无线通信技术中的信道理论分析

摘要：本文主要分析了无线信道的含义、无线信道对信号的影响力、无线信道的类型以及多径效应和多普勒效应。

关键词：通信技术；无线；信道

随着无线通信技术在我们日常生活的广泛应用，以及人们对移动通讯服务要求的升级，推动了无线通信技术的研发。在无线信号的传播过程中，不良的无线信道条件，会造成无线信号的衰落，影响无线通信的进行。从影响无线信道的相关因素进行分析，研究这些因素对无线通信影响的相关参数，并对这些无线信道进行相关分类。

1 无线信道的含义

信道是指信号从终端发射出来以后，在到达接收端所必然经历的那段路程。而所谓的无线信道则是这传播的信号为无线信号，其经历的路径就是无线信道。在信号的传播过程中，会经历复杂的传播路径，如直射、发射和衍射、散射，在一些复杂的环境下，其传播路径为上述路径的综合。同时，在信号的传播过程中还会受到各种因素的影响，比如噪声影响等，特别是加、乘性噪声会对信号造成严重性减弱。在一些干扰严重的地区，会对信号造成难以恢复的影响。

2 无线信道对信号的影响力

信号在无线信道的传播形式可以分为以下三类：绕射传播、反射传播和散射传播。信号在前向传播和反向传播过程中都会受到物理信道的影响。无线信道具有其复杂性，所以信号在无线信道传播过程中会受到各种因素的影响而减弱。总而言之，无线信道对信号的影响主要有以下三种：自由空间损耗、阴影损耗和多径损耗。所谓的自由空间损耗是指信号在空间

中传播所产生的损耗。类似这样的路径损耗在有线通信中也是存在的，不过这种自由空间的传播损耗要比有线损耗要小的多。所谓阴影衰落就是指无线信号由于受到地面建筑物的阻挡而产生的信号损耗，一般发生在中等的距离内。此类的损害是无线信号传播特意的，其变化的速率要滞后于信息传输的速率。

所谓多径损耗是指在一个小的空间内部，信号发生的衰弱变化。这种多径损耗又可具体分为空间选择性衰落或是时间选择性衰落。多径衰落会对无线信号产生多种衰落影响，在不同的时间、空间和频率范围内，出现明显的衰弱影响。

3 无线信道的类型

通常来讲，信号在经历无线传播的过程中衰落的类型可以分为一下两类：大尺度衰落、小尺度衰落。所谓的大尺度衰落是指在一个较长的时间段内，信号衰落所显现出的一种变化。而小尺度衰落则是指在一个较短的时间范围内，受到无线信道的影响而显现出的一种衰落变化。这种小尺度的传播衰落是在多种因素作用下而产生的，如多径效应会造成信号的延迟和振幅的变化，又如多普勒效应会造成信号的时间选择性衰落。小尺度衰落根据多径信号延时的程度，又可分为频率选择性衰落和非频率选择性衰落。

同时，移动台也会导致信号出现频率色散，根据色散的程度，又可以将信道分为快、慢两个衰落信道。通常来讲，到达接收器的多路信号在时间上会有先后之别，也就是所谓的信号延时。如果一个符号的时间要大于这个信号的延时时间，我们就可以认为这些多路信号是同时被接收机所接收的。在这种情形下，信号几乎不会被收到多路效应的干扰，所以我们称这种衰落为

平坦衰落。如果信号延迟的时间超过了符号的时间，那么这样的延迟我们就认为其是不可忽略的，在这种情况下，多路效应就会对信号形成影响，这样衰落我们称之为频率选择性衰落。

移动台与基站是相对运动的，有的时候在信道中由于物体的移动，也会产生一种多普勒扩展效应，进而产生信道的时变特性。所谓的多普勒扩展就是根据信号的发生速度与信道的变化速度的一种比较。这种多普勒扩展可以进一步分为快衰落信道和慢衰落信道。我们队快衰落的定义有着严格的数学界限，在发生信号的周期比信道时间要长，且相关带宽高于基带带宽，信道就会受到冲击，从而导致信号的失真和快速衰落。

4 多径效应和多普勒效应

在无线信号传输过程中，点波经过色散信道的传播，到达接收端时必然会有一定的延时。如果色散通道对信号没有形成较大的影响，在不同路径延时药小于符号的持续时间，这样的无线通信系统可以称之为窄带系统，与之对应的情况叫做宽带系统。

多普勒效应是指随着物体与基站之间距离的变化，其合成频率会发生上下波动的现象。物体与基站距离越来越近的时候，其频率增加的幅度会大幅度增加，波长也会随之变短。当物体与基站距离越来越远时，其频率就会随着降低，波长也会渐渐增大。如果用户高速移动，其与基站之间的距离也频繁发生变化，这种频移就会造成信号的严重衰弱。如果物体的运行速度越快，其变化越频繁，其信号的衰弱也就越大。也就是说，频偏的变化与无线的质量是称反比

的，频偏越大无线的质量就越差，相反，如果频偏越小，无线的质量就会越好。具体来讲，如列车在高速的运行并通过基站，其在经过与基站距离最近的地方时，这时的多普勒效应就最为明显。

在我们的实际生活中，多普勒效应广泛的存在着。但是在物体以较低速度运行的状态下，这种效应其实并不明显。只有当物体的运动速度超过250km/h的时候，多普勒效应就会非常明显的体现出来。在用户的实际体验中，如果用户在高速运行的火车内，其通话时就会发生频偏现象，造成了通话质量的下降，甚至导致话音不清、甚至出现掉线等问题。

5 结语

总而言之，从以上的分类我们可以看出，由于无线信号传播外部的环境十分复杂，一系列的因素对无线信道的变化也很复杂。无线信道的一个重要特征就是其传播条件的复杂性和恶劣性。恶劣的传播环境在信息的传播过程中是不可避免的，所以我们必须针对这种恶劣的条件采取相应的策略。在不同的环境下，无线信号受损害的程度可模式都有较大的区别。所以，在我们实际的工作中，必须对本地的实际情况有所了解，根据本地的特点选择相应的信道模式。在我们进行选择过程中，基站的位置和其附近的建筑群状况，还有信号所能影响到的范围都是选择信道模式的相应依据。因为各种模式都有自身的优点和缺点，预测的状况和当地的实际情况会有所出入，所以应该根据本地的情况对预测的模型进行改正和完善。