窄带,宽带,频率选择性衰落,时间选择性衰落,相干带宽,以及大尺度衰落和小尺度衰落的定义

窄带:信号带宽小于多径信道的相关带宽。

宽带:信道带宽大于多径信道的相关带宽。

相干带宽是表征多径信道特性的一个重要参数,它是指某一特定的频率范围,在该频率范围内的任意两个频率分量都具有很强的幅度相关性,即在相干带宽范围内,多径信道具有恒定的增益和线性相位。通常,相干带宽近似等于最大多径时延的倒数。


宽带通信系统指信道带宽大于多径信道的相干带宽,接收机可以将多径分离出来,信道呈现频率选择性衰落。宽带信道参数主要包括平均时延扩展、均方根(Root Mean如uare }  RMS )时延扩展、最大时延扩展、平均角度扩展、RMS角度扩展和最大角度扩展等。宽带信道模型侧重于研究信号的色散特性和频率选择特性等。


第一、 无线信道的多径效应导致的频率选择性衰落
总的来说,这属于“静”,所谓静,就是指发送和接收终端、以及导致电磁波的反射折射等的障碍物都处于静止的状态,而导致多径效应的是这些多种多样的障碍物形成的静态的空间格局。自由空间中是没有多径效应的,有了这些障碍物,同一时刻从发送天线出来电磁波就延不同的方向在不同的时间到达接收天线,在天线上场效应进行叠加而产生了多径分量的混合。换句话说,就是这种复杂多样的空间格局形成了综合的磁波传播环境,这种空间格局具有相应的物理尺寸,对不同频率的电磁波的传播特性是不一样的,所以随着在其中传送的电磁波的频率的变化,其信道响应也不停的变化,这也就是称作频率选择性的本质原因。信道特性随着电磁波频率变化而变化,这种变化延频率轴来看,有快慢、有大小,根据这个原理而定义出信道的对不同频率电磁波的传播特性维持“不变”(就是变化较小)的频率宽度,这个频率宽度称作相干带宽,也就是在此带宽内的电磁波在这个复杂的空间格局中获得近似的传播特性,没有明显的畸变,也就不会导致时域上波形的剧烈变化。
相同地,从时域上来看,造成这种波形变化的原因就是不同的传播路径信号的叠加。以直射到达接收端的信号为参考,最迟到达接收端的信号相对直射信号而产生的延后时间T代表了此移动传播环境的多径时延特征,它的倒数正好对应着相干带宽。这就是多径效应的基本原理。

第二、 无线信道的多普勒频移导致的时间选择性衰落

总的来说,这属于“动”,这个动的意思就是指多普勒频移的产生必须以相对运动为前提,比如接收端相对发送端的运动,反射物相对接收端的运动,反射物相对发送端的运动等等,这些相对运动都会导致接收端接收到的电磁波信号的的频率有所变化。换句话说,因为运动,所以是随着时间而变化的,这也就是称作时变性、时间选择性的一个原因。理论上来讲,如果存在运动,信道的这种时变性就是存在的,只是变化有快慢、有大小。由此而定义出信道的冲激响应维持“不变”的时间间隔的统计平均为此信道的相干时间T。如果一个符号的时间长度短于此相干时间,那么整个符号的波形在传播期间能够得到传播信道较为“一致”的传播,不会发生巨大的畸变。相反则产生时间选择性衰落了。此相干时间的倒数就是最大频偏,其本质意义对应相对运动的速度导致的频率偏移,而相对运动越快(比如一个坐着汽车打手机的人与一个走路打手机的人做比较),传播信道的特性变化自然就越快,对应的相干时间T就越小,那么T的倒数就越大,最大频偏就愈大,与多普勒频移原理完全统一。


总结:  无线信道的时间选择性衰落主要由多普勒平移导致!

        无线信道的频率选择性衰落主要由多径效应导致!


大尺度衰落:主要是由于建筑物、高山等的阻挡造成的,因此也叫作阴影衰落.
小尺度衰落:接收端收到的信号通常是由发射信号经过多径传输后的矢量合成,多径的随机性使信号的相位也具有随机性,因此接收端信号经过矢量合成后有可能发生严重的衰落.这种衰落往往只要求无线信号经过短时间或短距离传输,我们称之为衰落叫做小尺度衰落,也叫快衰落. 主要由多径效应导致。

大尺度衰落 :主要是由于建筑物、高山等的阻挡造成的,因此也叫作 阴影衰落 .
小尺度衰落 :接收端收到的信号通常是由发射信号经过多径传输后的矢量合成,多径的随机性使信号的相位也具有随机性,因此接收端信号经过矢量合成后有可能发生严重的衰落.这种衰落往往只要求无线信号经过短时间或短距离传输,我们称之为衰落叫做小尺度衰落,也叫 快衰落 . 主要由多径效应导致。

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