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什么是多径衰弱_多径衰弱的分类及特性

来源:互联网 作者:2019-05-26 14:32
关键词:多径衰弱多径
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  什么是多径衰弱?在通信系统中,由于通信地面站天线波束较宽,受地物、地貌和海况等诸多因素的影响,使接收机收到经折射、反射和直射等几条路径到达的电磁波,这种现象就是多径效应。这些不同路径到达的电磁波射线相位不一致且具有时变性,导致接收信号呈衰落状态;这些电磁波射线到达的时延不同,又导致码间干扰。若多射线强度较大,且时延差不能忽略,则会产生误码,这种误码靠增加发射功率是不能消除的,而由此多径效应产生的衰落叫多径衰落,它也是产生码间干扰的根源。对于数字通信、雷达最佳检测等都会产生十分严重的影响。

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  多径衰落分类

  1、瑞利衰落

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  如果各条路径传输时延差别不大,而传输波形的频谱较窄(数字信号传输速率较低),则信道对信号传输频带内各频率分量强度和相位的影响基本相同。此时,接收点的合成信号只有强度的随机变化,而波形失真很小。这种衰落称为一致性衰落,或称平坦型衰落。

  如果发送端发射一个余弦波Acosωt,接收端接收到的一致性衰落信号是一个具有随机振幅和随机相位的调幅调相波,从频域来看,由单一频率变成了一个窄带频谱,这叫频率弥散。可见衰落信号实际上成为一个窄带随机过程,它的包络的一维统计特性服从瑞利分布,所以通常又称为瑞利衰落。

  环境条件:

  通常在离基站较远、反射物较多的地区

  (1)发射机和接收机之间没有直射波路径;

  (2)存在大量反射波,到达接收天线的方向角随机且0~2m均匀分布;

  (3)各反射波的幅度和相位都统计独立。

  2、频率选择性衰落

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  如果各条路径传输时延差别较大,传输波形的频谱较宽(或数字信号传输速率较高),则信道对传输信号中不同频率分量强度和相位的影响各不相同。此时,接收点合成信号不仅强度不稳定而且产生波形失真,数字信号在时间上有所展宽,这就可能千万前后码元的波形重叠,出现码间(符号间)干扰。这种衰落称为频率选择性衰落,有时也简称选择性衰落。

  多径衰落特性

  通常用衰弱深度、衰落速率、衰弱持续时间、电平通过率等特征来描述信道的衰弱特性。

  1、点平通过率:单位时间内信号包络以正斜率通过某一规定电平值R的平均次数。

  2、平均衰弱持续时间:信号包络低于某个给定电平值的概率与该电平所对应的电平通过率之比。

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点平通过率与平均衰弱持续时间

  多径衰落的基本特性表现在信号幅度的衰落和时延扩展。

  从空间角度考虑多径衰落时,接收信号的幅度将随着移动台移动距离的变动而衰落,其中本地反射物所引起的多径效应表现为较快的幅度变化(快衰落),而其局部均值是随距离增加而起伏的,反映了地形变化所引起的衰落以及空间扩散损耗(慢衰落);

  从时间角度考虑,由于信号的传播路径不同,所以到达接收端的时间也就不同,当基站发出一个脉冲信号时,接收信号不仅包含该脉冲,还将包括此脉冲的各个延时信号,这种由于多径效应引起的接收信号中脉冲的宽度扩展现象称为时延扩展。

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