慢衰落

慢衰落

目录

1慢衰落

2背景

3概述

4特性

5影响

6STBC对抗慢衰…

7CDMA对抗满衰…

8快衰落

由于移动台的不断运动，电波传播路径地形地貌是不断变化的，因而局部中值也是不断变化的．这种变化所造成的衰落比多径效应引起的快衰落要慢得多，称为慢衰落。

英文全称：Slow Fading

在无线通信系统中，由障碍物阻挡造成阴影效应，接收信号强度下降，但该场强中值随地理改变变化缓慢，故称慢衰落。又称为阴影衰落、对数正态衰落。慢衰落的场强中值服从对数正态分布，且与位置/地点相关，衰落的速度取决于移动台的速度。

接收信号电平的随机起伏，即接收信号幅度随时间的不规则变化。衰落对传输信号的质量和传输可靠度都有很大的

影响，严重的衰落甚至会使传播中断。衰落主要由多径干涉和非正常衰减引起。多径干涉，即多条射线的相互干涉，

是最常见的也是最重要的衰落成因。多条射线的产生，可能是由于地面、大气不均匀层或天线附近的地形地物的反射，也可能是由于电离层多次反射、电离层中的寻常波和非常波或天波和地波的同时出现。多径干涉形成的衰落通常称为多径衰落或干涉型衰落。非正常衰减的典型例子有降水衰减和次折射引起的绕射衰减；反者是由于发射点和接收点之间的直射线弯曲而被地面阻挡所形成的。这类衰减发生时，接收信号电平低于正常值，从而形成衰落。这种衰落通常称为衰减型衰落。其中，降水和次折射条件下的绕射所形成的衰落，分别称为降水衰落和绕射衰落。

信道特性对扩频系统的影响

信道特性对无线信号的传输至关重要，信号通过不同的信道发生不同的失真和畸变。通信系统的收发设备必须依据信道特征来设计，采用不同技术的无线扩

频系统应用定位也不相同。

在无线通信中由于气候，环境，距离等各种因素的影响，接收到的信号幅度和相位是随机起伏变化的，主要需要考虑的是慢衰落，快衰落，平衰落，频率选择性衰落。室内信道的时间衰落特性是慢衰落的，同时时延扩展因素小，因而较为简单的达到通信速率Mbps数量级以上。而室外无线传输信道的特征有很大不同。必须考虑各种快衰落，深度平衰落，长扩展时延等因素。通信速率高（占用带宽大）时还要考虑频率选择性衰落等各种不确定因素。另外其接收灵敏度必须保障在信号衰减上百dB情况下的信号拾取。

为保证通信质量和通信可靠性（用可用度表示）。常规微波频段通信系统为了保证足够的性能指标（误码指标）一般会预先在链路设计上予留30~50dB的链路裕度（或称衰落储备）。然而对于多径传输和深度衰落等原因造成的误码，除了采用快速自动增益控制AGC等手段之外。必须采用抗多径衰落的技术。采用直

扩技术中高性能的实现手段（先解扩再解调）可以很好抵消多径衰落的不利影响。更好的RAKE接收技术甚至可以实现多径分集接收，进而抵消室外无线衰落信道系统中的性能严重恶化。另外由于直扩技术的频谱很宽，部分频带的选择性衰落不会影响整体接收。

信号幅度随时间、频率和空间而起伏的衰落，分别称为时间选择性衰落、频率选择性衰落和空间选择性衰落。若电波在传播过程中由于极化发生变化而产生衰落，则称为极化衰落。例如，电波在电离层中传播时，由于地磁场的作用分成两个椭圆极化波。当电离层的电子密度变化时，椭圆极化波时刻改变极化椭圆主轴的取向，从而接收信号发生极化衰落。不过，这种衰落的出现机会比多径衰落小得多。

衰落通常分为快衰落和慢衰落两种。前者是指在足够短的时间间隔内（如几秒、几分钟内）接收信号电平的快速变化。多径传输是引起快衰落的主要原因。例如，对流层散射传播中的快衰落就是由收、发天线波束交割的区域内许多不均匀体的散射分量随机干涉形成的，它有很强的频率与空间选择性。慢衰落是短期信号电平中值(如几分钟中值，日、月、年中值等)在较长时间间隔内的变化。引起慢衰落的主要原因，是传输媒质结构发生变化。如对流层散射传播中，慢衰落是由大气折射、大气湍流、大气层结等平均大气条件的变化而引起的，通常与频率的关系不大，而主要与气象条件、电路长度、地形等因素有关。

由于衰落具有随机的特性，须用统计方法如概率密度或分布函数描述。快衰落的幅度分布一般服从瑞利分布。对慢衰落进行较准确的统计分布描述比较困难。对流层散射传播中，慢衰落通常服从对数正态分布。

衰落特性可用衰落深度、衰落率和衰落持续时间等主要参量描述。

①衰落深度：信号电平瞬时值与中值（或自由空间电平值）之差；或分布概率分别为50％和10％的电平间分贝数之差，它表征衰落的严重程度。

②衰落率：每秒钟瞬时值超过中值的次数除以二；或单位时间内，信号幅度自上而下通过某给定值的次数，它表征衰落的频繁程度。在电离层电波传播中，寻常波与非常波形成的极化衰落的衰落率约在每秒几次以下。在对流层散射传播中，中值电平处的衰落率约每秒百分之几次到几十次，一般它与频率、风速、散射角和天线波束宽度等因素有关。

③衰落持续时间：即信号幅度低于其给定值的持续时间。在对流层散射传播中，中值电平处的平均衰落持续时间在

超短波

超短波亦称甚高频（VHF）波、米波（波长范围为1米至10米），频率从30兆赫至300M赫的无线电波，传插频带宽，短距离传播依靠电磁的辐射特性，用于电视广播和无线话筒传送音频信号，采用锐方向性的天线可补更多>> 频段为几秒至几十秒，在高频段则可达百分之几秒至几秒。电离层传播中的中波波段平均持续时间约几秒至几十秒。

此外，还可用衰落幅度、衰落速度、衰落带宽等参数描述衰落的某些特性。

克服衰落的方法主要根据形成衰落的原因而确定。例如，在对流层视距电波传播中，为克服由于地面反射引起的干涉型衰落，可通过选择粗糙的反射面、用刃型屏蔽体阻挡反射波、加大收发天线的高差等方法，减少或消除由多径产生的

衰落。此外，分集接收技术是克服多径衰落的最有效的方法。有时，也用提高发射功率、采用强方向性天线、抗衰落天线、自适应接收技术和留足够衰落余额等方法克服衰落的影响。

移动信道的特点及其带来的传播上的特点，对接收点的信号将会产生三种效应。

1.阴影效应

移动台在运动中，由于大型建筑物和其他物体对电波的传输路径的阻挡而在传播接收区域上形成半盲区，从而形成电磁场阴影，这种随移动台位置的不断变化而引起的接收点场强中值的起伏变化叫做阴影效应。阴影效应是产生慢衰落的

主要原因。

2. 远近效应

由于接收用户的随机移动性，移动用户与基站间的距离也是在随机的变化，若各用户发射功率一样，那么到达基站的信号强弱不同，离基站近信号强，离基站远信号弱。通信系统的非线性则进一步加重，出现强者更强、弱者更弱和以强压弱的现象，通常称这类现象为远近效应。因为CDMA是一个自干扰系统，所有用户共同使用同一频率，所以“远近效应”问题更加突出。

3. 多普勒效应

它是由于接收的移动用户高速运动而引起传播频率的扩散而引起的，其扩散程度与用户的运动速度成正比。

随参信道的一般衰落特性和选择性衰落特性，是严重影响信号传输的重要特性。至于前面所说的慢衰落特性，因为它的变化速度十分慢，通常可以通过调整设备参量（如调整发射功率）来弥补。而为了抗快衰落，通常可采用多种措施，例如，各种抗衰落的调制解调技术、抗衰落接收技术及扩频技术等。其中，明显有效且被广泛应用的措施之一，就是分集接收技术。其基本思想就是，快衰落信道中接收的信号是到达接收机的各径分量的合成，如果在接收端同时获得几个不同路径的信号，将这些信号适当合并构成总的接收信号，则能够大大减小衰落的影响。