多重路径传输

在无线通讯中，多重路径传输为一个讯号波以两个以上路径传送至同一个接收天线的现象，导致在接收端有多种传送讯号组成。此现象造成原因可能为地面或物体造成的反射和散射、大气折射、电离层折射和反射等等。
每一种传送至接收端的讯号皆会因为其路径差异而有所不同。除非其中一个讯号支配其他讯号，否则接收到的讯号与原讯号稍有不同。

多径传播会引起多径干涉，包括建设性干涉和破坏性干涉，以及讯号的相移；破坏性干涉会导致衰落。这可能导致无线电讯号在某些区域变得太微弱而无法充分接收，因此多径传播在无线电通讯系统中可能是有害的。当透过各种路径到达的讯号的幅度具有瑞利分布时，这称为瑞利衰落。当一个分量（通常但不一定是视线分量）占主导地位时，采用莱斯分布的模型更为精确，这称为莱斯衰落。当两个分量占主导地位时，最好使用具有扩散功率分布的两个波来模拟。

通则

一个非时变的传输路径可以表示为

$H(\omega )=\int _{-\infty }^{+\infty }h(t)e^{-j\omega t}dt$

$h(t)=1/2\pi \int _{-\infty }^{+\infty }H(\omega t)e^{-j\omega t}d\omega$

输入讯号为$X(\omega )$(频域)或者$x(t)$(时域)，则其对应的输出讯号为

$Y(\omega )=X(\omega )H(\omega )$

$y(t)=x(t)*h(t)$

虽然多半其传输路径并非一个非时变系统，而是随著时间在路径长等方面有所改变，不过，适当的假设传输路径在足够时间内是固定的有利于我们去做分析。

特性

• 延迟
• 干涉

多重路径干涉为波在物理学中的现象。当波由两个以上路径到达侦测器，则波会产生叠加的现象。此现象产生条件须为波在传输过程中有相干性，并且通常因为路径长不同，因此在不同时间点到达。其为多重路径干涉中造成类比电视广播产生鬼影、无线电波衰减的原因。当讯号因为传输路径不同，而造成讯号强度或相位改变，则称为多重路径衰弱。

例子

在传真和(类比)电视中，多重路径传输会造成抖动和鬼影现象，被视为原影像的退色的重复影像。鬼影是因为讯号受山壁或大型物体反弹，又同时接收到较短时间、直接路径所传输的讯号，而接收上有所时间差异造成。

在雷达处理中，多重路径传输造成鬼影目标出现，而蒙骗了雷达接受机。这些鬼影目标特别麻烦，因为其移动和行动与正常目标很像(它们有回波)，因此接收器很难从中去分离出真正的目标。这个问题可以透过加入雷达周围的地面图，并消除所有原于地面以下或高于一定高度的回波。

在数位无线通讯方面(例如: GSM)，多重路径传输可以造成错误并影响传输品质。这些错误是因为符号间干扰(ISI)造成，而等化器可被用来修正此问题，除此之外，方法像是正交分频多工、犁耙接收器也可被使用。

在全球定位系统接收器中，多重路径效应会使静止的接收器的输出显示随机跳动。虽然在物体移动时此现象可能会变得不明显，但仍然会因为这样而降低定位的精确度和速度估测。

声音的多重路径为最简单的例子。假设原本声音为$x[n]$，则因为传输路径不同，最后接收到的讯号$y[n]$可表示$y[n]=x[n]+\alpha x[n-N_{p}]+...$

参考

1. Recommendation ITU-R P.1407-4. Multipath propagation and parameterization of its characteristics. Geneva: International Telecommunication Union, 2009