Multipathilmiöt

Multipathilmiöt ovat ilmiö, jossa signaali saavuttaa vastaanottimen useamman kuin yhden reitin kautta. Tämä johtuu heijastuksista, diffraktiosta ja hajaantumisesta ympäristön rakenteisiin kuten rakennuksiin, maastoon ja kalusteisiin. Vastaanotettu signaali koostuu useista kopioista, joilla on erilaiset viiveet ja vaiheet, ja ne voivat interferoida toistensa kanssa.

Seurauksena on sekä haittoja että hyötyjä. Vahvistuksen vaihtelevuuteen eli fadingiin liittyy signaalin voimakkuuden arvaamattomuus sekä ajallinen että paikkasidonnainen muutos. Aikaviiveiden vuoksi voi syntyä intersymbol interferencea (ISI), erityisesti laajakaistaisissa yhteyksissä. Toisaalta monikuvioiset reitit mahdollistavat kanavalle suuremman kapasiteetin, kun käytetään oikein suunniteltuja järjestelmiä.

Kanavien mallintaminen ja mittaus perustuvat kanavaimpulssivastetteen h(t) kuvaamiseen: h(t) = sum α_i e^{jφ_i} δ(t−τ_i). Jokaiselle reitille on oma viive τ_i, vaimennus α_i ja vaihe φ_i. Viivejakauma ja Doppler-skaala kuvaavat, miten ympäristö ja liikkuvat kohteet vaikuttavat signaaliin. Tilastollisia malleja ovat Rayleigh-fading (ei LOS-yhteyden vallitessa) ja Rician-fading (LOS-lähteen esiintyessä).

Ehkäisy ja hyödyntäminen vaihtelevat ympäristön mukaan. Ratkaisuihin kuuluvat monimuotoisuus/diversity, MIMO- ja OFDM-pohjaiset järjestelmät, kanavanselvitys- ja equalointi sekä beamforming. Rakennusten sisätiloissa voidaan käyttää materiaalivalintoja ja akustiikkasuunnittelua heijastusten hallintaan. Multipathilmiöt ovat sekä haaste että mahdollisuus nykypäivän langattomissa ja akustisissa sovelluksissa.