多径效应与多普勒效应浅识.docx

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多径效应与多普勒效应浅识

多径效应与多普勒效应浅识

一．总述

信号的无线传输始终会存在很多信号的衰落和干扰，其中多径效应和多普勒效应属于非常常见的两种。

多径效应会产生不同路径间的时延，多普勒效应会产生信号频率的扩展或者是压缩。

通过傅里叶变换易知，多径时延会造成信号频谱上幅度的失真——同理多普勒效应造成的影响反之。

稍后将详细说明。

二．多径效应

多径效应就是说信号通过射频信号发出后，由于无线信道的不定性，信号会从不同的路径到达接收处。

而到达的信号强度和时间都会有不同，由此得到多径效应的核心式子如下：

论文中首先讲解了两径（LOS和Reflected）的情况，在这个情况中，多径效应中最重要的变量——最大时延扩展（最早和最晚到达的信号的时间差，倒数是信道的相干带宽，至于为什么定义为相干带宽个人还不是很清楚。

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现在晓得了，用于频率选择性衰落和平坦衰落的判别，还用于窄带和宽带信号的判别，基础单位一般是10微妙）被用传输的水平距离d来表示。

其中当d越大，最大时延扩展越小。

由MATLAB仿真效果图如下：

图像的效果口述说明。

另外便是多径的情况了。

就时域上的影响来说，很容易想象的出来：

在没有时延的情况下，各径的信号到达时完全重叠，和原信号只有强度上的差别，而时延越大，信号在时域上便“错”的越开，失真越大。

而仿真结果正如所想：

要知道频域的情况，只需将信号做FFT变换于频域，再乘以由时域得到的信道的传输频谱特性即可，得到的原信号，接受信号以及信道的传输特性如下两图所示：

这里体现了多径效应引起的两种衰落：

频率选择性衰落和平坦衰落。

定义口述说明。

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论文上还有更多径的信道传输特性演示，不再赘述。

三．多普勒效应

这个分了三种情况，个人认为对于圆形的波，只要知道发送者和接受者的相对速度即可，都是等效的。

最开始的部分就讲了一个信号频变的形成。

个人认为多普勒效应可以看做是频域上的多径效应，多径效应是时延而多普勒效应是“频延”，由此可以得到多径和多普勒相结合的信号的一个核心的式子：

在多普勒的情况下，造成频延不同的原因其实也是信号多径传输，不同路径到达时的角度不同，因此相对速度就不同。

由此可知两种效应之间存在着某种“对偶性”，并可推知多普勒效应的影响在时域上更容易体现，仿真得图：

对应最大时延扩展的自然就是多普勒扩展（倒数即相干时间）——即众多路径中的最大频移，不同多普勒扩展所造成的时域影响如图：

在此，将两种效应的核心式子结合，可得：

此式结合了两种效应对信号造成的干扰的时域影响。

以上两图都是结合了多径效应所描绘的图，但不对时域波形造成影响。

排除多径效应，单就多普勒效应来讲，在频率连续的情况下对时域的影响也是周期性的（离散的情况不一定周期），下面是两个时间点上多普勒效应的影响图。

再次将二者结合，分为四种情况：

case1是大时延小频延，case2是大时延大频延，case3是小时延小频延，case4是小时延大频延，频域效果如图：

（用

）来理解：

而就时域效果来说，其实由上式可以看出时频有某种对偶的关系，产生效果雷同与上图（用

来理解）：

论文中又提升到5径，这里不再赘述。

总结：

说白了就是不同路径频延和时延在时域和频域造成的不同影响：

1.大的时延使信道频域特性不平坦（出现频率选择性）；2.大的频延（比如说由信号源和观察者的移动造成）造成时变信道，是不同观察点的信号不同。

相干带宽和香港时间都是越大越好。