產(chǎn)生頻率選擇性衰落的原因

時間：2017-07-15 10:49:13 曾揚892由分享

　　頻率選擇性衰落，是指在不同頻段上衰落特性不一樣。當(dāng)頻率超過相干帶寬時發(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，一起來看看。

　　產(chǎn)生頻率選擇性衰落的原因

　　由于信道在時域的時延擴散，引起了在頻域的頻率選擇性衰落，且衰落周期T2=1/L，即與時域中的時延擴散程度成正比。

　　多徑效應(yīng)在不同條件會使傳輸信號發(fā)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(shè)信號碼元長度為T，第i條傳輸路徑的信號時延與信號平均時延之差為△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)信號碼元長度T較小，且△t<

　　〔2〕當(dāng)信號碼元長度T較長，且△t<

　　〔3〕當(dāng)信號碼元長度T比較小，而△t比較大，且不滿足△t<

　　產(chǎn)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(jù)物理學(xué)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(jīng)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。由此可以推導(dǎo)出這兩個波疊加后的相位差方程為。

　　由于兩個波疊加時方向相反，則初始相位之差就等于，而用波的頻率和速度可以表示為，因此兩個波疊加后的相位差可以用數(shù)學(xué)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(dāng)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導(dǎo)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的變化遠小于1/T，則兩個電磁波合成后的相位變化要么都是增強的，要么就是減弱的，并不會出現(xiàn)強弱的明顯改變，如果將此看作無線通信信號的發(fā)送和接收過程，則此變量1/T就稱之為相干帶寬。而頻率的變化范圍就是信號帶寬，由此可知當(dāng)信號帶寬等于或者大于相干帶寬，則接收信號由于多徑產(chǎn)生的衰落變化就會有不同;小于相干帶寬則衰落變化一致。兩種情況分別稱之為“頻率選擇性衰落”和“平坦衰落”。

　　時延擴展可導(dǎo)致頻率選擇性衰落。如果到達接收點的合成信號僅是來自兩條路徑的信號(簡稱兩徑信道)，則合成信號的包絡(luò)

　　與兩條路徑信號的時延差、兩路信號的增益之比和信號頻率有關(guān)。當(dāng) ，合成信號包絡(luò)幅度最大;當(dāng) 時，合成信號包絡(luò)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。如果信號帶寬大于，那么，信號的不同頻率分量遭受的衰減就相差很大，導(dǎo)致信號失真很大。通常把稱為相干帶寬。當(dāng)信號帶寬小于相干帶寬時，信號經(jīng)過傳輸后，各頻率分量所遭受的衰落具有一致性，衰落信號波形基本不失真，也稱為非頻率選擇性衰落;反之，當(dāng)信號帶寬大于或接近相干帶寬時，信號經(jīng)過傳輸后衰落信號的波形會發(fā)生失真，這就是頻率選擇性衰落。

　　實際的信道比兩徑信道要復(fù)雜得多，則應(yīng)為最大多徑時延。

　　當(dāng)衰落服從瑞利分布時，兩個不同頻率和包絡(luò)的信號的相關(guān)函數(shù)為：

　　可見，相關(guān)函數(shù)與頻率間隔、均方時延擴展成反比。定義相關(guān)函數(shù)為0.5時的頻率間隔為相干帶寬：

　　相干帶寬說明衰落信號中的各頻率分量的相關(guān)性，當(dāng)相關(guān)時就不發(fā)生頻率選擇性衰落。