Winkelspreizung und Kohärenzentfernungsberechnung für Wimax
Die Berechnung der Winkelausbreitung und des Kohärenzabstands ist sehr einfach. Mal sehen.
Bisher haben wir uns darauf konzentriert, wie sich die Kanalantwort im Laufe der Zeit ändert und wie sich ihre Verzögerungs- und Korrelationseigenschaften quantifizieren lassen. Allerdings variieren die Kanäle auch räumlich. Wir versuchen nicht, alle Aspekte räumlicher/zeitlicher Kanäle rigoros zu behandeln, sondern fassen einige wichtige Punkte zusammen.
Die RMS-Winkelspreizung eines Kanals kann als statistische Verteilung des Winkels der ankommenden Energie bezeichnet werden und bezieht sich auf diese. Ein großer Wert bedeutet, dass die Kanalenergie von vielen eingeht
Eine kleine Richtung bedeutet, dass die empfangene Kanalenergie fokussierter ist. Eine große Winkelstreuung tritt im Allgemeinen auf, wenn eine starke lokale Streuung vorliegt, was zu einer größeren statistischen Diversität im Kanal führt, eine stärker fokussierte Energie führt zu einer geringeren statistischen Diversität.
Das Dual der Winkelausbreitung ist der Kohärenzabstand. Mit zunehmender Winkelspreizung nimmt der Kohärenzabstand ab und umgekehrt. Ein Kohärenzabstand bedeutet, dass alle physikalischen Positionen, die durch getrennt sind, eine im Wesentlichen unkorrelierte Empfangssignalamplitude und -phase aufweisen. Eine ungefähre Faustregel lautet
Dc = 2 λ/ ΘRMS
Beim Rayleigh-Fading geht man von einer gleichmäßigen Winkelausbreitung aus; Die bekannte Beziehung ist
Dc = 9λ/ 16π
Ein wichtiger Trend, der aus den vorangegangenen Beziehungen hervorgeht, ist, dass die Kohärenzdistanz zunimmt
mit der Trägerwellenlänge. Somit haben Systeme mit höherer Frequenz kürzere Kohärenzabstände.
Winkelausbreitung und Kohärenzabstand sind bei Mehrantennensystemen besonders wichtig. Der Kohärenzabstand ist eine Faustregel dafür, wie weit Antennen voneinander entfernt sein sollten, um statistisch unabhängig zu sein. Wenn der Kohärenzabstand sehr klein ist, können Antennenarrays effektiv genutzt werden, um eine reichhaltige Diversität bereitzustellen.
Wenn andererseits der Kohärenzabstand groß ist, können Platzbeschränkungen es unmöglich machen, die Vorteile der räumlichen Vielfalt zu nutzen. In diesem Fall wäre es vorzuziehen, dass das Antennenarray zusammenarbeitet und Strahlformung verwendet. Die Kompromisse zwischen Strahlformung und linearer Array-Verarbeitung werden in einem anderen Teil besprochen.