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Diversity

La ricezione diversity nei sistemi di radiomicrofoni

Lo scopo principale della ricezione diversity è quello di attenuare quello che è conosciuto come multipath dropout. Si tratta della situazione in cui sia il segnale RF diretto che quello riflesso arrivano alla stessa antenna. Poiché il segnale riflesso viaggia più a lungo del segnale diretto, esso arriva con leggero ritardo e fuori fase con il segnale diretto. Questo può produrre delle perdite e un livello del segnale che arriva all’antenna ricevente significativamente ridotto. Le tecniche di ricezione diversity tentano di ridurre questo problema con l'uso di due o più antenne e vari circuiti che le combinano o le commutano; le tecniche tradizionali analogiche vanno dalla semplice antenna e la commutazione del segnale audio, utilizzando uno o due ricevitori, ai sistemi di combinazione proporzionali a ricevitore doppio. Nel mondo digitale, sono possibili tecniche ancora più avanzate per l'analisi e la corretta combinazione delle antenne.
Audio Switching Diversity e Ratio Diversity (OptiblendTM)
Un termine molto conosciuto, true diversity, è stato coniato per definire la commutazione audio a doppio ricevitore su apparati di costo molto basso, che consisteva semplicemente in due antenne montate su una singola unità. La ricezione diversity può essere attuata miscelando o selezionando l'audio da due ricevitori separati, o da varie antenne combinando varie tecniche a monte del ricevitore. In realtà, tutte le configurazioni del ricevitore possono giustamente essere chiamate true diversity se fanno uso di due o più antenne che ricevono segnali diversi (non correlati tra di loro).
Gli schemi diversity che sono utilizzati al giorno d’oggi comprendono il cosiddetto Audio Switching Diversity e il Ratio Diversity. Entrambi offrono un certo miglioramento nella ricezione, ma con un significativo aumento dei costi delle apparecchiature a causa della necessità di avere due ricevitori completi.
SmartDiversityTM
Le prime tecniche diversity a commutazione di fase (Antenna Phase Switching) utilizzavano un solo ricevitore e impiegavano un semplice algoritmo che combinava le uscite delle due antenne, commutando una di esse quando il segnale RF in ingresso al ricevitore scendeva a un livello molto basso. Se, quando il segnale veniva scambiato, in seguito tornava a salire, la commutazione non avveniva nuovamente fino a quando questo non scendeva nuovamente e la commutazione scattava di nuovo. I vantaggi di questo schema includono il fatto che due antenne catturano più segnale di una sola, la qual cosa spesso aumenta lo spazio operativo e perché, dato che è coinvolto un solo ricevitore, il costo resta basso. Il difetto è che l’attività del diversity non avviene fin quando il segnale no scende a un livello molto prossimo alla soglia di squelch del ricevitore. Inoltre, il guadagno audio del trasmettitore deve essere regolato abbastanza alto da abbattere i click udibili che l’attività di commutazione potrebbe introdurre. Il sistema SmartDiversityTM rappresenta un miglioramento del sistema base della commutazione di fase delle antenne, utilizzando un algoritmo controllato da un microprocessore per determinare il momento ottimale per l’attività di commutazione. L’algoritmo analizza sia il livello RF in ingresso che la sua velocità di variazione per determinare il momento ottimale per la commutazione di fase, nonché la fase ottimale dell'antenna. Il sistema impiega anche una sorta di “commutazione opportunistica” per analizzare e poi agganciare la fase nella posizione migliore durante le brevi attività dello squelch.
Rota-versityTM
Il sistema Rota-versityTM può essere usato solamente nel dominio digitale. Questa tecnica utilizza uno shifter di fase a quattro-vie per combinare l’uscita delle due antenne per ciascuno dei quattro angoli di fase, distanti tra loro 90 gradi, indipendentemente dai livelli RF. Centinaia di volte al secondo, vengono esplorati tutti gli angoli di fase, e viene usato per i dati audio quello che offre la ricezione migliore. Il risultato è che il sistema diversity traccia la variazione di fase tra le due antenne, per assicurare che esse si sommino sempre tra di loro (sono sempre fuori fase per meno di 90 gradi). Le cadute di segnale dovute ai differenti percorsi vengono così minimizzate e lo spazio operativo massimizzato con l’utilizzo contemporaneo delle due antenne. Inoltre, il sistema Rota-versityTN è trasparente e redditizio perché costringe le commutazioni ad avvenire solo durante la trasmissione delle intestazioni (headers) dei pacchetti digitali, dove non viene trasferito l’audio.
Diversity in frequenza
Il Diversity in Frequenza (Frequency Diversity) è una combinazione delle tecniche SmartDiversityTM e OptiBlendTM ratio diversity con, inoltre, la ridondanza dell’utilizzo di due trasmettitori separati. I due trasmettitori, che lavorano su canali diversi, sono tarati per portare un audio sostanzialmente identico ai due moduli riceventi equipaggiati con il sistema SmartDiversity. Le uscite dei ricevitori sono poi combinate dal sistema OptiBlendTM, che si adatta automaticamente in tempo reale al segnale più forte. Se sono utilizzati dei trasmettitori Lectrosonics delle serie 200 o 400, il sistema OptiBlendTM è influenzato anche dallo stato della batteria del trasmettitore, così che la mancanza di una sola delle batterie non si traduce in un problema audio.
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