Wireless Communication学习笔记-路径损耗，阴影和多径效应

路径损耗，阴影和多径效应

无线信道不仅容易受到噪声，干扰以及其他信道的干扰，并且这些干扰随着用户的移动以及动态的环境的影响，也会随着时间改变，且不可预测。本章我们将描述三个基本的影响信号传输的现象：路径损耗，阴影和信号的反射、衍射以及折射。

路径损耗描述了信号接收功率是如何随着收发距离增加而降低的。其主要原因在于发送端的功耗以及传播信道。路径损耗模型是假设在相同给定的收发距离下，所有的路径损耗是一致的（同时假设路径损耗模型不包括阴影效应）。

阴影效应是由于收发双方之间存在障碍物，其吸收了传输信号而造成的衰减作用。当衰减较大时，信号会被阻塞。一般来说，不管接收机在哪里，造成阴影效应的障碍物，其数量与形状都是不确定的。因此由于阴影效应造成的衰减通常被当做为一个随机数。与路径损耗不同，阴影效应只与收发之间的障碍物有关，与两者距离是无关的。

空间传输的信号与收或发之间环境的物体进行相互作用，会产生反射、衍射和折射。由于信号与这些物体交互所产生的信号分量被称作为是多径分量。不同的多径分量，到达接收机时候，其时延和相位都不同。同相，会相长干涉，反向，会相消干涉。相长和相消的多径分量会到这接收到的信号有显著区别。

由于路径损耗而导致的接收信号功率差异，通常体现在长距离（100-1000 m），而由于阴影效应而导致的差异，通常只与障碍物的大小有关（室外10-100 m，室内更小）。因为路径损耗和阴影效应而导致接收信号差异都与长距离有关，因此这些差异通常被称为大尺度传输效应。由于多径分量相长/相消造成的接收功率差异一般发生在短距离时候，数量级约为信号波长，因此有时候被称为小尺度传输效应。

发射和接收信号模型

在无线通信系统中，发射信号和接收信号都是实值。为了便于分析，实际调制解调信号通常表示为复信号的实部。在载波$f_c$处，传输信号模型如下：
s ( t ) = R e { u ( t ) e j 2 π f c t } s(t)=Re\{u(t)e^{j2\pi f_ct}\} s(t)=Re{u(t)ej2πfc​t}