产生频率选择性衰落的原因

时间：2017-07-15 10:49:13 曾扬892由分享

　　频率选择性衰落，是指在不同频段上衰落特性不一样。当频率超过相干带宽时发生频率选择性衰落。那么产生频率选择性衰落的原因是什么呢?下面是学习啦小编精心为你整理的产生频率选择性衰落的原因，一起来看看。

　　产生频率选择性衰落的原因

　　由于信道在时域的时延扩散，引起了在频域的频率选择性衰落，且衰落周期T2=1/L，即与时域中的时延扩散程度成正比。

　　多径效应在不同条件会使传输信号发生平坦衰落、时间选择性衰落和频率选择性衰落，主要还是频率选择性衰落。抗干扰措施

　　假设信号码元长度为T，第i条传输路径的信号时延与信号平均时延之差为△t,则二者的不同组合可产生三种不同的衰落现象。

　　〔1〕当信号码元长度T较小，且△t<

　　〔2〕当信号码元长度T较长，且△t<

　　〔3〕当信号码元长度T比较小，而△t比较大，且不满足△t<

　　产生频率选择性衰落的概念

　　传播中的两个电磁波如果在某个时间t在空间某点进行叠加的话，就会合成一个新的波形，根据物理学知识，一维简谐波的波动方程为，图 1中所示的两个电磁波可以看作是同一电磁波经不同路径的传播，把它们视为简单谐波，则可以用此方程进行描述。由此可以推导出这两个波叠加后的相位差方程为。

　　由于两个波叠加时方向相反，则初始相位之差就等于，而用波的频率和速度可以表示为，因此两个波叠加后的相位差可以用数学公式表示为，在这个公式中c是光速，是个固定值，而S和r在一次合成中也是固定值，则当电磁波的频率f变化时，d就会跟着变化，从此公式可以进一步推导出，如果f改变的大小为时，则合成的波形从波峰变到波谷，而恰好是电磁波1和电磁波2传播到同一点的时延之差。

　　由此可见，如果f的变化远小于1/T，则两个电磁波合成后的相位变化要么都是增强的，要么就是减弱的，并不会出现强弱的明显改变，如果将此看作无线通信信号的发送和接收过程，则此变量1/T就称之为相干带宽。而频率的变化范围就是信号带宽，由此可知当信号带宽等于或者大于相干带宽，则接收信号由于多径产生的衰落变化就会有不同;小于相干带宽则衰落变化一致。两种情况分别称之为“频率选择性衰落”和“平坦衰落”。

　　时延扩展可导致频率选择性衰落。如果到达接收点的合成信号仅是来自两条路径的信号(简称两径信道)，则合成信号的包络

　　与两条路径信号的时延差、两路信号的增益之比和信号频率有关。当，合成信号包络幅度最大;当时，合成信号包络幅度最小。也就是说的两个相邻峰值或谷值之间的频率间隔为。如果信号带宽大于，那么，信号的不同频率分量遭受的衰减就相差很大，导致信号失真很大。通常把称为相干带宽。当信号带宽小于相干带宽时，信号经过传输后，各频率分量所遭受的衰落具有一致性，衰落信号波形基本不失真，也称为非频率选择性衰落;反之，当信号带宽大于或接近相干带宽时，信号经过传输后衰落信号的波形会发生失真，这就是频率选择性衰落。

　　实际的信道比两径信道要复杂得多，则应为最大多径时延。

　　当衰落服从瑞利分布时，两个不同频率和包络的信号的相关函数为：

　　可见，相关函数与频率间隔、均方时延扩展成反比。定义相关函数为0.5时的频率间隔为相干带宽：

　　相干带宽说明衰落信号中的各频率分量的相关性，当相关时就不发生频率选择性衰落。