【文献学习】海上信道系统知识体系详解--附思维导图

本文参考文献Wireless Channel Models for Over-the-SeaCommunication: A Comparative Study 思维导图中的扩号内的标号对应文献中的参考文献标号。

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1 海上信道环境分类

【拓展文献】A survey on channel MOdels for readio propagation over the sea Surface 海上微波传播的环境有两种：近海面环境、数百米以上

需要考虑三条传播路径：直射、来自海面的反射和由蒸发管引起的折射组成的三射线传播模型

2 在海上信道建模的关键概念

设计用于海上无线通信的无线信道可能会经历频率选择性衰落、慢衰落和快衰落。小尺度衰落是由于各种多径信号的相位和振幅的随机性造成的部分。 从数学上讲，可以使用信道脉冲响应来模拟多径传播。功率延迟曲线（PDP）是多径信道中信号强度随时间延迟的函数。从PDP中提取的信道时延扩展参数，如平均剩余时延、最大时延和均方根时延，是无线传输系统信道设计的重要特征。

2.1 重要定义和参数

（1）多径传播：传播这使得无线电信号通过两条或多条路径传播到位于接收端的天线，这可以被视为多径传播。多径可能由折射、反射、大气管道等引起。 （2）视距（Los）传播：电磁辐射倾向于沿着直接路径从一个源向目的地传传播。这种电磁（EM）传播的固有特性，在发射天线和接收天线之间没有任何障碍，称为视距传播。波或射线可能在其路径上发生折射、衍射和反射。

（3）非视距传播(nLos)和非视距之外传播(beyound nLos) • 非视距传播是指无线电信号沿着一条路径传输，该路径中有一个物理物体挡住了它，并因此部分受阻。信号在菲涅耳区最内侧部分受阻。信号在菲涅耳最里面部分受阻。菲涅耳区是发射天线和接收天线之间的一个椭圆形区域。该区域被广泛用于理解发射天线和接收天线发射的波的强度。此外，该区域可用于估计靠近连接发射机和接收机的线路的任何障碍物是否会导致严重的内部干扰。

• 超视距传播是传播的一种特殊情况，在这种情况下，nLoS传播会遇到由于长距离传输而被巨大的地形、地球隆起等阻塞的链路。

（4）慢衰落和快衰落：当应用的延迟要求相对地小于信道的相干时间时，会导致慢衰落。相反，当应用的延迟要求大于相干时间时，会发生快速衰落。 （5）瑞利和莱斯衰落：瑞利衰落是表示传播环境对无线电信号影响的统计模型。根据这个模型，信号通过传输介质（通信信道）时会随机衰减。此外，这种衰落将按照瑞利分布发生，瑞利分布是两个不相关的高斯随机变量之和的径向分量。Rician衰落是指除了有间接的多径信号以外，还有直接的LOS路径（即视距路径）信号，这两者信号会出现部分抵消的情况，但不会出现完全抵消，因为直接路径的信号强度要强于间接路径。 （6）频率选择性衰落：是由于无线电信号的部分消散而产生的无线电传播失真。如果有一个信号通过两条不同的路径传播，其中一条会发生变化。在这种衰落中，信号的带宽大于相干带宽。 （7）衰减余量(fade margin):是系统设计者考虑未知变量的容差,衰减余量越高，整体链路质量越好。将衰落余量设置为零，链路预算仍然有效，仅在LOS条件下，这对大多数设计来说不太现实。 （8）延迟扩展：是多路径组件可能在不同的时间到达目的地。延迟扩展可以定义为第一个和最后一个多径分量到达时间的差。 （9）符号间干扰（ISI）：假设符号周期为Ts并且延迟扩展为Tm如果Ts