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快衰落和慢衰落 平坦衰落与选择性衰落 Rayleigh分布和Rician分布 频率选择性衰落和Rayleigh衰落

2011-03-22  rechardzy
快衰落和慢衰落   平坦衰落与选择性衰落  Rayleigh分布和Rician分布   频率选择性衰落和Rayleigh衰落
《1》Rayleigh分布和Rician分布:
当移动台和基站之间无视距传输时,接收信号的包络服从Rayleigh分布;
当两者之间有一条直达路径,而且信号很强时,接收信号的包络服从Rician分布;
《2》平坦衰落,与选择性衰落相对应
   可以分为时间、频率、角度的选择性/平坦衰落信道,通常所说的选择性/平坦衰落,一般指频率选择性/平坦衰落。任何多径信道都会存在频率选择性问题,因为此时信道的功率谱中会出现若干个零点,在这些零点频率上的信号(或者信号的谱分量)将会被严重衰减,从而造成接收信号的严重畸变,因此,发射信号的带宽最好不要跨过某一个零点,第一个零点处的频率被定义为相干带宽,如果信号的带宽小于相干带宽,则可以保证信号的任何频谱分量都不会经受几乎是零点的衰落,
   特别地,如果信号带宽远小于相干带宽,则可以近似认为在信号的带宽内,信道的功率谱包络是平的(幅度增益为常数),此时称信号经历了平坦衰落;
   反之,如果信号带宽跨越了零点,则称信号经历了频率选择性衰落,此时需要特殊的均衡手段来恢复严重畸变了的信号。
flat fading 和频率选择性衰落------基于多径时延扩展
flat fading: 当基带信号带宽远小于信道的相关带宽时,信号经历平坦衰落;Bs<当基带信号带宽很大时,经历频率选择性衰落。Bs>>Bc
《3》fast fading and slow fading---基于多普勒扩展
当移动台具有一定的移动速度后,会产生多普勒频移,其倒数称为信道的相关时间。当基带信号的符号时间小于信道的相关时间时,在多个符号期间,可以认为信号所经历的衰落是相同的(慢衰落),____就是信道变化太快。
如果基带信号的符号时间远大于信道的相关时间,信号在同一符号时间内经历不同的衰落(不同chip之间所经历的衰落是不同的),这就是快衰落。
____就是信道变化太慢。
快慢衰落与移动台的移动速度,基带信号带宽都有关系

《4》Rayleigh fading是用来描述高斯信号经过多径信道(不用解释了吧)之后,在接受端接收到的信号包络的分布的一种模型。从这个定义可以直观地认为,一个高斯信号经过多径信道之后,其幅度是可以用Rayleigh fading模型来近似的。------------------“Rayleigh fading是用来描述高斯信号经过多径信道”,描述有误,对信源“高斯信号”的要求没必要吧。而后面的“任何多径信道都会存在频率选择性问题”,所以“信号的带宽小于相干带宽”好,这个也不恰

当。像CDMA这类扩频技术就是反例。
抵抗甚至利用频率选择性衰落(其实就是多径了,当然与用户的传输速率是相关的)有很多技术,不光是均衡,像CDMA的RAKE接收等之类。
    瑞利分布是最常见的用于描述平坦衰落信号接收包络或独立多径分量接受包络统计时变特性的一种分布类型。两个正交高斯噪声信号之和的包络服从瑞利分布。

《5》频率选择性衰落和Rayleigh衰落
  频率选择性衰落和Rayleigh衰落没有什么直接对应关系,就像上边所说频率选择性衰落主要取决于多径传播的最大时延差,当最大时延差大于符号周期时,不同周期的符号就会在相同的时间到达接收机,在接受端叠加形成码间干扰,此时信道相干带宽小于传输信号的带宽,信道也就是频率选择性信道,即非平坦衰落信道。
Rayleigh衰落是由于电磁波在无线传播过程中产生平稳不相关散射引起的,大量低功率,不相关的散射电磁波在接受端叠加,由于中心极限的作用,它的同相分量和正交分量成高斯分布,因此包络呈Rayleigh分布。这就是Rayleigh衰落。
  两者都是由电磁波的多径传播引起的,但必须满足各自的条件才能形成两种衰落,即:1,最大时延差大于符号周期;2,大量低功率,不相关的散射电磁波在接受端叠加
  《6》1电波经过反射reflection、折射refraction、散射(衍射diffraction)等多条路径传播到达接收机后, 总信号的强度服从瑞利分布. 同时由于接收机的移动及其他原因, 信号强度和相位等特性又在起伏变化, 故称为瑞利衰落
     2如果收到的信号中除了经反射折射散射等来的信号外, 还有从发射机直接到达接收机 (如从卫星直接到达地面接收机) 的信号,那么总信号的强度服从莱斯分布, 故称为莱斯衰落.
     1一般来说, 多路信号到达接收机的时间有先有后,即有相对时(间)延(迟). 如果这些相对时延远小于一个符号的时间, 则可以认为多路信号几乎是同时到达接收机的. 这种情况下多径不会造成符号间的干扰.

这种衰落称为平坦衰落, 因为这种信道的频率响应在所用的频段内是平坦的.
     2相反地, 如果多路信号的相对时延与一个符号的时间相比不可忽略, 那么当多路信号迭加时, 不同时间的符号就会重迭在一起,造成符号间的干扰. 这种衰落称为频率选择性衰落, 因为这种信道的频率响应在所用的频段内是不平坦的.
     1至于快衰落和慢衰落, 通常指的是信号相对于一个符号时间而言的变化的快慢. 粗略地说,如果在一个符号的时间里,变化不大,则认为是慢衰落. 反之, 如果在一个符号的时间里,有明显变化,则认为是快衰落. 理论上对何为快何为慢有严格的数学定义

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