產(chǎn)生頻率選擇性衰落的原因
頻率選擇性衰落，是指在不同頻段上衰落特性不一樣。當(dāng)頻率超過(guò)相干帶寬時(shí)發(fā)生頻率選擇性衰落。那么產(chǎn)生頻率選擇性衰落的原因是什么呢?下面是學(xué)習(xí)啦小編精心為你整理的產(chǎn)生頻率選擇性衰落的原因，一起來(lái)看看。
產(chǎn)生頻率選擇性衰落的原因
由于信道在時(shí)域的時(shí)延擴(kuò)散，引起了在頻域的頻率選擇性衰落，且衰落周期T2=1/L，即與時(shí)域中的時(shí)延擴(kuò)散程度成正比。
多徑效應(yīng)在不同條件會(huì)使傳輸信號(hào)發(fā)生平坦衰落、時(shí)間選擇性衰落和頻率選擇性衰落，主要還是頻率選擇性衰落。 抗干擾措施
假設(shè)信號(hào)碼元長(zhǎng)度為T(mén)，第i條傳輸路徑的信號(hào)時(shí)延與信號(hào)平均時(shí)延之差為△t,則二者的不同組合可產(chǎn)生三種不同的衰落現(xiàn)象。
〔1〕當(dāng)信號(hào)碼元長(zhǎng)度T較小，且△t<
〔2〕當(dāng)信號(hào)碼元長(zhǎng)度T較長(zhǎng)，且△t<
〔3〕當(dāng)信號(hào)碼元長(zhǎng)度T比較小，而△t比較大，且不滿(mǎn)足△t<
產(chǎn)生頻率選擇性衰落的概念
傳播中的兩個(gè)電磁波如果在某個(gè)時(shí)間t在空間某點(diǎn)進(jìn)行疊加的話(huà)，就會(huì)合成一個(gè)新的波形，根據(jù)物理學(xué)知識(shí)，一維簡(jiǎn)諧波的波動(dòng)方程為 ，圖 1中所示的兩個(gè)電磁波可以看作是同一電磁波經(jīng)不同路徑的傳播，把它們視為簡(jiǎn)單諧波，則可以用此方程進(jìn)行描述。由此可以推導(dǎo)出這兩個(gè)波疊加后的相位差方程為 。
由于兩個(gè)波疊加時(shí)方向相反，則初始相位之差 就等于 ，而 用波的頻率和速度可以表示為 ，因此兩個(gè)波疊加后的相位差可以用數(shù)學(xué)公式表示為 ，在這個(gè)公式中c是光速，是個(gè)固定值，而S和r在一次合成中也是固定值，則當(dāng)電磁波的頻率f變化時(shí)，d就會(huì)跟著變化，從此公式可以進(jìn)一步推導(dǎo)出，如果f改變的大小為 時(shí)，則合成的波形從波峰變到波谷，而 恰好是電磁波1和電磁波2傳播到同一點(diǎn)的時(shí)延之差。
由此可見(jiàn)，如果f的變化遠(yuǎn)小于1/T，則兩個(gè)電磁波合成后的相位變化要么都是增強(qiáng)的，要么就是減弱的，并不會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)弱的明顯改變，如果將此看作無(wú)線(xiàn)通信信號(hào)的發(fā)送和接收過(guò)程，則此變量1/T就稱(chēng)之為相干帶寬。而頻率的變化范圍就是信號(hào)帶寬，由此可知當(dāng)信號(hào)帶寬等于或者大于相干帶寬，則接收信號(hào)由于多徑產(chǎn)生的衰落變化就會(huì)有不同;小于相干帶寬則衰落變化一致。兩種情況分別稱(chēng)之為“頻率選擇性衰落”和“平坦衰落”。
時(shí)延擴(kuò)展可導(dǎo)致頻率選擇性衰落。如果到達(dá)接收點(diǎn)的合成信號(hào)僅是來(lái)自?xún)蓷l路徑的信號(hào)(簡(jiǎn)稱(chēng)兩徑信道)，則合成信號(hào)的包絡(luò)
與兩條路徑信號(hào)的時(shí)延差 、兩路信號(hào)的增益 之比 和信號(hào)頻率 有關(guān)。當(dāng) ，合成信號(hào)包絡(luò)幅度最大;當(dāng) 時(shí)，合成信號(hào)包絡(luò)幅度最小。也就是說(shuō) 的兩個(gè)相鄰峰值或谷值之間的頻率間隔 為 。如果信號(hào)帶寬大于 ，那么，信號(hào)的不同頻率分量遭受的衰減就相差很大，導(dǎo)致信號(hào)失真很大。通常把 稱(chēng)為相干帶寬。當(dāng)信號(hào)帶寬小于相干帶寬時(shí)，信號(hào)經(jīng)過(guò)傳輸后，各頻率分量所遭受的衰落具有一致性，衰落信號(hào)波形基本不失真，也稱(chēng)為非頻率選擇性衰落;反之，當(dāng)信號(hào)帶寬大于或接近相干帶寬時(shí)，信號(hào)經(jīng)過(guò)傳輸后衰落信號(hào)的波形會(huì)發(fā)生失真，這就是頻率選擇性衰落。
實(shí)際的信道比兩徑信道要復(fù)雜得多，則 應(yīng)為最大多徑時(shí)延。
當(dāng)衰落服從瑞利分布時(shí)，兩個(gè)不同頻率和包絡(luò)的信號(hào)的相關(guān)函數(shù)為：
可見(jiàn)，相關(guān)函數(shù)與頻率間隔 、均方時(shí)延擴(kuò)展 成反比。定義相關(guān)函數(shù)為0.5時(shí)的頻率間隔 為相干帶寬 ：
相干帶寬說(shuō)明衰落信號(hào)中的各頻率分量的相關(guān)性，當(dāng)相關(guān)時(shí)就不發(fā)生頻率選擇性衰落。
時(shí)間和空間選擇性衰落的原因
時(shí)間選擇性衰落
時(shí)間選擇性衰落是指在不同的時(shí)間衰落特性不同的現(xiàn)象，生活中高速運(yùn)動(dòng)的火車(chē)、汽車(chē)等會(huì)發(fā)生多普
勒頻移，根據(jù)前文提到的信號(hào)與系統(tǒng)中的時(shí)域與頻域的對(duì)應(yīng)關(guān)系，頻域的多普勒頻移會(huì)在相應(yīng)的時(shí)域
引起相應(yīng)的時(shí)間選擇性衰落。
空間選擇性衰落
空間選擇性衰落是指在不同的空間位置衰落特性不同的現(xiàn)象，在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中天線(xiàn)的點(diǎn)波束產(chǎn)生了
擴(kuò)散而引起了空間選擇性衰落。
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