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衰落

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无线通信领域,衰落是指由于信道的变化导致接收信号幅度发生随机变化的现象,即信号衰落。导致信号衰落的信道被称作衰落信道

衰落可按时间、空间、频率,三个角度来分类。

在时间上,分为慢衰落快衰落。慢衰落描述的是信号幅度的长期变化,是传播环境在较长时间、较大范围内发生变化的结果,因此又被称为长期衰落、大尺度衰落。快衰落则描述了信号幅度的瞬时变化,与多径传播有关,又被称为短期衰落、小尺度衰落。慢衰落是快衰落的中值

在空间上,分为瑞利衰落莱斯衰落英语Rician fading。瑞利衰落适用于从发射机到接收机不存在直射信号的情况;相反,莱斯衰落适用于发射机到接收机存在直射路径的情况。

在频率上,分为平坦性衰落选择性衰落

快衰落(fast fading)[编辑]

無線通訊中,接收端可能會在一段時間內接收到許多來自不同路徑的相同訊號,這段時間稱為延遲擴散(delay spread),而延遲擴散的倒數稱作同調頻寬(Coherence Bandwidth),物理意義就是在這段頻寬區間,衰落的大小可視為相同的,當延遲擴散越大,同調頻寬越小。而無線的通道(Channel)是會隨著時間的變化而不相同,如果有移動的情況下,通道變化的情況會更快速,因為同調時間會縮短,而同調時間的倒數,為都卜勒擴散,物理意義就是在這段時間區間,衰落的情況差不多,當訊號的傳送時間大於同調時間,就會產生所謂的快衰落g。  

慢衰落(slow fading)[编辑]

由於行動使用者活動距離超過波長許多,當使用者通過不同高度的建築物、空地、十字路口等等,相當於城市環境在改變,在這長距離的移動期間,接收信號平均功率準位會有一平緩的變化,顯示此慢速改變的波形,稱之為慢衰落(slow fading)。

瑞利衰落(Rayleigh fading)[编辑]

當發射機和接收機之間有多重的間接路徑而沒有主要支配的直射路徑(例如LOS)時會發生瑞利衰落(Rayleigh fading),此模型這表示最糟的情況。幸運地,Rayleigh衰退能夠加以分析並提供一些複雜環境中的系統特性,例如市區環境。  

萊斯衰落(Rician fading)[编辑]

萊斯衰落適合描述有一個直接視線路徑和一些多重路徑的環境。Rician模型常應用在室內的環境,而Rayleigh模型適用於戶外環境。Rician模型也適用於小的細胞區域或空曠的戶外環境。


平坦性衰落(Flat fading)[编辑]

如果無線傳播通道的頻帶比傳送信號還寬,則接收到的信號會受到平坦衰落。在平坦衰落中,多重路徑通道中的傳送信號的頻譜大致維持不變,雖然信號的強度會因多重路徑引起的增益波動而隨時間變化。在一個平坦衰落的通道裡,訊號的訊符週期遠大於通道的延遲擴散時間,因此通道的脈衝響應近似於沒有延遲延展(delay spread)。平坦衰落通道亦被稱為窄頻通道(narrowband channel),因為訊號的頻寬與平坦衰落的通道頻寬相比下較為狹窄。  

選擇性衰落(Selective fading)[编辑]

當傳送訊號的頻寬大於通道的同調頻寬時,接收訊號的增益和相位將會隨著訊號頻譜的改變而變化,因而在接收端產生了訊號失真,這就是選擇性衰落。


 


参见[编辑]