Doppler Spread, Frequency Dispersion   도플러 확산, 도플러 분산, 주파수 분산, 주파수 확산

(2023-11-29)

Fast Fading, 빠른 페이딩, Slow Fading, 느린 페이딩, Time Selective Fading, 시간 선택적 페이딩


1. 도플러 분산/확산 (Doppler Spread), 주파수 분산/확산 (Frequency Spread)도플러 효과 등에 의해, 주파수 상에서 변동/퍼짐/늘려짐/분산/확산을 겪게되는 현상

  ㅇ 단위 : [Hz]
     - 수신 신호시변 채널에 의해 얼마나 빨리 변화(요동)되는가를 보여주는 척도

  ㅇ 한편, 
     - 시간축상에서 확산/분산은  ☞ 지연확산 (Delay Spread) 참조
   

2. 원인 및 효과

  ㅇ 원인
     - 수신기 자체의 불완전한 국부발진기 동작 (반송파 편이,발진주파수 편이,위상잡음 등)
     - 무선단말 이동에 따른 도플러효과 

  ㅇ (시간 상의 효과)  시간 선택적 페이딩 (시변 채널)
     - 송수신기 이동에 따라, 둘 간에 가까워지면 주파수가 높아지고, 멀어지면 낮아짐
     - 이에의해, 주파수가 다른 다중경로 신호들이 섞여지면서, 수신 합성되면, 
     - 시간에 따라 커지거나 작아지는,
     - 일명, `시간 선택적 페이딩 현상`으로,
     - 통신 채널 응답이 시간적으로 변화되는(요동치는) `시변 채널 현상`이 나타남 

  ㅇ (주파수 상의 효과)  주파수 확산 (도플러 확산)
     - 시간 선택적 페이딩에 의해, 
     - 다중경로를 거친 수신 신호들이, 최대 도플러 주파수 만큼, 주파수 축상으로 넓게 늘여지며,
     - 주파수가 확산되는 효과로 보임

  ㅇ (시간, 주파수 간의 상호 관계성)  도플러 확산 ↔ 상관 시간
     - 도플러 확산에 따른 주파수 변동폭이 크게 나타나면(↑), 상관 시간이 작아져서(↓), 
        . 신호 크기 변동이 빠르게,자주 나타남
     - 도플러 확산에 따른 주파수 변동폭이 작게 나타나면(↓), 상관 시간이 커져서(↑), 
        . 신호 크기 변동이 느리게,띠엄띄엄 나타남
     * 이에따른 왜곡 현상은 아래 3.항 참조


3. 도플러 확산 정도에 따른 페이딩 채널 영향

  ㅇ Fast Fading Channel (빠른 페이딩 채널)
     - 신호대역폭 BS도플러확산 BD (大)
        . 전송신호 보다 빠르게 출렁이는 시변 채널

     - 만일, ( 심볼구간 TS상관시간 TC ) 이라면, 
        . 각 심볼 마다 다른 영향을 주게됨으로 왜곡 가능성 많음

     - 대응 방안 例) OFDM에서의 순환확장(Cyclic Extension) 등

  ㅇ Slow Fading Channel (느린 페이딩 채널)
     - 신호대역폭 BS도플러확산 BD (小)
        . 전송신호 보다 느리게 출렁이는 시변 채널 
           .. 1 이상의 신호 심볼에 걸치며 넓게 채널 변동이 나타남

     - 만일, ( 심볼구간 TS상관시간 TC ) 이라면,
        . 각 심볼구간 마다 비슷한 영향을 주게됨으로 왜곡 가능성 적음 

     

페이딩
   1. 페이딩   2. 주파수 선택적/비선택적 페이딩   3. 대규모/소규모 페이딩   4. 빠른/느린 페이딩   5. 다중 경로 페이딩  
소규모 전파모델
   1. 이동통신 채널모델   2. 다중 경로   3. 지연 확산   4. 주파수 선택적/비선택적 페이딩   5. 상관 대역폭,상관 시간   6. 도플러 효과   7. 도플러 천이   8. 도플러 확산(Fast/Slow Fading)   9. Excess Delay  


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