第五章小尺度衰落ppt

-通信原理与应用
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概述
路径损耗
路径损耗
多径衰落 阴影衰落
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实测场强
d
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概述
大尺度和小尺度
路径损耗
大尺度衰落 （阴影衰落）
大尺度衰落
小尺度衰落 （瑞利，莱斯）
• 波动发生在大约10-40个波长范围内
小尺度衰落
• 波动发生在大约一个波长范围内
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概述
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三种分集方法
• 频率分集，Frequency Diversity • 时间分集，Time Diversity • 空间分集，Space Diversity
• 发送/接收分集，Transmit/Receive Diversity, • 极化分集Polarization Diversity
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概述
传输模型
输入信号
x (t) A (t)e x p (j(t))
输出
衰减
相位
y ( t ) A ( t ) e x p ( j( t ) ) e x p ( j 2f c t ) a ( t ) e x p ( j( t ) ) e x p ( j 2f c t ) A ( t ) a ( t ) e x p ( j( t ) ( t ) )
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概述
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本章内容
概述 5.1 小尺度多径传播 5.2 两径模型 5.3 多普勒频移 5.4 移动多径信道的参数 5.5 小尺度衰落类型 5.6 瑞利分布 5.7 莱斯分布
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小尺度多径传播
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小尺度多径传播
三种选择性衰落
• 频率选择性衰落，Frequency selective fading • 时间选择性衰落，Time selective fading • 空间选择性衰落，Space selective fading
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多普勒谱
多普勒频移
接收信号的频率
f f0 fd
v
接收机 以速度
r
同电波传播方向(频f率0
为 )呈 角移动
其中多普勒频移
fd
vr c
cos( )
最大多普勒频移
f d max
vr c
来自百度文库例:
W L A N 5 .2 G H z v 5 K m /h v m a x 2 4 H z G S M 9 0 0 M H z v 1 1 0 K m /h v m a x 9 2 H z
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小尺度多径传播
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多径传播对宽带信道影响
多径传播对宽带信道影响 ➢ 频域：信道传输函数随我们关心带宽而变化（信道的频率选择性） ➢ 时域：信道的冲击响应不是δ函数，到达的信号的持续时间比发送的 信号长（时间色散）
在宽带信道上的工作的系统有一些重要的性质 ➢ 符号间干扰（ISI）——信号失真（有害） ➢ 可以减少衰落的影响—— 深衰落风险下降（有利）
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本章内容
概述 5.1 小尺度多径传播 5.2 两径模型 5.3 多普勒频移 5.4 移动多径信道的参数 5.5 小尺度衰落类型 5.6 瑞利分布 5.7 莱斯分布
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两径模型
两径模型
ER X1tE 1cos2fct2d1
ER X1E 1expjk0d1 k0 2
• 产生时间衰落 • 多普勒频移
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概述 5.1 小尺度多径传播 5.2 两径模型 5.3 多普勒频移 5.4 移动多径信道的参数 5.5 小尺度衰落类型 5.6 瑞利分布 5.7 莱斯分布
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多普勒频移
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发送窄脉冲宽度为T，则接收信号宽度为T+Δ
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符号间干扰（码间串扰）
符号间干扰 接收信号中一个码元的波形会扩展到其他码元周期中，引起符 号间干扰(ISI)
符号间干扰的减弱 使码元周期远大于多径效应引起的时延扩展Δ 等效：码元速率Rb远小于时延扩展的倒数，Rb<<1/Δ
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E R X2tE 2cos2fct2d2
E R X2E 2expjk0d1
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时不变两径模型
时不变模型：各径的时延(路径长度)差不随时间变化
• 空间衰落 • 类似于波的干涉
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时变两径模型
时变模型: 各径的时延(路径长度)差随时间变化（发射机/接收机/散射体移动）
无线通信原理
Wireless Communications Principles
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第5章 小尺度衰落和多径效应
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本章内容
概述 5.1 小尺度多径传播 5.2 两径模型 5.3 多普勒频移 5.4 移动多径信道的参数 5.5 小尺度衰落类型 5.6 瑞利分布 5.7 莱斯分布
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窄带 vs 宽带--信道频率响应
宽带信道不同频率的信道响应不同。 窄带信道中频率响应为常数，反射、透射和
绕射系数认为在所研究的带宽内是常数 窄带信道可以认为是宽带信道在频域的一个
切片。
窄带：系统的相对带宽（带宽除以载波频率）远小于1 例如：GSM系统频率900 MHz，系统带宽200 kHz。
音”纽”
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多普勒谱
红移现象（宇宙大爆炸的另一个证据）
• 1929年哈勃发现，将星系中特定原子的光谱与地球上实验室 内同种原子的光谱进行比较，发现谱线波长向长波端偏移， 这种现象称为“红移”，可以推断星系正在远离地球。
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多径传播的影响——时延弥散
当发送冲激信号，而不是正弦连续信号（单载波），不同路径的信号 在接收端可以区分开。 冲激信号在时域宽带为0，频域宽度无穷 正弦连续信号在时域宽度无穷，频域宽度为0
不同路径的信号具有不同的 衰减和时延
发送冲激信号
接收信号 （信道冲激响应）
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时延弥散—多径
冲激响应 相对第一径的 时延
静态场景：发射机，接收机和散射体都不动。
处于同一椭球面上的散射体反射信号具有相同的 时延（不可分辨多径）。
处于不同椭球面上的散射体反射分量具有不同的 时延（可分辨多径）
时延扩展：在一串接收脉冲中，最大传输时延和 最小传输时延的差值，即最后一个可分辨的延时 信号与第一个延时信号到达时间的差值，记为Δ。 实际上，Δ就是脉冲展宽的时间。