XPIC

XPIC ist die englischsprachige Abkürzung für „cross polarization interference cancellation“. Die sinngemäße Übersetzung könnte „Kreuzpolarisations-Interferenz-Kompensation“ lauten, wird aber selbst in amtlichen Dokumenten nur selten verwendet. Eine Abkürzung für die deutschsprachige Übersetzung ist nicht bekannt.

Der Begriff „XPIC“ bezeichnet ein elektronisches Verfahren zur Verbesserung der Bandbreiteneffizienz von Mehrkanal-Richtfunksystemen. Diese Technologie ist in entwickelten Industriestaaten für bestimmte Frequenzbereiche zwingend vorgeschrieben (z.B. in der Schweiz) oder kann von der Regulierungsbehörde zumindest in Ballungsgebieten für bestimmte Frequenzbereiche gefordert werden.

Funktionsprinzip

Das Ziel besteht darin, zwei getrennte Richtfunkkanäle zwischen denselben Standorten mittels ein und derselben Trägerfrequenz zu übertragen. Die Trennung der beiden Übertragungswege erfolgt dabei ausschließlich durch die unterschiedliche Polarisation der ausgesendeten elektromagnetischen Wellen. Die englischsprachige Bezeichnung dieser Betriebsart lautet „co-channel dual polarized“ (CCDP).

Problem

Die in der Richtfunkübertragung verwendeten Antennen verfügen je nach Definition und Konstruktionsprinzip über eine Kreuzpolarisationsentkopplung XPD, (engl.: cross-polarization discrimination) zwischen 25 und 40 dB. Durch diese Dämpfung allein würden in den Empfängern immer noch Interferenzen auftreten, welche deren Signal-Rausch-Abstand verringern. Die Reduktion des Signal-Rausch-Abstands aber verschlechtert die Verfügbarkeit der Richtfunksysteme in Zeitabschnitten mit anormalen Ausbreitungsbedingungen erheblich. Insbesondere im Weitverkehrsrichtfunk treten außerdem Depolarisationserscheinungen über relativ lange Zeitabschnitte auf, welche die konstruktiv erreichbare Kreuzpolarisationsentkopplung der Antennen verringern und den Signal-Rausch-Abstand im Empfänger bis unter dessen Abschaltschwelle verschlechtern können.

Lösungsansatz (stark vereinfachte Beschreibung)

Im Empfangsweg RX1 wird neben dem Nutzsignal mit Polarisation A auch das störende Signal der Polarisation B empfangen. Dieses Signal ist zwar in der Amplitude um den XPD-Wert der Antenne gedämpft — allerdings immer noch so groß, dass eine erhebliche Interferenz auftreten würde.

Blockschaltbild eines Mehrkanal-Richtfunksystems mit CCDP und XPIC 


Fügt man jetzt dem Empfangsweg RX1 das Signal der Polarisation B aus dem Empfangsweg RX2 mit 180° Phasenverschiebung und definierter Amplitude hinzu, führt das zur Auslöschung des störenden Signals (destruktive Interferenz).

XPIC in der Praxis

In der Praxis wird CCDP-Betrieb mit XPIC sowohl für SDH- als auch Ethernet- und gemischte Übertragung angewandt. Die XPIC-Baugruppen (engl.: cross polarization interference canceller) sind meist im Demodulator integriert. Die erreichbare Verbesserung XIF, (engl.: cross polarization improvement factor) beträgt etwa 20 dB und reicht im Zusammenspiel mit der XPD der Antenne für einen problemfreien Empfang aus. Nur im Weitverkehrsrichtfunk, in Zeitabschnitten mit extremen Depolarisationserscheinungen, weisen CCDP-Richtfunkverbindungen mit XPIC signifikant höhere Ausfallraten auf, als vergleichbarer Mehrkanalrichtfunk auf getrennten Frequenzen.

Manche Anwender betreiben auch PDH-Richtfunkverbindungen im CCDP-Betrieb — allerdings ohne XPIC. Über kurze Entfernungen kann deren Verfügbarkeit durchaus an die von Einzelverbindungen heranreichen. Denn im Kurzstreckenrichtfunk treten signifikante Depolarisationserscheinungen kaum auf. Anormale Ausbreitungsbedingungen werden hier fast ausschließlich durch Regen bestimmt. Der daraus resultierende Schwund tritt auf beiden Polarisationen etwa zur gleichen Zeit auf. Dadurch verringert sich nicht nur der Empfangspegel des Nutzsignals sondern auch das von der anderen Polarisation empfangene „Störsignal“. Allerdings ist die Regendämpfung für die vertikale Polarisation deutlich geringer. Somit fällt der horizontale Kanal erheblich länger aus als der vertikale. Derartige Zusammenschaltungen werden also nur über sehr kurze Entfernungen und im Ausnahmefall (keine freien Frequenzen verfügbar) zur Anwendung kommen.

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