频率选择性衰落、时间选择性衰落

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。这就是多经效应的基本原理。 

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多普勒频偏，其本质意义对应相对运动的速度导致的频率偏移。

信道的时变性是指信道的传递函数是随时间而变化的，即在不同的时刻发送相同的信号，在接收端收到的信号是不相同的。时变性在移动通信系统中的具体体现之一就是多普勒频移（Doppler shift），即单一频率信号经过时变衰落信道之后会呈现为具有一定带宽和频率包络的信号，这又可以称为信道的频率弥散性（frequency dispersion）。

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相关系数

对于两个平稳信号S1（t）和S2（t），它们的相关系数的绝对值大于0小于1时，两个信号相关。相关系数等于1时，两个信号相干。当两个信号相干时，它们之间只相差一个复常数。复常数既一有幅度成分，又有频率成分。由此我们可见，若是两个信号相干，它们其中一个可以看作是另一个的幅度的衰减，频率上衰落造成的，其实二者可以看作同一个信号。相关系数越是接近1，相关性越大。

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相干时间、相干带宽

相干时间和相干带宽都是描述信道特性的参数。

当两个发射信号的频率间隔小于信道的相干带宽，那么这两个经过信道后的，受到的信道传输函数是相似的。由于通常的发射信号不是单一频率的，即一路信号也是占有一定带宽的，如果，这路信号的带宽小于相干带宽，那么它整个信号受到信道的传输函数是相似的，即信道对信号而言是平坦特性的，非频率选择性衰落的。
 同样在相干时间内，两路信号受到的传输函数也是相似的特性，通常发射的一路信号由于多径效应，有多路到达接收机，若这几路信号的时间间隔在相干时间之内，那么他们具有很强的相关性，接收机都可以认为是有用信号，若大于相干时间，则接收机无法识别，只能认为是干扰信号。

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ISI

多径效应会引起符号间干扰。详见：https://wenku.baidu.com/view/d0de78c450e79b89680203d8ce2f0066f4336457

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总结

 

多径效应	静	频率选择性衰落	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	用信道的相干带宽来判断
多普勒效应	动	时间选择性衰落	原因：信道的时变性	用信道的相干时间来判断

相干带宽	定义：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
	含义：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。也就是在相干带宽内的电磁波可以获得近似的传播特性。
	值：相干带宽等于最大多径时延的倒数（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最大多径时延）
	用途：相干带宽用来划分平坦衰落信道和频率选择性衰落信道。从频域看，如果相干带宽小于发送信道的带宽，则该信道特性会导致接收信号波形产生频率选择性衰落，即某些频率成分信号的幅值可以增强，而另外一些频率成分信号的幅值会被削弱。

相干时间	定义：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
	含义：相干时间在时域描述信道的频率色散的时变特性。
	值:如果信道的最大多普勒频移为fm，那么信道的相干时间Tc=0.423/fm；也有说相干时间是多普勒频移的倒数，Tc=1/fm
	用途：相干时间用来划分快衰落（时间选择性衰落）和慢衰落（时间非选择性衰落）。如果基带信号的符号周期大于信道的相干时间，则在基带信号的传输过程中信道可能会发生改变，导致接收信号发生失真，产生时间选择性衰落，也称快衰落；如果基带信号的符号周期小于信道的相干时间，则在基带信号的传输过程中信道不会发生改变，也不会产生时间选择性衰落，也称慢衰落。