mini | rechts | Starke Variation der Signalstärke eines empfangenen Funksignals durch Fading (hier Rayleigh-Fading) Als Fading (Schwund) bezeichnet man durch Interferenz, Abschattungen, Mehrwegeausbreitungen und durch Doppler-Effekt verursachte Schwankungen der Empfangsfeldstärke bei Funkübertragungen.

Ursachen mini |hochkant=2 | Eine von mehreren möglichen Ursachen für Schwund ist die Zweiwegeausbreitung durch eine Reflexion am Erdboden. Durch Überlagerung der direkt und indirekt empfangenen Signale wird die Signalstärke reduziert. Sie kann aber auch durch konstruktive Überlagerung vergrößert werden. Die Interferenz wird dadurch verursacht, dass das Funksignal aufgrund von Brechung oder Reflexion, beispielsweise an der Ionosphäre oder terrestrischen Objekten wie Boden, Gebäuden, Bergen, die Empfangsantenne auf mehreren Wegen phasenverschoben erreicht. Dabei kann Selektiver Trägerschwund auftreten, der die Modulation stark verzerrt.

Fading, welches durch die Überlagerung verschiedener Ausbreitungsphänomene an terrestrischen Objekten auftritt, wird als Slow-, Long-Term- oder Lognormal-Fading bezeichnet. Jenes, das aufgrund der verwendeten Frequenz auftritt, wird als Fast-, Short-Term- oder Rayleigh-Fading bezeichnet, dies geschieht aufgrund des Mehrwegempfangs und des Dopplereffekts. Empfangseinbrüche bei Fast Fading treten periodisch in den Abständen von ungefähr λ/2 auf. Somit sind Signaleinbrüche des Fast Fadings immer von der verwendeten Frequenz abhängig.

In der Wissenschaft verwendet man statistische Modelle zu Berechnung des Einflusses von Mehrwegempfang auf das Empfangssignals. Davon sind folgende Modelle am weitesten verbreitet: Rice-Fading: Dieses Modell wird verwendet, wenn Sichtverbindung zwischen Sender und Empfänger besteht, d. h. wenn der direkte Ausbreitungsweg dominiert. Wichtigster Parameter im Rice-Fading-Kanalmodel ist der Parameter K., der das Verhältnis der Leistung des direkt empfangenen Signals zum indirekt empfangenen Signals beschreibt.LNTwww - Mobile Kommunikation Nichtfrequenzselektives Fading mit DirektkomponenteGaussianWaves - Rician flat-fading channel – simulation (englisch) - 15. August 2020Jupyter Notebook-Viewer - Rician flat fading channel modeling (englisch) - Vladimir Fadeev - 30. November 2018 Rayleigh-Fading: Dies ist das bessere Modell, wenn das Signal den Empfänger überwiegend über Reflexionen erreicht.Funk-Kanal von Dietmar Rudolph (PDF; 1,2 MB) (siehe auch Rayleigh-Verteilung)

Kompensation Sogenannte Fading Mitigation Techniques (FMT) kompensieren das Fading, um die Kommunikationsstrecke auch bei Störungen aufrechtzuerhalten.

Zur Kompensation des Fadings beim Empfang amplitudenmodulierter Radiosender (Lang-, Mittel- und Kurzwelle) sind die Empfänger mit einem sogenannten Schwundausgleich ausgestattet. In der Praxis wird eine gemittelte Signalspannung am Demodulator erzeugt und als Regelgröße herangezogen. Mit steigender Signalspannung steigt die sogenannte Regelspannung durch die der ZF-Zweig in seiner Verstärkung gedrosselt wird. Eine abnehmende Signalqualität macht sich in erhöhtem Rauschen bemerkbar, während die Lautstärke nachgeregelt wird.

Zur Sicherstellung der Datenübertragung einer Richtfunkstrecke genügt es nicht, die Empfindlichkeit des Empfängers zu steigern. Stattdessen kommen zum Einsatz: Anpassung der Sendeleistung Anpassung der Kodierung und Modulation, siehe Adaptive Coding and Modulation Wechsel auf eine andere Frequenz, siehe auch Frequency hopping.

Mit der Frequenz nehmen die Störungen durch die Atmosphäre zu. Während Satelliten im L-, S- und C-Band nahezu ungehindert senden, hängen die Übertragungseigenschaften der K-Bänder stark vom Wetter ab. Durch geeignetes FMT können Frequenzen auch oberhalb 20 GHz für die Datenkommunikation mit Satelliten genutzt werden, ohne allzu große Einschränkungen durch Regen zu erfahren.

Siehe auch Nahschwund

Literatur

Einzelnachweise

Kategorie:Funkempfängertechnik Kategorie:Funkausbreitung