Der Non-Line-of-Sight-Betrieb (NLOS) bezieht sich auf einen Kommunikations- oder Erfassungsmodus, bei dem die direkte Sichtlinie zwischen Sender und Empfänger behindert oder nicht verfügbar ist. In NLOS-Szenarien können die Signale oder Wellen Reflexionen, Beugungen oder Streuungen erfahren, wenn sie mit Hindernissen wie Gebäuden, Geländemerkmalen oder anderen Objekten interagieren. NLOS-Operationen kommen häufig in der drahtlosen Kommunikation, in Radarsystemen und anderen Anwendungen vor, bei denen Hindernisse den direkten Weg zwischen Sender und Empfänger blockieren können.
Hauptaspekte des Non-Line-of-Sight-Betriebs (NLOS):
1. Drahtlose Kommunikation:
- Städtische Umgebungen: In städtischen Gebieten können Gebäude und Strukturen die direkte Sichtlinie zwischen einer Basisstation und einem mobilen Gerät behindern, was zu NLOS-Bedingungen führt.
- Laub und Bäume: Vegetation, insbesondere dichtes Laub und Bäume, kann in Außenumgebungen zu NLOS-Szenarien führen.
2. Radar- und Sensorsysteme:
- Hinderniserkennung: In Radarsystemen können NLOS-Bedingungen die Erkennung von Zielen beeinträchtigen, wenn Hindernisse den direkten Weg der Radarwellen blockieren.
- Sensorik in unaufgeräumten Umgebungen: Sensorsysteme wie Lidar oder Sonar können in unaufgeräumten Umgebungen auf NLOS-Herausforderungen stoßen.
3. Satellitenkommunikation:
- Gelände und Gebäude: Bei der Satellitenkommunikation kann es beim Signal zu NLOS-Bedingungen kommen, wenn es Gebiete mit hohen Gebäuden, Bergen oder anderen Hindernissen passiert.
4. Herausforderungen und Überlegungen:
- Signaldämpfung: NLOS-Bedingungen können aufgrund von Absorption, Streuung und Reflexionen von Oberflächen zu einer Signaldämpfung führen.
- Mehrwegeeffekte: Signalreflexionen von nahegelegenen Oberflächen können Mehrwegeeffekte verursachen, die zu Signalschwund und -verzerrung führen.
- Ausbreitungsverzögerung: Der indirekte Weg, den das Signal in NLOS-Szenarien nimmt, kann zu zusätzlichen Ausbreitungsverzögerungen führen.
5. Schadensbegrenzungstechniken:
- Antennenvielfalt: Die Verwendung mehrerer Antennen oder Antennenvielfalt kann dazu beitragen, die Auswirkungen von Mehrwegeschwund unter NLOS-Bedingungen zu mildern.
- Signalverarbeitungstechniken: Fortgeschrittene Signalverarbeitungstechniken wie Entzerrung und Diversity-Combining können die Robustheit von Kommunikationssystemen in NLOS-Umgebungen verbessern.
- Fokussierungstechniken: In Radarsystemen können Fokussierungstechniken und Strahlformung eingesetzt werden, um die Zielerkennung unter NLOS-Bedingungen zu verbessern.
6. Anwendungen:
- Drahtlose Netzwerke: NLOS-Überlegungen sind bei der Gestaltung drahtloser Netzwerke von entscheidender Bedeutung, insbesondere in städtischen und Innenumgebungen.
- Autonome Fahrzeuge: Sensor- und Kommunikationssysteme in autonomen Fahrzeugen müssen NLOS-Bedingungen in realen Szenarien berücksichtigen.
- Militäreinsätze: Militärische Kommunikations- und Radarsysteme werden häufig in komplexen Umgebungen eingesetzt, in denen NLOS-Bedingungen üblich sind.
7. Technologische Fortschritte:
- 5G und darüber hinaus: Fortschrittliche Technologien wie Beamforming und Massive MIMO (Multiple-Input, Multiple-Output) sind darauf ausgelegt, NLOS-Herausforderungen zu bewältigen und die Kommunikation in verschiedenen Umgebungen zu verbessern.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein Non-Line-of-Sight-Betrieb (NLOS) dann auftritt, wenn Hindernisse die direkte Sichtlinie zwischen einem Sender und einem Empfänger behindern, was zu Herausforderungen bei der Kommunikation, der Radarerfassung und anderen Anwendungen führt. Verschiedene Techniken und Technologien werden eingesetzt, um die Auswirkungen von NLOS-Bedingungen abzumildern und die Robustheit von Systemen in komplexen Umgebungen zu verbessern.