Кіріспе

Радиобайланыстағы түсінік – электромагниттік таралу құбылысы.

Радиобайланыста көп жолды таралу – радиосигналдардың қабылдау антеннасына екі немесе одан көп жолмен жетуіне себеп болатын таралу құбылысы. Көп жолды таралудың себептеріне атмосфералық каналдар, ионосфералық шағылысу және сыну, сондай-ақ су объектілерінен және таулар мен ғимараттар сияқты жер бетіндегі объектілерден шағылысу жатады. Бір сигнал бірнеше жолмен қабылданса, сигналдың араласуы мен фазалық өзгерісі туындауы мүмкін. Бұзылатын араласу әлсіреуге алып келеді, бұл кейбір аймақтарда радиосигналдың жеткілікті деңгейде қабылдануына кедеріс келтіруі мүмкін. Осы себепті бұл әсер көп жолды араласу немесе көп жолды бұрмалау деп те аталады. Әртүрлі жолдармен келіп түсетін сигналдардың амплитудалары Рейли таралымы деп аталатын таралымға ие болған жағдайда, бұл Рейли әлсіреуі деп аталады. Егер бір компонент (көбінесе, бірақ міндетті емес, тікелей көрініс компоненті) басым болса, Рисиан таралымы дәлірек модельді ұсынады, бұл Рисиан әлсіреуі деп аталады. Екі компонент басым болған жағдайда, мінез-құлқы екі толқынмен таралатын қуаттылық (TWDP) таралымымен модельдеу жақсы. Бұл сипаттамалардың барлығы кеңінен қолданылады және нәтижелерге әкеледі. Дегенмен, олар жалпы және абстрактілі, негізгі физиканы жасырады немесе жуықтап көрсетеді.

Шашылысу

Көпжолдық кедергі – толқын физикасының бір құбылысы, онда толқын көзден детекторға екі немесе одан көп жолмен жетеді және толқынның екі (немесе одан көп) компоненттері бір-бірімен конструктивті немесе деструктивті кедергі жасайды. Көпжолдық кедергі – аналогты теледидар хабарларын "көлеңкелену" және радио толқындарының әлсіреуіне себеп болатын жиі кездесетін жағдай. Бұл үшін қажетті шарт – толқынның компоненттері саяхатының барлық кезеңінде когеренттілігін сақтап қалуы. Кедергі, әдетте, толқынның екі (немесе одан көп) компоненті әртүрлі қашықтықты (оптикалық жол ұзындығымен өлшенген – геометриялық ұзындығы және жарық сыну (әртүрлі оптикалық жылдамдық)) жүзіп өтуі және осылайша детекторға бір-біріне қатысты фазалық айырмамен жетуі салдарынан туындайды. Бүркеншік жолдар арқылы туған сигнал қажетті сигналмен амплитуда және фаза бойынша кедергі жасайды, бұл көпжолдық әлсіреу деп аталады.

Мысалдар

Аналогтық факсимилде және теледидарлық хабар таратуда көп жолдық таралу джиттер мен көлеңкелерге (жұлдыздарға) себеп болады, олар негізгі суреттің оң жағында әлсіз, көмескіленген дубликат ретінде көрінеді. Көлеңкелер тау немесе басқа үлкен нысаннан сигналдың кері шағылысуынан пайда болады, сонымен қатар сигнал антеннаға тікелей, қысқа жолмен жетеді, нәтижесінде қабылдағыш белгілі бір уақыт кешігуімен бөлінген екі сигналды қабылдайды. Радарлық өңдеуде көп жолдық таралу "призрақты" нысаналардың пайда болуына әкеледі, бұл радар қабылдағышын жаңылыстырады. Бұл көлеңкелер өте мазасыз, себебі олар нақты нысандар сияқты қозғалады және мінез-құлық танытады (эхо сигналы ретінде қайталанып), сондықтан қабылдағышқа дұрыс нысанның эхо-сигналын анықтау қиын. Бұл мәселелерді радиолокатордың айналасындағы жердің картасын пайдаланып және жер астынан немесе белгілі бір биіктіктен (биіктіктен) жоғары пайда болатын барлық эхо-сигналдарды жою арқылы азайтуға болады. Цифрлық радиобайланыста (мысалы, GSM) көп жолдық таралу қателерге және байланыс сапасын нашарлатуға әкелуі мүмкін. Бұл қателер символдар арасындағы кедергілерден (ISI) туындайды. ISI-ді түзету үшін теңестіргіштер жиі қолданылады. Сонымен қатар, жиілікті бөліп модуляциялайтын ортогональды әдістер мен "гребін" қабылдағыштар сияқты техникалар қолданылуы мүмкін. Глобалдық позициялау жүйесінің (GPS) қабылдағышында көп жолдық эффекттер тұрақты қабылдағыштың көрсеткіштерін кездейсоқ секіріп немесе иіліп жатқандай етіп көрсетуі мүмкін. Құрылғы қозғалғанда секіру немесе иілу байқаılmaz болуы мүмкін, бірақ ол орналасу мен жылдамдық туралы көрсетілетін дәлдікті төмендетеді.

Қылқанды құралдарда

Көпжолдық таралу электр желісі байланысында да, телефондық жергілікті желілерде де ұқсас. Екі жағдайда да кедергісіздік сигналдың кері шағылысуына себеп болады. Жоғары жылдамдықты электр желісі байланыс жүйелері көбінесе көпжолдық таралудың салдарынан туындайтын символдар арасындағы өзара әсерді болдырмау үшін көп тасымалдағыш модуляцияларын (мысалы, OFDM немесе толқындық OFDM) пайдаланады. ITU-T G.hn стандарты қолданыстағы үй сымдарын (электр желілері, телефон желілері және коаксиалдық кабельдер) пайдалана отырып, жоғары жылдамдықты (секундына 1 гигабитқа дейін) жергілікті желі құруға мүмкіндік береді. G.hn ISI-ді болдырмау үшін циклдық префиксі бар OFDM-ды қолданады. Көпжолдық таралу әр түрлі сымдарда әртүрліше танысқандықтан, G.hn әр медиа үшін әртүрлі OFDM параметрлерін (OFDM символының ұзақтығы, күзет интервалының ұзақтығы) қолданады. DSL модемдері көпжолдыққа қарамастан, DSLAM-мен байланыс үшін ортогональды жиілік бөліп мультиплекстеуді пайдаланады. Бұл жағдайда шағылысулар сымның әртүрлі қалыңдығынан туындауы мүмкін, бірақ көпірлік қосылымдардан туындайтындары әдетте күштірек және күрделі болады. OFDM-ның оқуы қанағаттанарлықсыз болған жағдайда, көпірлік қосылымдарды жоюға болады.