Multipathinterferentie

Multipathinterferentie is een fenomeen waarbij een signaal bij de ontvanger aankomt via meerdere padroutes die elk verschillende lengte en fase hebben. Doordat het signaal kan worden teruggekaatst of gebogen door muren, wateroppervlakken, de grond of binnenoppervlakken, ontstaan meerdere kopieën van hetzelfde signaal die met elkaar interfereren. De uiteindelijke samengevoegde amplitude en fase hangen af van de padlengtes, beweging en de signaalfrequentie, waardoor constructieve of destructieve interferentie optreedt.

De oorzaken liggen in basisprincipes van golfpropagatie: reflectie, refractie, diffractie en scattering. Bij beweging van zender of ontvanger veranderen de relatieve paden en dus de fasen, wat leidt tot tijdsafhankelijke fluctuaties in signaalsterkte (fading). Bij bredebiële signalen veroorzaakt multipath een delay spread en kan intersymbol interference ontstaan in digitale systemen. In praktijksituaties kunnen zowel indoor als outdoor omgevingen sterke multipath veroorzaken, afhankelijk van de complexiteit van reflectoren.

Impact en toepassingen: In draadloze communicatie (cellulaire netwerken, Wi‑Fi) kan multipath fading de kwaliteit en het betrouwbaarheidsniveau verminderen en de biterror-rate verhogen. In GNSS-systemen (bijv. GPS) kunnen multipath-biasen leidt tot positie- en klokfouten. In spraak- en video-communicatie kan het echo’s genereren als teruggeleide signalen verschuift in tijd. In optische en akoestische systemen kunnen meerdere reflecties leiden tot ghostbeelden, interferentiepatronen of ongewenste ruis.

Mitigatie en ontwerp: Antennenplaatsing en gericht ontwerp, shielding en absorptionele materialen verminderen reflecties. Technieken zoals equalization, rake receivers, MIMO en OFDM, diversiteitsmetingen en adaptieve ruisonderdrukking helpen multipathfading te beperken. Daarnaast kan echobestrijding in communicatiesystemen ongewenste terugkoppeling verminderen.