信道衰落 | 信道

信道衰落

分类

衰落信道

大尺度衰落

小尺度衰落

路径损耗

阴影效应

多径时延

多普勒扩展

平坦衰落

频率选择性衰落

快衰落

慢衰落

概念

大尺度衰落：接收机和发射机长距离和长时间范围内场强的变化，衰落速度慢，时间长
小尺度衰落：接收机和发射机短距离和短时间范围内场强的变化，衰落速度快，时间短
多普勒效应：接收机接收移动台发射的信号时，由于移动台的移动，接收机接收到的信号频率会发生变化。
多径时延：无线电波以不同的路径到达接收机，由于路径长度不同，到达接收机的时间不同
多径衰落：路径不同，到达接收机的相位也不同，信号叠加后，同向信号增强，反向信号减弱。
码间串扰：发送符号的码元周期 < 多径时延，则接收信号的一个符号波形会扩展到其他符号上，造成码间串扰(时域)
频率选择性衰落：信号带宽>相干带宽，信号通过信道会在某些频率点上增强，某些频率点减弱（频域）
平坦衰落：信号带宽<相干带宽，信号经历平坦性衰落（频域）
载波间干扰：信号带宽<多普勒扩展带宽，频移使得相邻频率分量之间相互干扰（频域）
快衰落：符号周期>相干时间（1/多普勒扩展带宽）,信道变化快于基带信号变化（时域）
慢衰落：符号周期<相干时间，信道变化慢于基带信号变化（时域）

无线电波在自由空间中的损耗

接收端接收到得功率
$$P_r=P_t{G}_r{G}_t(\frac{\lambda }{4\pi d}{)}^2$$

符号	含义
$P_t$	发射功率
$G_t$	发射天线增益
$G_r$	接收天线增益
$\lambda$	波长
d	传输的距离

路径损耗
$$PL(dB)=10log(\frac{P_t}{P_r})$$

分集

概念

分集：同一时刻，是把一个数据重复发送多次，降低传输信道不稳定因素出现的可能方法。主要是看基站能发射几路数据
分集增益：一个发射天线能到x根接收天线，分集增益是x
自由度：系统每时刻发送多少个数据。即基站的数量（接收天线数量大于等于发射天线是）

分类

分集

宏分集

微分集

空间分集

频率分集

极化分集

角度分集

时间分集

宏分集：多基站分集，利用蜂窝系统的分集技术
微分集：减少快衰落影响的分集技术
空间分集：在任意两个不同的位置上接收同一信号，当两个位置达到一定的距离，在两处接受到的信号衰落是不相关的
频率分集：频率间隔>相干带宽的两个信号衰落是不相关的
极化分集：两个不同极化的电磁波有独立的衰落
角度分集：电波通过不同的路径，以不同的角度到达接收端
时间分集：同一信号在不同时间和区间多次重发，各自发送时间间隔足够大，就能产生独立性衰落。

复用

概念

1. 在多条路径上传输不同的数据
2. 多路复用技术在发送端将多路信号组合，在一条专用物理信道上实现传输
3. 在发送端，将多个独立信号合成一个多路信号叫做复用；在接收端，将多路信号分解成各个独立信号的过程

分类

空分复用(SDM)：同一频段，在不同空间内，重复利用
频分复用(FDM)：载波带宽分成不同频带的子信道，每个子信道并行传输一路数据
时分复用(TDM)：在交互时间间隔内，在同一信道传输多路信号
码分复用(CDM)：每个信道作为编码信道实现位传输
波分复用(WDM)：在一根光纤上使用不同波长同时产生多路光波信号。

多址

FDMA：频分多址
TDMA：时分多址
CDMA：码分多址
SDMA：空分多址
OFDMA：正交频分多址

分集 复用 多址

分集和复用：分集需要在接收端进行合并（同一信号多次发送），复用需要将信号在接收端进行分离检测（同一信道，发送各不同信号），分集提高传输可靠性，复用提高有效性。
复用和多址：有多址，一定有复用，两者不同地方在于：复用针对资源，用在信息传输过程中，提高有效性；多址针对用户，同在系统接入，识别不同的用户。
参考文章