Rayleigh fading是什么意思,Rayleigh fading的意思翻译、用法、同义词、例句
常用词典
瑞利衰落;雷利衰落
例句
We did the simulation on both static and Rayleigh fading channels.
我们的在静态以及瑞雷通道上模拟。
Envelope fading of reflecting signals on HF ionospheric channels is Rayleigh fading.
高频电离层信道反射信号的幅度衰落服从瑞利分布。
Time-selective Rayleigh fading of channels is caused by Doppler shift and carrier frequency offset.
接收端的高速运动或者载频的偏移,会引起信道的时间选择性衰落。
Considering Rayleigh fading channel is random channel, noncoherent detection is used for channel estimation.
考虑到瑞利衰落信道为随机信道,用非相干检测对信道进行估计。
Due to no channel estimation required for Rayleigh fading channel, quotient coded QAM has lower receiver complexity.
商分编码QAM由于无需信道估计和均衡,因此降低了在瑞利衰落信道解调的复杂性。
专业解析
瑞利衰落(Rayleigh fading)是无线通信信道建模中一种重要的统计模型,用于描述信号在传播过程中因多径效应导致的幅度随机起伏现象。它特别适用于不存在主导直射路径(Line-of-Sight, LoS)的传播环境,例如密集城区、室内环境或移动设备被障碍物包围的场景。
核心概念与原理:
- 多径传播基础: 当无线电波从发射端传播到接收端时,会遇到建筑物、地形、车辆等各种障碍物,导致信号发生反射、衍射和散射。这使得接收端会接收到来自不同路径的、具有不同幅度、相位和时延的多个信号副本。这些信号副本在接收端叠加,造成接收信号强度的随机波动,即衰落。
- 无直射路径假设: 瑞利衰落模型的核心假设是发射端与接收端之间不存在稳定、强于其他路径的直射路径(LoS)。所有到达接收端的路径信号强度(幅度)都相对较弱且相似,没有哪一个路径显著占优。
- 统计特性: 在满足上述条件的多径环境中,接收信号的包络(幅度) 服从瑞利分布(Rayleigh Distribution)。其概率密度函数(PDF)为:
$$
f(r) = frac{r}{sigma} e^{-r / (2sigma)}, quad r geq 0
$$
其中:
r
表示接收信号的包络(幅度)。
σ
是瑞利分布的比例参数,它与接收信号的平均功率有关(平均功率 P_avg = 2σ²
)。
- 当
r = σ
时,f(r)
取得最大值。
- 接收信号的相位在
[0, 2π)
范围内服从均匀分布。
- 成因: 大量独立同分布(i.i.d.)的散射路径信号的同相分量(I) 和正交分量(Q) 分别独立地服从均值为零、方差相同的高斯分布(正态分布)。接收信号的包络
r = √(I² + Q²)
,这种形式的变量服从瑞利分布。
影响与应用:
- 信号波动: 瑞利衰落导致接收信号强度发生深衰落(信号强度极低)的概率显著高于存在直射路径的环境(后者通常用莱斯衰落模型描述)。这会引起严重的信号失真和误码率增加。
- 通信系统设计挑战: 瑞利衰落是无线通信系统设计的主要挑战之一,特别是在移动通信中。它要求系统采用各种抗衰落技术来保证通信质量,例如:
- 分集技术: 空间分集(多天线)、时间分集(信道编码与交织)、频率分集(扩频、OFDM)等,通过提供多个独立的衰落副本供接收机选择或合并,降低深衰落的影响。
- 自适应调制与编码: 根据信道条件实时调整调制方式和编码速率。
- 均衡技术: 补偿信道引起的失真。
- 建模重要性: 瑞利衰落模型因其数学上的简洁性和对无直射路径多径环境的良好拟合,成为分析无线信道性能(如中断概率、误码率)和设计通信协议的基础模型之一。
权威参考来源:
- IEEE Xplore (学术论文库): 作为电子电气工程师协会的核心数据库,包含了大量关于瑞利衰落建模、分析和应用的原始研究论文和标准文献。例如,经典论文或教科书章节会详细推导其统计特性。 https://ieeexplore.ieee.org
- ScienceDirect (电子书章节): 许多权威的通信工程教科书在ScienceDirect上有电子版。如《无线通信原理》(作者:Andrea Goldsmith)或《数字通信基础》(作者:John Proakis)等书籍中都有对瑞利衰落的详细数学推导和工程应用解释。 https://www.sciencedirect.com
- MathWorks Documentation (MATLAB): MATLAB通信工具箱的官方文档提供了瑞利衰落信道的实现原理和应用示例,具有工程实践参考价值。 https://www.mathworks.com/help/comm/ug/fading-channels.html
- 经典教材: Theodore S. Rappaport的《Wireless Communications: Principles and Practice》是无线通信领域的经典教材,其第5章“移动无线电传播:小尺度衰落和多径效应”对瑞利衰落有深入浅出的讲解(通常引用为:Rappaport, T. S., 2002)。
网络扩展资料
Rayleigh fading(瑞利衰落)是无线通信领域的重要概念,具体解释如下:
-
基本定义
Rayleigh fading描述的是无线信号在传播过程中因多径效应导致的快速随机衰减现象。其核心特征是信号幅度服从瑞利分布,相位服从均匀分布。该模型适用于没有直射路径(NLoS)的传播环境。
-
物理成因
当电磁波遇到建筑物、地形等障碍物时,会发生反射、散射和绕射,形成多条传播路径。这些路径信号到达接收端时存在时延差异,叠加后产生相长或相消干涉,导致信号强度快速波动(即快衰落)。
-
统计特性
- 信号包络概率密度函数:$f(r)=frac{r}{sigma}e^{-r/(2sigma)}$($rgeq0$)
- 属于小尺度衰落,通常叠加在大尺度衰落(如阴影效应)之上
- 适用于密集散射环境(如城市区域、室内场景)
- 典型应用场景
- 蜂窝移动通信(如4G/5G非视距传输)
- 短波电离层反射通信
- 建筑物遮挡下的无线局域网(Wi-Fi)
- 对比莱斯衰落
当存在主导直射信号分量时,应使用莱斯衰落模型(Rician fading)。两者的核心区别在于是否包含稳定的视距传播路径。
该现象对通信系统设计有重要影响,需通过分集技术(如MIMO)、纠错编码等方式克服。
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