Diversità spaziale nei collegamenti a microonde

Perché usare Space Diversity?

I collegamenti a microonde a lunga distanza utilizzano spesso la diversità spaziale per garantire comunicazioni affidabili tra i due punti finali.In alcune località geografiche, come sull'acqua e nei deserti, la propagazione multipath rappresenta un ostacolo alle prestazioni radio a lungo raggio sotto forma di interruzioni di collegamento intollerabili. Per compensare, è necessario applicare uno schema di protezione. Space Diversity è uno di questi schemi di protezione ampiamente implementati che migliora le prestazioni dei collegamenti radio a microonde a lunga distanza.

Collegamenti a microonde inferiori e superiori a 10 GHz
A frequenze di collegamento superiori a 10 GHz, la lunghezza del percorso del collegamento è limitata dallo sbiadimento dovuto al verificarsi di precipitazioni, mentre a frequenze di collegamento inferiori a 10 GHz l'attenuazione della pioggia ha un effetto limitato sulla lunghezza del percorso. Per questo motivo, le frequenze inferiori a 10 GHz sono più adatte per le reti di comunicazione a lungo raggio. Tuttavia, anche in queste frequenze preferite a lungo raggio, la lunghezza del percorso e la disponibilità del collegamento possono essere
limitato da un altro fenomeno: lo sbiadimento causato dalla propagazione di percorsi multipli.La probabilità di dissolvenza dovuta alla propagazione di percorsi multipli dipende da fattori geografici come il luogo, il terreno su cui si propagano le onde radio e l'inclinazione del percorso (angolo). Anche la lunghezza del percorso stesso ha un effetto poiché la probabilità di propagazione di percorsi multipli aumenta all'aumentare della lunghezza del percorso. In generale, è più probabile che la propagazione di percorsi multipli si verifichi nelle aree tropicali, nelle aree desertiche e nei collegamenti su grandi masse d'acqua

Propagazione multipath
La propagazione multipath si verifica come risultato di una o più onde emesse dall'antenna trasmittente che vengono riflesse o deviate indietro su un percorso che conduce all'antenna ricevente. L'onda riflessa / deviata viene ricevuta in aggiunta all'onda del percorso diretto.

Perché utilizzare più antenne?

La diversità spaziale impiega più antenne, solitamente con le stesse caratteristiche, che sono fisicamente separate l'una dall'altra. A seconda dell'incidenza prevista del segnale in ingresso, a volte è sufficiente uno spazio dell'ordine di una lunghezza d'onda. Altre volte sono necessarie distanze molto maggiori.Poiché la trasmissione multipath è tipicamente causata da strati fluttuanti nell'atmosfera oa livello del suolo, la differenza di ritardo tra il percorso diretto e i percorsi riflessi / deviati varia nel tempo. Inoltre, il coefficiente di riflessione (forza della riflessione / deflessione) varia nel tempo determinando un comportamento di dissolvenza irregolare. Mettendo una seconda antenna di ricezione sulla torre, con una separazione verticale dalla prima antenna, creiamo una seconda serie di combinazioni di ritardo. Questa tecnica si chiama Space Diversity. Come descritto di seguito, la dissolvenza selettiva si verificherà a diverse tacche di frequenza nei due segnali ricevuti (uno su ciascuna antenna) a causa di ritardi diversi, con una probabilità significativamente maggiore di ricevere un segnale non distorto.

 Come ottenere la diversità spaziale

La diversità spaziale si ottiene solitamente utilizzando due antenne spaziate verticalmente (diversità spaziale), più frequenze di trasmissione (diversità di frequenza), diversità sia spaziale che di frequenza (diversità quadrupla) o la ricezione utilizzando due diversi modelli di antenna (diversità angolare). La diversità di frequenza è stata la prima diversità utilizzata dai sistemi a microonde punto fisso. La combinazione di spazio a due canali e diversità di frequenza produce una potente configurazione del ricevitore con miglioramento della diversità. Il capitolo illustra i livelli del segnale di ricezione per un percorso quad-diversità. Lo scopo delle antenne a diversità di angolo è mitigare gli effetti distruttivi della propagazione a percorsi multipli senza utilizzare un'antenna di diversità a spaziatura verticale sulla torre a microonde.

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