通道特性
無線通道容易受到各種傳輸障礙的影響，例如路徑損耗、干擾和阻塞。這些因素限制了無線傳輸的範圍、資料速率和可靠性。
路徑型別
這些因素影響傳輸的程度取決於環境條件以及發射機和接收機的移動性。訊號到達接收機的路徑有兩種型別，例如 -
直射路徑
當發射訊號直接到達接收機時，可以稱為直射路徑，訊號中存在的成分稱為直射路徑分量。
多徑傳播
當發射訊號透過不同方向經歷不同現象到達接收機時，這種路徑稱為多徑傳播，發射訊號的分量稱為多徑分量。
它們被環境反射、衍射和散射，到達接收機時相對於直射路徑分量在幅度、頻率和相位上發生了偏移。
無線通道特性
無線通道最重要的特性包括 -
- 路徑損耗
- 衰落
- 干擾
- 多普勒頻移
在接下來的章節中，我們將逐一討論這些通道特性。
路徑損耗
路徑損耗可以表示為在給定路徑上發射訊號功率與接收機接收到的相同訊號功率之比。它是傳播距離的函式。
路徑損耗的估算對於無線通訊網路的設計和部署非常重要。
路徑損耗取決於許多因素，例如使用的射頻和地形型別。
自由空間傳播模型是最簡單的路徑損耗模型，其中發射機和接收機之間存在直射路徑訊號，沒有大氣衰減或多徑分量。
在這個模型中，發射功率Pt和接收功率Pr之間的關係由下式給出
$$P_{r} = P_{t}G_{t}G_{r}(\frac{\lambda}{4\Pi d})^2$$其中
Gt是發射天線增益
Gr是接收天線增益
d是發射機和接收機之間的距離
λ是訊號的波長
雙徑模型，也稱為雙路徑模型，是一種廣泛使用的路徑損耗模型。上面描述的自由空間模型假設發射機到接收機之間只有一條路徑。
實際上，訊號透過多條路徑到達接收機。雙徑模型試圖捕捉這種現象。該模型假設訊號透過兩條路徑到達接收機，一條是視距路徑，另一條是接收反射波的路徑。
根據雙徑模型，接收功率由下式給出
$$P_{r} = P_{t}G_{t}G_{r}(\frac{h_{t}h_{r}}{d^2})^2$$其中
pt是發射功率
Gt表示發射機的天線增益
Gr表示接收機的天線增益
d是發射機和接收機之間的距離
ht是發射機的高度
hr是接收機的高度
衰落
衰落是指接收機接收到的訊號強度發生波動。衰落可以分為兩種型別 -
- 快衰落/小尺度衰落和
- 慢衰落/大尺度衰落
快衰落是指由於到達接收機的同一發射訊號的多個版本在稍後不同時間發生干擾，導致接收訊號的幅度、相位或多徑延遲發生快速波動。
接收第一個訊號版本和最後一個回波訊號之間的時間稱為延遲擴充套件。導致快衰落的發射訊號的多徑傳播是由於三種傳播機制，即 -
- 反射
- 衍射
- 散射
多個訊號路徑有時會在接收機處相加，有時會在接收機處相消，從而導致接收訊號功率水平發生變化。如果發射機和接收機之間沒有視距路徑，則快衰落訊號的接收單包絡被認為服從瑞利分佈。
慢衰落
慢衰落這個名字本身就意味著訊號緩慢衰減。慢衰落的特點如下。
當發射機和接收機之間存在部分吸收傳輸的物體時，就會發生慢衰落。
慢衰落之所以被稱為慢衰落，是因為衰落持續時間可能持續數秒或數分鐘。
當接收機位於建築物內，無線電波必須穿過建築物的牆壁，或者當接收機被建築物暫時遮蔽在發射機之外時，可能會發生慢衰落。阻塞物體導致接收訊號功率發生隨機變化。
即使發射機和接收機之間的距離保持不變，慢衰落也可能導致接收訊號功率發生變化。
慢衰落也稱為陰影衰落，因為導致衰落的物體（可能是大型建築物或其他結構）阻擋了從發射機到接收機的直射路徑。
干擾
無線傳輸必須應對來自各種來源的干擾。干擾的兩種主要形式是 -
- 鄰道干擾和
- 同道干擾。
在鄰道干擾的情況下，附近頻率的訊號在其分配範圍之外具有分量，這些分量可能會干擾鄰近頻率中正在進行的傳輸。可以透過在分配的頻率範圍之間仔細引入保護頻帶來避免這種情況。
同道干擾，有時也稱為窄帶干擾，是由於其他附近系統使用相同的傳輸頻率造成的。
符號間干擾是另一種型別的干擾，其中接收訊號的失真是由訊號中各個脈衝的時間擴充套件和隨之而來的重疊引起的。
自適應均衡是一種常用的對抗符號間干擾的技術。它涉及將分散的符號能量收集到其原始的時間間隔內。均衡過程中使用了複雜的數字處理演算法。