MultipathAusbreitung

MultipathAusbreitung beschreibt das Phänomen, bei dem ein ausgesendetes Funksignal den Empfänger über mehrere räumliche Pfade erreicht. Diese Pfade entstehen durch Reflexionen, Beugung und Streuung an Oberflächen wie Wänden, Böden, Gebäuden, Fahrzeugen oder der Erdoberfläche. Dadurch gelangen mehrere Kopien des Signals mit unterschiedlichen Verzögerungen, Phasenverschiebungen und Amplituden zum Empfänger. Die Überlagerung dieser Pfade führt zu komplexen Empfangsignalen.

Auswirkungen der MultipathAusbreitung sind Fading, das zu schnellen Schwankungen der Empfangspegels verursacht, sowie Zeitstreuung, die Inter-Symbol-Interferenz (ISI) verursachen kann. Die Zeitstreuung ergibt sich aus dem Verzögerungsabstand der Pfade; die Frequenzstreuung ergibt sich durch Doppler-Verschiebungen bei Bewegung. In Kanälen mit vielen Pfaden ist das Kanalverhalten oft frequenzselektiv, das heißt, unterschiedliche Frequenzen werden unterschiedlich abgeschwächt.

Der Kanal kann durch die Impulsantwort H(t) beschrieben werden, die aus einer Summe mehrerer Pfade besteht. Praktisch verwendet man Tap-Delay-Line-Modelle, deren Koeffizienten die Amplituden, Verzögerungen und Phasen der multiplen Pfade festlegen. Diese Modelle ermöglichen eine kompakte Repräsentation der zeitlichen Dispersion des Kanals.

Zur Minderung der Effekte kommen Antennendiversität, MIMO, Equalization und Guard-Intervalle in OFDM-Systemen zum Einsatz. Rake-Empfänger nutzen mehrere Pfade gleichzeitig. Moderne Systeme setzen OFDM mit Zyklo- oder CP-Intervallen, adaptive Modulation und Beamforming ein, um die Kanalbedingungen zu nutzen oder zu kompensieren.

MultipathAusbreitung ist besonders in urbanen Gebieten, Innenräumen und an Küsten beobachtbar. Die Charakterisierung erfolgt durch Messungen der Verzögerungsstreuung (Delay Spread), der Doppler-Verbreiterung und der räumlichen Pfadverteilung. Diese Informationen fließen in Kanalmodelle und Systemdesign ein.