隨參信道

概述

隨參信道又稱變參信道，參信道的性質（參數）隨時間隨機變化，其特性比恆參信道要複雜得多，對信號的影響比恆參信道也要嚴重得多。從對信號傳輸影響來看，傳輸媒質的影響是主要的，而轉換器的特性的影響是次要的，甚至可以忽略不計。

傳輸媒質特點

(1)對信號的衰耗隨時間的變化而變化；

(2)傳輸時延隨時間變化而變化；

(3)具有多徑傳播(多徑效應)。

在隨參信道中最大傳輸時延 遠小於信息碼元間隔T的條件下，多徑傳輸和信道特性的變化導致接收信號的幅度及載波相位隨機變化，而基帶信號b(t)的波形變化不大，其畸變可以忽略，這種現象稱為平坦性衰落。

經不同路逕到達接收點的不同信號相關性很小，當路徑數很大時，多徑信號之和的機率分布趨於高斯分布。接收信號的包絡v(t)的機率分布為瑞利分布，相位為均勻分布，這種衰落稱為瑞利衰落。

如果接收信號中還有一徑很強的信號，這時其包絡機率分布為廣義瑞利分布或稱萊斯分布，稱此衰落為萊斯衰落。

頻率選擇性衰落

若隨參信道中最大傳輸時延與信息碼元間隔T相差不大，不同路徑信號的不同信息碼元之間會產生很大互相干擾，使數位訊號波形產生嚴重失真，引起很大誤碼，嚴重時不能正常通信。

在這種情況下，不僅接收信號的幅度和相位隨機變化，而且其信息信號波形也產生了很大的畸變，從頻域看，即其不同頻率分量受到不同程度的衰落，這種衰落稱作頻率選擇性衰落。

移動信道的都卜勒擴展

在移動通信中，移動信道是多徑傳播的隨參信道，又稱此信道為時變多徑信道。由於移動台與基站之間的相對移動，使接收信號的載頻會發生都卜勒頻移。

設發射信號是一個頻率為的正弦波，對於到達移動台某一逕入射波與運動方向的夾角為，則其都卜勒頻率，其中是最大都卜勒頻率。

這樣，在移動信道條件下，由於都卜勒頻移，單頻電波也會受到隨機調頻，使得接收信號的功率頻譜展寬，其頻譜範圍約為至，稱此頻率彌散現象為都卜勒擴展。都卜勒擴展，將其倒數定義為信道的相干時間。

在多徑傳播移動信道條件下，通過將都卜勒擴展與所傳輸的數字基帶信號的符號速率相比較來決定信號在信道傳輸中究竟是受到了快衰落還是慢衰落。

若或，則信道的相干時間小於所傳信號的符號間隔，因而在信號的符號間隔時間內，信道的衝激回響快速變化，致使信號在傳輸中產生失真，稱此類信道為快衰落信道，由它造成的衰落也稱為時間選擇性衰落。

若或，即信道的相干時間遠大於所傳信號的符號間隔，則信道的衝激回響的變化速率慢於信號的符號速率，在信號的符號間隔時間內的信道衝激回響基本不變，此時的信號在信道傳輸中受到了慢衰落。

上述時變多徑信道的快衰落及慢衰落僅與信道的時變性及所傳信號的速率有關，不涉及由於傳輸距離及傳播環境引起的電波傳播的路徑損耗。

在平坦性衰落的信道條件下，由於都卜勒擴展，又可以分類為平坦性快衰及平坦性慢衰；在頻率選擇性衰落的信道條件下，由於都卜勒擴展，又可以分為頻率選擇性快衰及頻率選擇性慢衰。

抗衰落措施

衰落嚴重影響通信質量，引起信噪比下降，或引起碼間干擾，甚至造成一連串差錯（突發差錯）引起通信瞬時中斷。為了減少衰落對信號傳輸的影響，採取多種抗衰落方法，例如：擴頻多徑分離技術；交織技術；糾錯碼的編解碼技術；自適應信道均衡器；分集接收技術等。