信号在传播中产生的不同衰落：多径效应、时延扩展和相干宽带

目录

一. 多径效应

二. 时延扩展

三. 相干带宽

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一. 多径效应

由于复杂的无线传播环境，传输信号受到障碍物的反射、折射或散射后会沿着不同的路径和方向到达接收机，也就是无线信号多径传输。接收机在同一时刻接收到的多条路径的信号具有不同的幅度和相位，最终同相位的信号产生相长干涉，反相位的信号之间产生相消干涉，进而导致接收信号的幅度产生剧烈变化，这一现象称之为多径效应。

补充解释下：相长干涉和相消干涉

首先什么是干涉呢？在物理学中，指的是多列波在空间中重叠时发生叠加，从而形成新波形的现象。

接收天线端为什么会出现这种干涉呢？由于多径效应，同一个信号到达接收天线的时间有差异，导致相位有差异。

为什么老是讨论信号的相位？cos(wt+b），到达的波形b值是不同的，也就是所谓的相位不同。

相长干涉和相消干涉有什么不同？看看下面这个图，你就明白了。

 

二. 时延扩展

当发射端发射一个脉冲信号，在接收端就会产生多径效应，如示意图。多径传播中最长的路径与最短的传播路径之间的时延差即为时延扩展。

时延扩展是影响信道强度随频率变化快慢的重要因素。

带宽就是一种频率间隔，也可以理解为一种频率变化。

三. 相干带宽

设时延扩展为T，则相干带宽为1/(2T)，有两种理解方式：

• 当电磁波频率的变化小于相干带宽时，多径效应的方向图不会产生剧烈的变化；
• 在相干带宽范围内时，接收信号中各频率分量所经过的信道衰落是相同的，信道具有平坦的频率响应；

平坦衰落信道：当传输信号具有远小于相干带宽时，信道被称之为平坦衰落信道，信道冲击响应可以用一个抽头表示；

频率选择性衰落信道：当传输信号远大于相干带宽时，信道被称为频率选择性衰落信道，信道冲击响应必须用多个抽头表示。

时延扩展和相干带宽是无线信道本身的特性，而平坦衰落和频率选择性衰落是输入信号带宽和时延扩展之间的关系属性。