Mehrwegempfang
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Mehrwegempfang tritt an einem Empfänger auf, wenn elektromagnetische Wellen eines Senders von Gebäuden o.ä. reflektiert werden und auf verschiedenen Wegen beim Empfänger als überlagertes Signalgemisch aus direkt empfangenem Signal und zeitlich versetzten Echosignalen ankommen.
Mehrwegempfang ist meist störend. Man kennt ihn vom Autoradio: Steht man mit dem Auto an einer Ampel, genügt meist ein Vorwärtsrollen um wenige Zentimeter und ein vorher nicht empfangbarer Radiosender liefert nun statt eines Rauschens ein Audiosignal guter Qualität.
Ein Signal, das über Funk übertragen wird, kann verschiedene Wege vom Sender zum Empfänger nehmen. Ursachen hierfür sind
- Reflexion (reflection) von Signalen, z. B. an Wänden von Häusern,
- Brechung (refraction) von Signalen, z. B. an der Ionosphäre,
- Streuung (scattering) von Signalen, z. B. an kleinen Objekten wie Schildern,
- Beugung (diffraction) von Signalen, z. B. an Kanten von Häusern oder Bergen.
Auch ein sogenannter Gleichkanalsender kann als weitere Signalquelle auftreten.
Durch diese unterschiedlich langen Übertragungswege kann ein Funksignal mehrfach und zeitlich versetzt bei einem Empfänger ankommen. Die einzelnen Echosignale, die beim Empfänger auftreten, besitzen je nach Dämpfung und Weg unterschiedliche Amplituden und Laufzeiten. Ein charakteristischer Wert für die Beschreibung eines solchen (frequenzselektiven) Fading-Kanals ist gegeben durch das Verhältnis der direkt empfangenen Signalleistung zur Summe aller Echosignalleistungen (Rice-Faktor).
Die Dispersionszeit eines Funkkanals misst das Auseinanderlaufen eines Rechteckimpulses. Werden bei digitaler Übertragung Symbole mit einer Dauer übertragen, die wesentlich größer als die Dispersionszeit sind, tritt nahezu kein Fading auf. Man spricht von flachem Fading und einem Rice-Kanal.
Wenn Dispersionszeit sehr viel größer ist als die Symboldauer, spielt das Symbolübersprechen eine vernachlässigbare Rolle und die Echosignale lassen sich sogar produktiv verwenden, indem man die einzelnen Signale zeitlich auflöst und wieder phasenrichtig zusammensetzt und somit die Empfangsenergie vergrößert (Mehrwege-Diversität). Der bei Bandspreizverfahren, aber auch bei terrestrischen und satellitenbasierten Mobilfunksystemen mit CDMA-Zugriffsverfahren verwendete Rake-Empfänger arbeitet mit diesem Verfahren. Wesentlich häufiger aber wird in der Praxis das Selection Combining Verfahren verwendet: wenn es möglich ist, die einzelnen Signale zeitlich aufzulösen, wird das beste Signal ausgewertet und die anderen verworfen.
Der digitale Rundfunk bedient sich moderner digitaler Modulationsverfahren, die zu einem bestimmten Grad immun gegen Mehrwegempfang sind und diesen sogar für eine bessere Qualität des empfangenen Signals nutzen (z.B. bei COFDM, das bei DVB-T, DAB benutzt wird).
