產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。當頻率超過相干頻寬時發生頻率選擇性衰落。那麼是什麼呢?下面是小編精心為你整理的,一起來看看。

  

  由於通道在時域的時延擴散,引起了在頻域的頻率選擇性衰落,且衰落週期T2=1/L,即與時域中的時延擴散程度成正比。

  多徑效應在不同條件會使傳輸訊號發生平坦衰落、時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

  假設訊號碼元長度為T,第i條傳輸路徑的訊號時延與訊號平均時延之差為△t,則二者的不同組合可產生三種不同的衰落現象。

  〔1〕當訊號碼元長度T較小,且△t<< p="">

  〔2〕當訊號碼元長度T較長,且△t<< p="">

  〔3〕當訊號碼元長度T比較小,而△t比較大,且不滿足△t<< p="">

  產生頻率選擇性衰落的概念

  傳播中的兩個電磁波如果在某個時間t在空間某點進行疊加的話,就會合成一個新的波形,根據物理學知識,一維簡諧波的波動方程為 ,圖 1中所示的兩個電磁波可以看作是同一電磁波經不同路徑的傳播,把它們視為簡單諧波,則可以用此方程進行描述。由此可以推匯出這兩個波疊加後的相位差方程為 。

  由於兩個波疊加時方向相反,則初始相位之差 就等於 ,而 用波的頻率和速度可以表示為 ,因此兩個波疊加後的相位差可以用數學公式表示為 ,在這個公式中c是光速,是個固定值,而S和r在一次合成中也是固定值,則當電磁波的頻率f變化時,d就會跟著變化,從此公式可以進一步推匯出,如果f改變的大小為 時,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傳播到同一點的時延之差。

  由此可見,如果f的變化遠小於1/T,則兩個電磁波合成後的相位變化要麼都是增強的,要麼就是減弱的,並不會出現強弱的明顯改變,如果將此看作無線通訊訊號的傳送和接收過程,則此變數1/T就稱之為相干頻寬。而頻率的變化範圍就是訊號頻寬,由此可知當訊號頻寬等於或者大於相干頻寬,則接收訊號由於多徑產生的衰落變化就會有不同;小於相干頻寬則衰落變化一致。兩種情況分別稱之為“頻率選擇性衰落”和“平坦衰落”。

  時延擴充套件可導致頻率選擇性衰落。如果到達接收點的合成訊號僅是來自兩條路徑的訊號***簡稱兩徑通道***,則合成訊號的包絡

  與兩條路徑訊號的時延差 、兩路訊號的增益 之比 和訊號頻率 有關。當 ,合成訊號包絡幅度最大;當 時,合成訊號包絡幅度最小。也就是說 的兩個相鄰峰值或谷值之間的頻率間隔 為 。如果訊號頻寬大於 ,那麼,訊號的不同頻率分量遭受的衰減就相差很大,導致訊號失真很大。通常把 稱為相干頻寬。當訊號頻寬小於相干頻寬時,訊號經過傳輸後,各頻率分量所遭受的衰落具有一致性,衰落訊號波形基本不失真,也稱為非頻率選擇性衰落;反之,當訊號頻寬大於或接近相干頻寬時,訊號經過傳輸後衰落訊號的波形會發生失真,這就是頻率選擇性衰落。

  實際的通道比兩徑通道要複雜得多,則 應為最大多徑時延。

  當衰落服從瑞利分佈時,兩個不同頻率和包絡的訊號的相關函式為:

  可見,相關函式與頻率間隔 、均方時延擴充套件 成反比。定義相關函式為0.5時的頻率間隔 為相干頻寬 :

  相干頻寬說明衰落訊號中的各頻率分量的相關性,當相關時就不發生頻率選擇性衰落。

  時間和空間選擇性衰落的原因

  時間選擇性衰落

  時間選擇性衰落是指在不同的時間衰落特性不同的現象,生活中高速運動的火車、汽車等會發生多普

  勒頻移,根據前文提到的訊號與系統中的時域與頻域的對應關係,頻域的多普勒頻移會在相應的時域

  引起相應的時間選擇性衰落。

  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象,在無線通訊系統中天線的點波束產生了

  擴散而引起了空間選擇性衰落。


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