Отражение

радиосигналов

Если объект достаточно крупный по сравнению с длиной волны сигнала, то сигнал будет от него отражаться (λ<<D).

При отражении происходит ослабление сигнала, Так как при этом некоторая часть энергии сигнала всегда поглощается объектом.

Отражение позволяет передавать сигналы даже при отсутствии прямой видимости.

Дифракция радиоволн

Дифракция волны - явление отклонения распространения волны от законов геометрической оптики.

С дифракцией связывают весьма широкий круг явлений, возникающих при распространении волн в неоднородных средах.

Дифракция волны наблюдается независимо от природы волны

иможет проявляться:

в преобразовании её пространственной структуры. В одних случаях такое преобразование можно рассматривать как «огибание» волной препятствия, в других случаях — как расширение угла распространения волнового пучка или отклонение волнового пучка в определенном направлении;

в разложении волны по её частотному спектру;

в преобразовании поляризации волны;

в изменении фазовой структуры волны.

Дифракционные эффекты наиболее сильно проявляются при размерах неоднородностей сравнимых с длиной волны (λ=D).

Рассеивание радиосигналов

Если размер неоднородностей среды много меньше длины волны, то происходит рассеивание радиоволн (λ>>D).

При рассеивании поступающий сигнал разделяется на несколько более слабых исходящих сигналов.

Многолучевое

распространение

Прямой передаче радиосигналов от передатчика к приемнику всегда сопутствуют эффекты распространения, рассмотренные выше, что является причиной возникновения многолучевого распространения.

Радиоволны, испускаемые передатчиком, могут распространяться по прямой линии, отражаться от крупного здания или рассеиваться на меньших препятствиях.

Многолучевое

распространение

Из-за конечности скорости света распространяющиеся по различным путям сигналы достигнут антенны приемника в разнос время.

В городах задержка, или временное рассеяние, отраженных сигналов относительно сигнала, распространяющегося в пределах прямой видимости, составляет порядка 3 мкс.

Система GSM, например, допускает максимальное значение временного рассеивания 16 мкс, т.е. более чем трехкилометровую разность хода отдельных лучей.

Многолучевое

распространение

При многолучевом распространении в точке приема результирующий сигнал представляет собой суперпозицию (интерференцию) многих сигналов, что приводит к искажению принимаемого сигнала.

Особенно негативно многолучевая интерференция сказывается на широкополосных сигналах. Дело в том, что при использовании широкополосного сигнала в результате интерференции определенные частоты складываются синфазно, что приводит к увеличению сигнала, а некоторые, наоборот, — противофазно, вызывая ослабление сигнала на данной частоте.

В случае если максимальная задержка между различными сигналами не превосходит времени длительности одного символа, то интерференция возникает в пределах одного передаваемого символа.

Во случае если максимальная задержка между различными сигналами больше длительности одного символа, то в результате интерференции складываются сигналы, представляющие разные символы, и возникает так называемая межсимвольная интерференция (Inter Symbol Interference, ISI).

Межсимвольная интерференция ограничивает пропускную способность радиоканала при многолучевом распространении.

Многолучевое

распространение

По мере удаления приемника от передатчика сигнал ослабевает пропорционально квадрату расстояния. При этом происходит плавное изменение уровня сигнала.

При многолучевом распространении приемник принимает несколько сигналов сдвинутых по фазе, поэтому уровень результирующего сигнала получается выше или ниже уровня сигнала, распространяющегося в пределах прямой видимости.

Многолучевое

распространение

Характеристика канала изменяется во времени. Это может быть вызвано изменением окружающей обстановки или движением приемника или передатчика. Это приводит к колебаниям (замираниям) уровня принимаемого сигнала.

Замирания имеют две составляющие: долговременную или усредненную и кратковременную.

Многолучевое

распространение

Диапазон изменения уровня сигнала при кратковременных замираниях может достигать 40 дБ, из которых 10 дБ – превышение над средним уровнем и 30 дБ – провалы ниже среднего уровня, причем более глубокие провалы встречаются реже, чем менее глубокие.

Период колебаний зависит от длины волны сигнала и скорости движения мобильной станции.

Кратковременные затухания могут приводит к потере канала связи.