无线信道衰落（大尺度衰落，小尺度衰落；路径损失，阴影衰落，多径效应，多普勒效应；快衰落，慢衰落）

无线信道的衰落真是极其容易晕头转向的一点，先求把基础框架理清楚！

一、无线电波传播效应

无线通信信道是一种时变信道，无线电信号通过信道时会遭受来自不同途径的衰落，接收信号总功率表现为路径损失，阴影衰落，多径效应三种效应的综合。

多径传播：电波遇到各种障碍物时会发生反射、绕射和散射现象，会对直射波形成干涉，也就是收发信机之间是有多条路径传播的。

路径损失：大范围内信号强度随距离变化（数百或数千个波长），应该是与距离的平方成正比，本质上表现为电波能量扩散现象。

阴影衰落：中范围信号电平中值慢变（数百个波长），由于传播环境中的地形起伏、建筑物及其他障碍物对电波遮蔽所引起的慢衰落，信号中值出现缓慢变动，衰落深度与频率、阻碍物有关。

多径效应（衰落）：小范围信号瞬时值快变（数十个波长），由于多径传播引起的快衰落，接收信号场强的瞬时值呈现快速变化。

二、无线信道衰落

根据无线电波传播效应，通常将无线信道衰落分为两类：大尺度衰落和小尺度（小尺度一般与信号波长为一个量级）衰落，尺度指时间或者距离的大小。

大尺度衰落：包括传输损失、阴影衰落；大尺度衰落都是慢衰落，但是慢衰落不一定是大尺度衰落。

传输损失（路径损失）：无线电信号通过大尺度距离的信道传输时，随传输路径的增加，电波能量扩散，导致接收信号平均功率衰减，其衰减量与传输距离有关，距离越大，衰减量越多。

阴影衰落：无线电信号在中尺度距离的信道中传输时，由于地形起伏或高大建筑物群等障碍物遮挡，在阻碍物的背后形成阴影区，导致接收信号平均功率随机变化。其衰落特性服从对数正态分布。

小尺度衰落：由多径效应或多普勒效应引起。当传输信道小尺度(距离或时间)变化时，无线电信号在传输过程中受周围阻碍物反射、绕射和散射，其幅度或相位快速变化。

依据多径效应产生的时延扩展，将小尺度衰落划分为频率选择性衰落（信道具有恒定增益且线性相位的带宽范围小于发送信号带宽）和频率非选择性/平坦衰落（无线信道带宽大于发送信号的带宽，且在带宽范围内有恒定增益和线性相位）；

依据多普勒效应产生的多普勒（频域）扩展，将小尺度衰落划分为快衰落（信道的相干时间比发送信号的周期短，且基带信号的带宽小于多普勒扩展）和慢衰落（信道上的相干时间远远大于发送信号的周期，且基带信号的带宽远远大于多普勒扩展）。

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