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多普勒效应与多径衰落对移动通信的影响 多普勒效应是指波源和观测者的相对运动对波长和频率的影响。其原理是：波源完成一次全振动，向外发出一个波长的波，频率表示单位时间内完成的全振动的次数。接收者接收的频率表示单位时间内接收的完全波个数。所以当波源与接收者之间有相对运动时，接收频率会发生变化。 多普勒效应在生活中有很多表 现，如火车的汽笛声、警车的警报声、赛车的发动机声都是多普勒效应的一种表现：波源远离接收者时声调（频率）变高，移向接收者时声调（频率）变低。 在无线通信中，多普勒效应会引起接收信号频率的偏移，称为多普勒频移。多普勒频移的公式为： 假设原有波源的波长为λ，波速为c，观察者移动速度为v。 当观察者走近波源时观察到的波源频率为f'=f(1+v/c)，如果观察者远离波源，则观察到的波源频率为f'=f(1-v/c)。 多普勒效应对移动台的影响主要体现在以下三个方面： 1. 行人步行速度时，最大多普勒频移为。 2. 自行车的速度时，最大多普勒频移为。 3. 汽车的速度时，最大多普勒频移为。 多普勒效应对移动通信的影响是非常大的，特别是在高速移动的场景下。为了解决多普勒频移的问题，通常使用分集复用技术。 多径衰落是指电波通过各个路径的距离不同，因而各路径来的反射波到达时间不同，相位也不同。不同相位的多个电波在接受端叠加，有时同向叠加而加强，有时反相叠加而减弱。这样，接受信号的幅度将急剧变化，即产生了衰落。 多径衰落的产生原因是电磁波在传输过程中，因为建筑物、树木、起伏的地形等因素引起的发射、散射、绕射等，这样在这种充满发射波的传播环境中，到达移动台天线的信号是许多路径来的众多反射波的合成。 为了解决多径衰落的问题，通常使用分集复用技术。分集复用技术的基本原理是通过多个信道（时间、频率或者空间）接收到承载相同信息的多个副本，接收机使用多个副本包含的信息能比较正确的恢复出原发送信号。 分集技术包括2方面：分散传输和分散接受。并且获得分集效果最重要的条件是各个信号之间应该是“不相关”的。根据所涉及资源的不同，可以分为 siguientes 几个大类： 1. 空间分集：空间分集接收的优点是分集增益高，缺点是还需另外单独的接收天线。 2. 频率分集：与空间分集相比较，其优点是在接收端可以减少接受天线及相应设备的数量，缺点是要占用更多的频带资源，并且在发送端可能需要采用多个发射机。 3. 时间分集：与空间分集相比较，优点是减少了接收天线及相应设备的数目，缺点是占用时隙资源增大了开销，降低了传输效率。 4. 极化分集：优点是它只需一根天线，缺点是它的分集接收效果低于空间分集接收天线，并且由于发射功率要分配到两副天线上，将会造成3dB的信号功率损失。 分集复用技术的合并技术分类包括： 1. 最大比值合并（MRC: Maximal Ratio Combining）：最大比值合并方案在收端只需对接收信号做线性处理，然后利用最大似然检测即可还原出发端的原始信息。其译码过程简单、易实现。合并增益与分集支路数N成正比。 2. 等增益合并（EGC: Equal Gain Combining）：等增益合并方案与最大比值合并相似，但它对每个分集支路的权值相同。 3. 选择式合并（SC: Selection Combining）：选择式合并方案是选择最大信号强度的分集支路进行合并。 4. 切换合并（SWC: Switched Combining）：切换合并方案是选择当前信号强度最大的分集支路进行合并。 多普勒效应和多径衰落是移动通信中两个非常重要的问题，解决这两个问题的关键是使用分集复用技术。