12、5G无线通信中的信号特性与处理技术

5G无线通信中的信号特性与处理技术

在5G无线通信系统中，信号的传播和处理涉及多个关键概念，包括多径、衰落、相干性，以及数字信号处理中的调制、解调等技术。这些概念相互关联，共同影响着5G通信的性能和质量。

1. 多径、衰落与相干性

在无线通信环境中，多径传播是常见现象，它会导致信号的衰落和相干性变化。

1.1 相干距离

当考虑两个移动设备接收信号的情况时，假设基站距离较远，两个移动设备接收到的等效射线是平行的。从移动设备1移动到移动设备2时，射线1会增长 (D\sin\theta) 的距离，射线2会缩短相同的距离。当干涉模式从相长变为相消时，满足 (2D\sin\theta = \frac{\lambda}{2})，由此可得相干距离 (D = \frac{\lambda}{4\sin\theta}) 。更精确的分析使用公式 (D_c \approx \frac{\lambda}{5\theta_{rms}}) 来估计，其中 (D_c) 是相干距离，(\theta_{rms}) 是入射射线的角扩展的标准偏差（以弧度为单位）。在瑞利衰落情况下，相干距离为 (D_c \approx \frac{9\lambda}{16\pi}) 。例如，在3600 MHz的频率下，波长约为83 mm，瑞利衰落时的相干距离约为15 mm。而基站处的角扩展通常小于移动设备处，所以基站处的相干距离更大。

频率（MHz）	波长（mm）	瑞利衰落相干距离（mm）