信道分类

瑞利信道，莱斯信道和高斯信道模型

无线通信信道环境中，电磁波经过反射折射散射等多条路径传播到达接收机后，总信号的强度服从瑞利分布。同时由于接收机的移动及其他原因，信号强度和相位等特性又在起伏变化，故称为瑞利衰落。

如果收到的信号中除了经反射折射散射等来的信号外，还有从发射机直接到达接收机（如从卫星直接到达地面接收机）的信号，那么总信号的强度服从分布莱斯，故称为莱斯衰落。

一般来说，多路信号到达接收机的时间有先有后，即有相对时（间）延（迟）。如果这些相对时延远小于一个符号的时间（即传播时延差相对于符号间隔可以忽略），则可以认为多路信号几乎是同时到达接收机的。这种情况下多径不会造成符号间的干扰。这种衰落称为平坦衰落，因为这种信道的频率响应在所用的频段内是平坦的，即具有恒定的增益和线性相位。上面是从时域上看的，下面从频域上看，如果相干带宽大于发送信号带宽，该信道会导致接收信号波形产生平坦衰落。

相反地，从时域上看，如果多路信号的相对时延与一个符号的时间相比不可忽略，那么当多路信号迭加时，不同时间的符号就会重叠在一起，造成符号间的干扰。这种衰落称为频率选择性衰落，因为这种信道的频率响应在所用的频段内是不平坦的，即某些频率成分信号的幅值可以增强，而另外一些频率成分信号的幅值会被削弱。从频域看，如果相干带宽小于发送信号带宽，该信道会导致接收信号波形产生频率选择性衰落。

至于快衰落和慢衰落，通常指的是信号相对于一个符号时间而言的变化的快慢。粗略地说，如果在一个符号的时间里，变化不大，则认为是慢衰落。反之，如果在一个符号的时间里，有明显变化，则认为是快衰落。理论上对何为快何为慢有严格的数学定义。

相干带宽和相干时间

(2010-03-31 13:48:29)

信道扩展主要可以分为三方面：多径（时延）扩展；多谱勒扩展；角度扩展．

相干带宽是描述时延扩展的：相干带宽是表征多径信道特性的一个重要参数，它是指某一特定的频率范围，在该频率范围内的任意两个频率分量都具有很强的幅度相关性，即在相干带宽范围内，多径信道具有恒定的增益和线性相位。通常，相干带宽近似等于最大多径时延的倒数。从频域看，如果相干带宽小于发送信号带宽，该信道会导致接收信号波形产生频率选择性衰落，即某些频率成分信号的幅值可以增强，而另外一些频率成分信号的幅值会被削弱。

而相干时间是描述多谱勒扩展的：相干时间在时域描述信道的频率色散的时变特性，指信道保持恒定的最大时间差范围。相干时间与最大的多普勒频移成反比，Tc=0.423/fm。

如果基带信号的符号周期大于信道的相干时间，则在基带信号的传输过程中信道可能会发生改变，导致接收信号发生失真，产生时间选择性衰落，也称快衰落；如果基带信号的符号周期小于信道的相干时间，则在基带信号的传输过程中信道不会发生改变，也不会产生时间选择性衰落，也称慢衰落。

定义相干带宽一般是用来划分平坦衰落信道和频率选择性衰落信道的量化参数。如果信道的最大多径时延扩展为Tm，那么信道的相干带宽Bc=1/Tm；若发射信号的射频带宽BBc，那么认为接收信号经历的是频率选择性衰落，此时除了接收信号的包络起伏变化，一般还存在码间串扰，其信号模型为r(t)=h(t-tao0)s(t-tao0)+h(t- tao1)s(t-tao1)+...+n(t)，其中tao0、tao1、...等为可分辨多径的时延，每个h(t-tao)一般为瑞利分布的随机变量。

定义相干时间一般是用来划分时间非选择性衰落信道和时间选择性衰落信道，或叫慢衰落信道和快衰落信道的量化参数。如果信道的最大多普勒频移为fm，那么信道的相干时间Tc=0.423/fm。若发射信号的符号周期TTc，那么认为接收信号经历的是快衰落，即h(t)的变化速度快于符号速率，此时如果对信道进行比较精确的估计或是均衡都是十分困难的。

相干时间

相干时间就是信道保持恒定的最大时间差范围，发射端的同一信号(有多路)在相干时间之内到达接收端，信号的衰落特性完全相似，接收端认为是一个信号。如果该信号的自相关性不好，还可能引入干扰，类似照相照出重影让人眼花缭乱。从发射分集的角度来理解：时间分集要求两次发射的时间要大于信道的相干时间，即如果发射时间小于信道的相干时间，则两次发射的信号会经历相同的衰落，分集抗衰落的作用就不存在了。TD-SCDMA每个chip为时间长度为0.78us，也就是码片之间的相干时间是0.78us，同一信号通过不同路径到达接收端的码片超过这个时间，就有多径分集的效果；否则，形成自干扰!通过提供传送信号多个副本来提高接收信号正确判决率的方法被称为分集。

/#!article/Communications/13688（北邮人论坛）

相干时间是用来表征信道变化的快慢的！这个是理解的重点！相干时间越短，说明信道的特性变化得很快。实际环境中，移动台移动越快，则它的信道就变化得快，所以越快相干时间越短。

应该说频率选择性和时间选择性是信道的固有属性，相干带宽/时间是一个人为确定的量，能够反映信道是频选和时选特性。

还是要在统计上，从频率自相关函数的方面去理解：信道在不同频点有不同的衰落的特性。给定两个频点，都能从统计上估计这两个频率分量的衰落相关性。往往这个相关性是频带间隔的函数，所以可以用频率自相关函数来表征。而相干带宽则意味着在这样一个频带内的各频点之间衰落相关性都比较高，所以相干带宽是信道的一个统计学参数。

通信原理那个例子没有很好说明这一点，仅仅给出了信道的幅频相应，还是确定信号。事实上，单给一个幅频响应曲线，根本看不出相干带宽是多少。

时频二维的关系：一个信号在时域的改变必然导致其在频域的改变。