本节主要介绍了衰落信道的多径效应与多普勒效应，以及相干带宽与相干时间。
无线信道的多径效应
1.多径效应的基本概念与产生原因
信道的衰落：无线通信中信道特征的变化，引起接收机接收到的信号强度随时间而变化的现象
多径衰落：无线通信接收机接收到的多个子径信号所合成的信号，在不同的时间、地点上会时大时小的现象
多径衰落的原因：
发射的电波经历了不同路径，导致传播时间和相位均不相同
合成的接收信号幅度在较短时间内急剧变化，产生了衰落
多径衰落引起了码间串扰
2.时延扩展
时延扩展：时延扩展是对多径信道的统计描述
平均附加时延：
$$
\bar{\tau}=\frac{\sum_k{P(\tau_k)}\cdot\tau_k}{\sum_{k}P(\tau_k)}
$$$$
其中:\tau_k是接收到的第k个时延信号的延迟时间;P(\tau_k)是接收到的第k个时延信号的功率
$$
时延扩展的描述方法：平均附加时延扩展标准差
$$
\sigma_\tau=\tau_{RMS}=\sqrt{\bar{\tau^2}-(\bar{\tau})^2}
$$时延扩展小好，其意味着多径信号延迟相当
3.相干带宽
相干带宽：接收信号在频带内任两个频率分量的信号，相关系数不小于0.5
在相干带宽范围内，两个频率分量有很强的相关性
$$
B_c≈\frac{1}{5\sigma_\tau}
$$
4.平衰落与频率选择性衰落
- 平衰落：
- 在相干带宽内，信号的所有频率分量经历相同的衰落
- 码间串扰小
- 条件：信号带宽<相干带宽
- 频率选择性衰落：
- 在相干带宽外，信号的不同频率分量经历不同的衰落
- 码间串扰大
- 条件：信号带宽<相干带宽
- 对抗频率选择性衰落的方法：
- 均衡器
- OFDM技术（正交频分复用）
无线信道的多普勒效应
1.多普勒频率
多普勒频率：
$$
f_d=\frac{v}{c}f_tcos\theta
$$接收信号频率：
$$
f_r=f_t(1-\frac vccos\theta)
$$移动速度增大，多普勒频移变大，导致误码率上升
2.相干时间
- 无线信道的相干时间：在此时间间隔内任两个时刻对接收信号的复包络采样，各频率分量信号的相关系数不小于0.5
- 在相干时间间隔内，接收的信号的幅值有很强的相关性
$$
T_c≈\frac{0.5}{f_d}
$$
相干时间度量了信道的时变特性
- 相干时间$T_c$大意味着信道变化慢
- 相干时间$T_c$小意味着信道变化快
信号幅值的相干性
- 在相干时间的时间间隔内，接收信号幅值有很强的相关性
- 在相干时间的时间间隔外，接收信号幅值得相关性不明显
3.快衰落与慢衰落
快衰落：相干时间$T_c$小于码元周期$T_s$，该信道即为快衰落
$$
T_c<T_s
$$- 衰落特性将在码元周期内改变多次，误码率提升
慢衰落：相干时间$T_c$大于码元周期$T_s$，该信道即为慢衰落
$$
T_c>T_s
$$- 慢衰落信道误码率性能降低的主要原因是信噪比的损失
无线信道快衰落的解决办法
- 导频：是在数据帧中加入一段接收端的发射端均已知的数据，估计无线信道特征，用来频偏校正
