相干頻寬和相干時間

2021-10-04 18:52:40 字數 2490 閱讀 6217

通道擴充套件主要可以分為三方面:多徑(時延)擴充套件;多譜勒擴充套件;角度擴充套件.

是描述時延擴充套件的:

相干頻寬是表徵多徑通道特性的乙個重要引數,它是指某一特定的頻率範圍,

在該頻率範圍內的任意兩個頻率分量都具有很強的幅度相關性,即在相干頻寬範圍內,多徑通道具有恆定的增益和線性相位

通常,相干頻寬近似等於最大多徑時延的倒數。

從頻域看,如果相干頻寬小於傳送通道的頻寬,則該通道特性會導致接收訊號波形產生頻率選擇性衰落,即某些頻率成分訊號的幅值可以增強,而另外一些頻率成分訊號的幅值會被削弱。

相干時間是描述多譜勒擴充套件的:

相干時間在時域描述通道的頻率色散的時變特性。

相干時間與都卜勒擴充套件成反比是通道衝激響應維持不變的時間間隔的統計平均值。

如果基帶訊號的符號週期大於通道的相干時間,則在基帶訊號的傳輸過程中通道可能會發生改變,導致接收訊號發生失真,產生時間選擇性衰落,也稱快衰落;如果基帶訊號的符號週期小於通道的相干時間,則在基帶訊號的傳輸過程中通道不會發生改變,也不會產生時間選擇性衰落,也稱慢衰落。

定義相干頻寬一般是用來劃分平坦衰落通道和頻率選擇性衰落通道的量化引數。

如果通道的最大多徑時延擴充套件為tm,那麼通道的相干頻寬bc=1/tm;若發射訊號的射頻頻寬bbc,那麼認為接收訊號經歷的是頻率選擇性衰落,此時除了接收訊號的包絡起伏變化,一般還存在碼間串擾,其訊號模型為r(t)=h(t-tao0)s(t-tao0)+h(t-tao1)s(t-tao1)+…+n(t),其中tao0、tao1、…等為可分辨多徑的時延,每個h(t-tao)一般為瑞利分布的隨機變數。

定義相干時間一般是用來劃分時間非選擇性衰落通道和時間選擇性衰落通道,或叫慢衰落通道和快衰落通道的量化引數。

如果通道的最大都卜勒頻移為fm,那麼通道的相干時間tc=0.423/fm。若發射訊號的符號週期ttc,那麼認為接收訊號經歷的是快衰落,即h(t)的變化速度快與符號速率,此時如果對通道進行比較精確的估計或是均衡都是十分困難的。

對於兩個平穩訊號s1(t)和s2(t),它們的相關係數的絕對值大於0小於1時,兩個訊號相關。相關係數等於1時,兩個訊號相干。當兩個訊號相干時,它們之間只相差乙個復常數。復常數既一有幅度成分,又有頻率成分。由此我們可見,若是兩個訊號相干,它們其中乙個可以看作是另乙個的幅度的衰減,頻率上衰落造成的,其實二者可以看作同乙個訊號。相關係數越是接近1,相關性越大。

相干時間和相干頻寬都是描述通道特性的引數,當兩個發射訊號的頻率間隔小於通道的相干頻寬,那麼這兩個經過通道後的,受到的通道傳輸函式是相似的,由於通常的發射訊號不是單一頻率的,即一路訊號也是占有一定頻寬的,如果,這路訊號的頻寬小於相干頻寬,那麼它整個訊號受到通道的傳輸函式是相似的,即通道對訊號而言是平坦特性的,非頻率選擇性衰落的。

同樣在相干時間內,兩路訊號受到的傳輸函式也是相似的特性,通常發射的一路訊號由於多徑效應,有多路到達接收機,若這幾路訊號的時間間隔在相干時間之內,那麼他們具有很強的相關性,接收機都可以認為是有用訊號,若大於相干時間,則接收機無法識別,只能認為是干擾訊號。

相干頻寬bc,時延tm的倒數,用於評估時延擴充套件的影響。

從時域來看:

如果乙個訊號經過時延後,和其他訊號同時達到,會影響其他訊號的接受,我們把這種時延導致的影響叫做時延擴充套件的影響。

如果每個訊號的寬度遠大於訊號的時延,那麼時延擴充套件的影響就越小;否則反之。所以對於超高頻網路,由於其訊號寬度很小,所以其時延擴充套件很大。

從頻域來看:

乙個訊號經過時延擴充套件後,和其他訊號同時到達,會導致其他訊號的頻率響應受到影響,不同頻率的影響不一樣。如果bc大於訊號頻寬b,那麼其對其他訊號的影響越小,即碼間干擾越小。

相干時間tc,都卜勒頻率的倒數,用於評估都卜勒平移的影響。

用於表徵通道變化快慢的,相干時間越短,通道變化越快。

就是通道保持恆定的最大時間差範圍,發射端的同一訊號在相干時間之內到達接收端,訊號的衰落特性完全相似,接收端認為是乙個訊號。如果該訊號的自相關性不 好,還可能引入干擾,類似照相照出重影讓人眼花繚亂。從發射分集的角度來理解:時間分集要求兩次發射的時間要大於通道的相干時間,即如果發射時間小於通道 的相干時間,則兩次發射的訊號會經歷相同的衰落,分集抗衰落的作用就不存在了。td-scdma每個chip為時間長度為0.78us,也就是碼片之間的 相干時間是0.78us,同一訊號通過不同路徑到達接收端的碼片超過這個時間,就有多徑分集的效果;否則,形成自干擾!通過提供傳送訊號多個副本來提高接 收訊號正確判決率的方法被稱為分集

當兩個發射訊號的頻率間隔小於通道的相干頻寬,那麼這兩個經過通道後的,受到的通道傳輸函式是相似的,由於通 常的發射訊號不是單一頻率的,即一路訊號也是占有一定頻寬的,如果,這路訊號的頻寬小於相干頻寬,那麼它整個訊號受到通道的傳輸函式是相似的,即通道對信 號而言是平坦特性的,非頻率選擇性衰落的。

同樣在相干時間內,兩路訊號受到的傳輸函式也是相似的特性,通常發射的一路訊號由於多徑效應,有多路到達接收機,若這幾路訊號的時間間隔在相干時間之內,那麼他們具有很強的相關性,接收機都可以認為是有用訊號,若大於相干時間,則接收機無法識別,只能認為是干擾訊號。

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