem bietet eine Reihe von Empfangszweigen oder Ports, von denen die diversifizierten Signale abgeleitet und einem Empfänger zugeführt werden. Der Empfänger kombiniert dann die eingehenden Signale von den Zweigen, um ein kombiniertes Signal mit verbesserter Qualität hinsichtlich Signalstärke oder Signal-Rausch-Verhältnis (S/N) zu erzeugen.
- Die Leistung eines Diversity-Antennensystems hängt in erster Linie von der Zweigkorrelation und der Signalpegeldifferenz zwischen den Zweigen ab.
KORRELATION ZWISCHEN ZWEIGEN
- Der Zweigkorrelationskoeffizient (r) stellt den Grad der Ähnlichkeit zwischen den Signalen von zwei verschiedenen Empfangszweigen dar.
- Der Korrelationskoeffizient liegt zwischen 0 und 1.
- r=1 bedeutet, dass sich die Signale aus zwei verschiedenen Zweigen genau gleich verhalten. In diesem Fall sind die Signale kohärent.
- r=0 bedeutet, dass sich die Signale aus zwei verschiedenen Zweigen völlig unterschiedlich verhalten. In diesem Fall sind die Signale unkorreliert.
- Um die beste Leistung zu erzielen, ist ein Diversity-Antennensystem erforderlich, das unkorrelierte Signale liefert.
- Für r=1 wird die Diversity-Antenne bei der Bekämpfung des Mehrwegeschwunds unwirksam.
- In der Realität ist es jedoch nicht immer praktisch, über ein Diversity-Antennensystem zu verfügen, das r=0 garantiert. Umfangreiche Untersuchungen auf diesem Gebiet haben gezeigt, dass ein Diversity-Antennensystem zufriedenstellend funktionieren kann, vorausgesetzt, dass es 0,7 £ kostet.
SIGNALPEGELUNTERSCHIED
- Der zweite Schlüsselparameter für ein gutes Diversity-Antennensystem ist die mittlere Signalpegeldifferenz.
- Die Differenz ist ein statistischer Parameter, der das Gleichgewicht der Signalstärken der beiden Empfangszweige angibt.
- In einem realen System kann das statistische Gleichgewicht durch den Vergleich der über einen längeren Zeitraum gemessenen Mittelwerte der beiden Signale überprüft werden.
- Wenn das Verhältnis gewettet wirdNDer Mittelwert liegt bei 0 dB, die beiden Empfangszweige sind statistisch ausgeglichen.
- Die Leistung des Diversity-Systems verschlechtert sich, wenn das Verhältnis von 0 dB aus zunimmt oder abnimmt.