信道传输特性
2022移动通信第三章移动信道的传播特性
2022移动通信第三章移动信道的传播特性在当今的信息时代，移动通信已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
无论是日常的沟通交流，还是工作中的信息传递，都离不开移动通信的支持。
而要实现稳定、高效的移动通信，就必须深入了解移动信道的传播特性。
这一章，我们就来探讨一下 2022 年移动通信中移动信道的传播特性。
移动信道是指移动终端（如手机）和基站之间的无线传播路径。
它的传播特性非常复杂，受到多种因素的影响。
首先，地形地貌是影响移动信道传播特性的重要因素之一。
在城市环境中，高楼大厦林立，会导致信号的反射、折射和散射。
信号可能会在建筑物之间来回反射，形成多径传播。
这就好比我们在一个有很多镜子的房间里说话，声音会经过多次反射才到达对方的耳朵，从而使得声音变得复杂和不稳定。
在山区，地形起伏较大，信号可能会被山峰阻挡，出现阴影效应，导致某些区域信号较弱甚至完全没有信号。
其次，气候条件也会对移动信道的传播特性产生影响。
例如，在雨天，雨水会吸收和散射无线电波，从而导致信号衰减。
大雾天气中，水汽会对信号产生类似的影响。
此外，雷电等恶劣天气还可能会产生电磁干扰，影响信号的质量。
移动信道的传播特性还与信号的频率有关。
一般来说，频率越高，信号的穿透力越弱，但能够提供更高的数据传输速率。
在移动通信中，不同的频段具有不同的传播特性。
低频段的信号传播距离较远，但带宽较窄，数据传输速率相对较低；高频段则相反，虽然传输速率快，但传播距离较短，覆盖范围较小。
多径传播是移动信道的一个重要特性。
当信号从发射端发出后，可能会通过多条不同的路径到达接收端。
这些路径的长度和传播环境各不相同，导致信号到达接收端的时间、相位和幅度都有所差异。
这种多径效应会引起信号的衰落，包括瑞利衰落和莱斯衰落。
瑞利衰落通常发生在没有直射路径的情况下，信号幅度服从瑞利分布；而当存在较强的直射路径时，则会出现莱斯衰落。
为了应对移动信道的复杂传播特性，移动通信系统采用了一系列的技术手段。
无线传输信道的特性
通信工程专业研究方法论无线传输信道的特性学院：电子信息工程学院专业：通信工程班级：学号：学生：指导教师：毕红军2014年8月目录一、引言： (2)二、无线电波传播频段及途径 (3)2.1无线电波频段划分 (3)2.2无线电波的极化方式 (3)2.3传播途径 (4)三、无线信号的传播方式 (4)3.1直线传播及自由空间损耗 (5)3.2 反射和透射 (6)3.2.1斯涅尔（Snell）定律 (6)d 功率定律 (7)3.2.2 43.2.3断点模型 (8)3.3绕射 (9)3.3.1单屏或楔形绕射 (9)3.3.2多屏绕射 (10)3.4散射 (12)四、窄带信道的统计描述 (14)4.1不含主导分量的小尺度衰落 (14)4.2含主导分量的小尺度衰落 (16)4.3多普勒谱 (16)4.4大尺度衰落 (17)五、宽带信道的特性 (18)5.1多径效应对宽带信道的影响 (18)5.2多普勒频移对宽带信道的影响 (21)六、总结 (22)七、参考文献 (23)一、引言：各类无线信号从发射端发送出去以后，在到达接收端之前经历的所有路径统称为信道。
如果传输的无线信号，则电磁波所经历的路径，我们称之为无线信道。
信号从发射天线到接收天线的传输过程中，会经历各种复杂的传播路径，包括直射路径、反射路径、衍射路径、散射路径以及这些路径的随机结合。
同时，电波在各种路径的传播过程中，有用信号会受到各种噪声的污染，因而会出现不同情形的损伤，严重时会使信号难以恢复。
无线信号在传播时，不仅存在自由空间固有的传输损耗，还会受到建筑物、地形等的阻挡而引起信号功率的衰减和相位的失真，这种衰减还会由于移动台的运动和信道环境的改变出现随机的变化。
下面将讨论无线传输信道的主要特性。
二、无线电波传播频段及途径2.1无线电波频段划分现代的数字通信系统频谱主要集中在300KHz到5GHz之间，尤其是500KHz到2GHz之间的频段使用更密集，比如GSM系统使用的是900MHz和1800MHz，WCDMA系统使用的是1940MHz—1955MHz和2130MHz—2145MHz。
通信系统中的传输介质和信道特性
通信系统中的传输介质和信道特性通信系统是现代社会中不可或缺的重要组成部分。
作为信息传递的桥梁，传输介质和信道的特性在通信系统的可靠性和性能中起着决定性的作用。
本文将探讨通信系统中常见的传输介质和信道特性，帮助读者了解并正确选择合适的传输介质和信道。
一、传输介质的分类传输介质是指电信号在传输过程中所需要经过的物质介质，在通信系统中起着传递信号的作用。
根据传输介质的性质和使用方式的不同，可以将其分为有线传输介质和无线传输介质两大类。
1. 有线传输介质有线传输介质主要包括光纤、双绞线和同轴电缆等。
其中，光纤的主要特点是传输速度快、带宽大、抗干扰能力强，适用于长距离和大容量数据传输。
双绞线则被广泛应用于局域网和电话线路等，其优点是造价低廉、安装方便、适用于近距离传输。
同轴电缆则适用于电视信号传输等领域。
2. 无线传输介质无线传输介质主要指无线电波，包括广播电波、微波和红外线等。
这些介质具有传输距离远、适用于移动通信、无需铺设线缆等特点。
然而，无线传输介质也存在传输速度较慢、受到环境影响较大的弱点。
二、信道特性的影响因素信道特性是指在传输介质中传输信号时，受到噪声、干扰、衰减等因素的影响而发生的变化和损耗。
以下将介绍一些常见的影响因素：1. 干扰和噪声干扰和噪声是信号传输过程中最常见的问题之一。
干扰是指外来电磁信号或其他无关信号的窜入，导致接收到的信号发生变形或丧失部分信息。
噪声是指信号中不可避免的随机波动，使信号在传输过程中发生抖动或混杂，影响信号的完整性和准确性。
2. 衰减和延迟衰减是指信号在传输过程中随着距离的增加而逐渐减弱的现象。
信号衰减会导致信号接收端接收到的信号强度下降，从而影响通信质量。
延迟是指信号从发送端到接收端所需要的时间，延迟时间较长会影响通信的实时性和响应速度。
三、传输介质和信道特性选择的重要性在设计和部署通信系统时，选择合适的传输介质和了解信道特性至关重要。
以下是选择合适传输介质和信道特性的几个考虑因素：1. 传输距离不同的传输介质适用于不同距离的传输。
优选信道传输特性
4．时延
(1)发送时延 ：结点在发送数据时使数据块从结点进入到传输媒体所需的时间， 也就是从数据块的第一个比特开始发送算起，到最后一个比特发送完毕所需 的时间。发送时延又称为传输时延
发送时延=数据块长度/信道带宽
(2)传播时延 ：指从发送端发送数据开始，到接收端收到数据（或者从接收端发送确认帧，
到发送端收到确认帧），总共经历的时间。实际上这一来一回所经历的时间相加
Rc=1200×60/（8＋2）=7200(字符/分) 分母括号中的“2”是在一个字符的前后分别附加的一个起始比特和 终止比特。
3．频带利用率 频带利用率是描述传输速率与带宽之间关系的一个指标，这也是一 个与数据传输效率有关的指标。频带利用率定义式如下：
R/B
式中，R表示系统的传输速率，B表示系统所占的频带宽度。当传输 速率采用调制速率RB时，其频带利用率的单位为Baud/Hz；当传输 速率采用数据信号速率Rb时，其频带利用率的单位为bps/Hz。
②光纤信道的第二种构成方式是，由水平光缆和主干光缆在 楼层电信间做端接(熔接或机械连接) 构成，FD只设光纤之间 的连接点，如图4.3所示。
图 4.3 光缆在电信间做端接
③光纤信道的第三种构成方式是，由水平光缆经过电信间直 接连接至大楼设备间光配线设备构成，FD安装于电信间，只 作为光缆路径的场合，如图4.4所示。
②比特和比特/秒。
③调制速率与数据信号速率的关系。
Rb=RHale Waihona Puke log2M（3）数据传输速率
数据传输速率又称信道速率，是指信源入/出口处单位时间内传送的 二进制脉冲的信息量，单位可以是比特、字符、码组等；时间单位 可以是秒、分、小时等；通常用字符/分为单位。 数据传输速率和数据信号速率之间的关系需要考虑用多少比特来表 示一个字符；另外，如果采用起止同步方式传输，还需要考虑在数 据以外附加传输的比特数。 例如：在使用数据信号速率为1200bit/s的传输电路时，按起止同步 方式来传送ASCII码数据时，数据传输速率Rc为：
无线通信信号的传输特性和衰减规律
无线通信信号的传输特性和衰减规律引言：无线通信已经成为现代社会中不可或缺的一部分，它提供了人们互相沟通、信息传递和数据传输的便利。
然而，了解无线通信信号的传输特性和衰减规律对于优化信号传输和提高通信质量非常重要。
本文将详细介绍无线通信信号的传输特性和衰减规律的内容和步骤。
一、无线通信信号的传输特性：1. 传输速率：无线通信信号的传输速率是指在单位时间内传输的信息量。
传输速率主要受到信道带宽和调制方式的影响。
例如，高带宽和高阶调制方式可以提高传输速率。
2. 传输距离：无线通信信号的传输距离是指一个信号从发送端到接收端所需的距离。
传输距离主要受到发射功率、接收器灵敏度和环境干扰等因素的影响。
3. 传输延迟：无线通信信号的传输延迟是指一个信号从发送端到接收端所需的时间。
传输延迟主要受到传输距离和信号处理时间等因素的影响。
二、无线通信信号的衰减规律：1. 自由空间衰减：自由空间衰减是指无线通信信号在自由空间中由于传输距离增加而衰减。
自由空间衰减的规律遵循反比关系，即信号功率与传输距离的平方成反比。
2. 多径衰落：多径衰落是指无线通信信号在传输过程中遇到多条路径的干扰而产生的衰减现象。
多径衰落的规律较为复杂，常见的有瑞利衰落和莱斯衰落等。
3. 阴影衰落：阴影衰落是指由于地形、建筑物或其他物体对信号传播的遮挡而产生的衰减现象。
阴影衰落的规律取决于遮挡物的位置和信号频率。
4. 天线增益和方向性：天线增益和方向性是指通过优化天线设计和调整天线方向来提高信号的传输距离和减小衰减。
天线增益和方向性可以根据具体需求进行调整。
步骤：1. 选择合适的频段和调制方式：根据通信需求和环境条件选择合适的频段和调制方式，以提供更高的传输速率和更好的通信质量。
2. 优化发射功率和天线设计：通过合理设置发射功率和优化天线设计，可以提高信号的传输距离和减小衰减现象，以增强通信性能。
3. 考虑多径衰落和阴影衰落：在通信系统设计中，应考虑多径衰落和阴影衰落对信号传输的影响，并采取相应的调整措施，如使用天线阵列、均衡器等。
a第7章 移动通信传输信道的特性
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7.1.1 移动通信系统结构及传输特点
图7-3 我国大陆陆地移动通信2G频谱使用和3G新增频谱输特点
• （1）移动性 • 移动性包括设备移动性（Equipment Mobility）和用 户移动性（User Mobility）。设备移动性是用户移动 性的基础，它使得移动设备能够不受位置限制地保持 原有的通信；用户移动性则允许移动用户在任何地点 使用任何形式的终端设备实现通信。为了支持移动终 端和移动用户的移动性，移动通信网络需要建立一套 有效的移动性管理（Mobility Management）机制。 移动台发送信息的过程比较简单，它首先向网络请求 一定的资源，然后就能够与网络实现信息交互了。
711移动通信系统结构及传输特点图71陆地移动通信系统的组成bts设有无线收发信机和天馈线等设备每个bts都有一个可靠通信的服务范围称为无线小区简称小区cell移动网络就是由若干个这样的小区所构成通过分析可以知道如果采用正六边形的小区对服务范围进行覆盖往往可以在频谱利用率网络规划等方面取得较好的效果因此进行移动网络覆盖分析的时候经常采用正六边形小区覆盖其结构非常类似蜂窝所以又可以把小区制移动通信系统称为蜂窝移动通信系统
• （1）新增第三代公众移动通信系统的工作频段 • ① 核心工作频段 • 频分双工（FDD）方式：1920～1980MHz/2110～2170MHz ，共120MHz。 • 时分双工（TDD）方式：1880～1920MHz/2010～2025MHz ，共55MHz。
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7.1.1 移动通信系统结构及传输特点
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7.1.1 移动通信系统结构及传输特点
• （5）移动终端要求高 • 移动终端作为用户接入移动通信网络的设备，必须具 有普通电话终端的基本特性，以及无线收发的能力， 除此之外，考虑到移动性的特点，还会有不同的要求 。对面向个人用户的手机终端，主要要求是体积小、 质量轻、省电、操作简单和携带方便，当然，随着技 术的进步，人们已经不满足于手机仅仅具备通话功能 ，而在娱乐、文档处理、多媒体应用等方面都提出了 新的要求，因此智能手机已经逐渐取代普通手机，成 为市场的主流终端。车载台和机载台除要求操作简单 和维修方便外，还应保证在振动、冲击、高低温变化 等恶劣环境中正常工作。
通信系统中的信号传输与传播特性
通信系统中的信号传输与传播特性随着科技的发展和互联网的普及，通信系统在我们日常生活中扮演着越来越重要的角色。
而在通信系统中，信号的传输和传播特性起着至关重要的作用。
本文将介绍通信系统中信号传输的基本概念和传播特性，并探讨其对通信质量的影响。
一、信号传输的基本概念在通信系统中，信号是信息的载体，其传输是指将信号从发送端通过信道传输到接收端的过程。
信号传输的基本概念包括以下几个方面：1.1 发送端与接收端发送端是指信号的发出地，也就是信息的来源；接收端是指信号的接收地，也就是信息的目的地。
在信号传输过程中，发送端将信息编码成信号后发送到信道，而接收端则从信道接收信号并将其解码成原始信息。
1.2 信号编码和解码信号编码是指将原始信息转换为可传输的信号的过程，常用的编码方式包括模拟信号与数字信号。
模拟信号是连续的信号，而数字信号是离散的信号。
在信号传输过程中，模拟信号常通过调制的方式转换为数字信号进行传输。
1.3 信道和噪声信道是指信号从发送端到接收端的传输媒介，可以是导线、光纤、无线电波等不同的媒介。
而噪声是指信号传输过程中产生的干扰信号，会对信号的质量产生影响。
为了保证信号传输的质量，需要采取一定的信号处理技术来降低噪声的影响。
二、信号传播特性信号在传输过程中会受到各种因素的影响，从而导致信号的失真和衰减。
因此，了解信号的传播特性对于优化通信系统的设计和性能提升具有重要意义。
以下是常见的信号传播特性：2.1 衰减信号在传输过程中会遇到各种衰减现象，如传输媒介的阻抗、传输距离和信号频率等因素会导致信号的衰减。
衰减会使信号的幅度减小，影响信号的可靠性和传输距离。
2.2 延迟信号在传输过程中会产生一定的传播延迟，即信号从发送端到接收端的时间间隔。
延迟会导致时序失真，影响信号的准确性和实时性。
在某些应用场景中，如实时语音通话和视频传输中，需要控制延迟在可接受的范围内。
2.3 多径效应多径效应是指信号在传播过程中由于经过不同路径导致的多次反射、散射和干涉等现象。
移动通信系统中的信道特性
移动通信系统中的信道特性在我们生活的这个信息时代，移动通信已经成为了不可或缺的一部分。
无论是日常的电话通话、发送短信，还是通过手机浏览网页、观看视频，这一切都离不开移动通信系统的支持。
而在移动通信系统中，信道特性是一个至关重要的概念，它对于通信质量和效率有着深远的影响。
要理解移动通信系统中的信道特性，首先得明白什么是信道。
简单来说，信道就是信息从发送端传输到接收端所经过的路径。
在移动通信中，这个路径可不是一条笔直的、毫无干扰的“高速公路”，而是充满了各种复杂情况和不确定性。
移动通信信道的一个显著特点就是多径传播。
想象一下，当你在一个高楼林立的城市中打电话，信号从你的手机发送出去后，可能会经过建筑物的反射、折射，甚至绕射，然后以多条不同的路径到达接收端。
这就导致接收端接收到的信号是多个路径传来的信号的叠加。
这种多径传播会带来信号的衰落和时延扩展。
衰落就是信号强度的快速变化，有时候强，有时候弱，让你的通话质量时好时坏。
时延扩展则会导致符号间干扰，使得接收端难以准确地解读发送的信息。
除了多径传播，移动通信信道还存在多普勒频移的现象。
当移动台（比如你的手机）在移动时，相对于基站发送的信号，它会产生频率上的变化。
这就好像一辆行驶中的汽车听到的警笛声，随着汽车的靠近或远离，警笛声的频率会发生变化。
多普勒频移会影响信号的解调，导致误码率增加，进而影响通信质量。
另外，噪声也是移动通信信道中不可忽视的一个因素。
噪声可以来自各种来源，比如自然界的电磁干扰、其他电子设备的辐射等等。
这些噪声会叠加在有用信号上，使得信号变得模糊不清，增加了接收端正确解调信号的难度。
在不同的环境中，移动通信信道的特性也会有所不同。
比如在城市环境中，由于建筑物密集，信号的反射和遮挡比较严重，多径传播和衰落现象更加明显；而在开阔的农村地区，信号传播相对较为顺畅，但可能会受到更远距离的传播损耗影响。
为了应对移动通信信道的这些特性，工程师们想出了各种各样的技术和方法。
信道知识点总结
信道知识点总结一、信道的定义与分类1. 信道的定义信道是信息传输的媒介，在通信系统中起到传输信息的作用。
它可以是电磁波、光波、声波等形式的媒介，用来传输信号或数据。
2. 信道的分类根据不同的标准，信道可以分为多种类型，常见的有以下几种：（1）按传输方式分类：有线信道和无线信道。
（2）按传输方向分类：单向信道和双向信道。
（3）按传输介质分类：光纤信道、微波信道、声波信道等。
二、信道的特性与参数1. 信道的特性信道的特性包括带宽、传输速率、传输距离、信噪比、误码率等。
- 带宽：信道能够传输的频率范围，带宽越大，传输速率越高。
- 传输速率：信道能够传输的数据量，通常以每秒传输的比特数表示。
- 传输距离：信道能够传输数据的最远距离。
- 信噪比：信号与噪声的比值，反映了信号传输的质量。
- 误码率：在传输过程中产生错误的比率。
2. 信道的参数信道的参数有很多，主要包括衰减、延迟、频谱容量、多径效应等。
- 衰减：信号在传输过程中逐渐减弱的现象。
- 延迟：信号在传输中所需要的时间。
- 频谱容量：信道传输数据的最大能力。
- 多径效应：信号在传输过程中遇到多条路径，产生干扰和衰减。
三、信道传输技术1. 信道编码信道编码是指在信息传输过程中为了提高信道传输质量而对信息进行编码的过程。
常见的信道编码方式包括奇偶校验码、循环冗余校验码、汉明码、卷积码等。
2. 调制与解调调制是指将数字信号转换成模拟信号的过程，解调是指将模拟信号转换成数字信号的过程。
调制技术有幅度调制、频率调制、相位调制等。
3. 多路复用多路复用是指将多个信号通过同一信道传输的技术，包括频分复用、时分复用、码分复用等。
4. 故障检测与纠正在信道传输中，常常会出现传输错误的情况，故障检测与纠正技术可以帮助我们发现和纠正传输错误，提高传输可靠性。
四、信道建模与传输性能分析1. 信道建模信道建模是指对信道进行描述和抽象，以便对信道进行分析和仿真。
常用的信道建模方式包括概率模型、时域模型、频域模型等。
卫星通信信道的传输特性及vsat下行链路具体仿真模型的建立
另外还考虑了对流层闪烁的影响，对于Ka波段的信号，对流层既有减弱作用同时还有增强作用，因此在本文中还观察了对陆层闪烁发生时候的信号的散点图等信息，并统计了对流层闪烁对于通信质量的影响。
关键字：Ka波段VSAT雨衰 对流层闪烁Simulink误码率和容量
Abstract
First ,some basicknowledgeof simulink is introduced. After that ,in the second section,charactersof ka band satellite–communication isintroduced. Then a model of Ka band VSAT down-link which subject to rain attenuation andscintillationis built. I use Matlab/Simulink to simulate this model. All the model-data is based on the city ofguangzhou,China.
因此，在本文中，对QPSK和BPSK进行仿真时，均采用了基带(即低通模型)，这是因为：
（1）带通信号的低通复包络
(1-2-2)
对应的复包络为 (1-2-3)
即 (1-2-4)
(1-2-5)
其中,A(t)和 为低通函数。
（2）由帕塞维尔定理得到，经过傅立叶变换之后，功率与能量保持不变，即 即复包络的能量为带通信号能量的2倍，而信号和噪声拥有类似的性质，所以得到了信噪比保持不变，从而为仿真带来了方便。
第3章 oy移动信道的传播特性-2-移动信道的特征(衰落)
数据传输速率高，则码元宽度小，带 频率选择性衰落（ 200kHz ） 宽宽，多径信号干扰码元程度高，信号 带宽大于信道相关带宽。
数字移动通信 3-24
3.2.4 时延扩展和相关带宽
相关带宽的意义
从频域来看多径现象将导致频率选择性衰落，即 信道对不同频率成分有不同的响应 在相关带宽内信号传输失真小，若信号带宽超过
根据发送信号与信道变化快慢程度（多普勒扩展）
快衰落（信号带宽Bs <多普勒扩展Bd，即码元间隔Ts >相干时间Tc）
慢衰落（信号带宽Bs >多普勒扩展Bd，即码元间隔Ts <相干时间Tc）
数字移动通信 3-32
一、平坦衰落与频率选择性衰落
平坦衰落
在信号带宽范围内，各频点的幅度有基本相同的增益， 即发送信号的频谱基本保持不变；
动，易受时间选择性衰落影响。
数字移动通信 3-31
3.2.3 多径衰落信道的分类
移动信道中的时间色散和频率色散产生衰落效应： 根据信号带宽和信道相关带宽的比较（多径衰落）
频率选择性衰落（码元间隔Ts <时延扩展Δ，即信号带宽Bs >相关
带宽Bc）
平坦衰落 （码元间隔Ts >时延扩展Δ，即信号带宽Bs <相关带宽Bc）
多径衰落
在不到一个波长范围内会出现几十分贝的电 平变化和剧烈的相位摆动
数字移动通信
3.2.2 移动环境的多径传播
1.多径衰落(幅度快衰落)
衰落的分布：没有直射播的N个路径传播时，每径信号的 幅度服从高斯分布，相位在0~2π 间服从均匀分布的各径 信号的合成信号的包络分布为瑞利分布。 幅度快衰落包络概率密度函数p(r)为
信道特性对信号传输的影响
设信道的最大时延差为 ，则相邻两个零点之间的频率间隔为
这个频率间隔通常称为多径传播信道的相关带宽。
02
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如果传输信号的频谱比相关带宽宽，则将产生明显的选择性衰落。
01
由此看出，为了减小选择性衰落，传输信号的频带必须小于多径传输信道的相关带宽。
02
工程设计中，通常选择信号带宽为相关带宽的1/5～1/3。
2.频率选择性衰落与相关带宽
设发射信号为：f(t) 仅有两条路径，路径衰减相同，时延不同 两条路径的接收信号为：A f(t - 0) 和 A f(t - 0 - ) 其中：A － 传播衰减， 0 － 第一条路径的时延， － 两条路径的时延差。 求：此多径信道的传输函数 设f (t)的傅里叶变换（即其频谱）为F()：
十分明显，有线电话信道的此种不均匀衰耗必然使传输信号的幅度-频率发生失真，引起信号波形的失真。
此时若要传输数字信号，还会引起相邻数字信号波形之间在时间上的相互重叠，即造成码间串扰（码元之间相互串扰）。
01
02
相位－频率失真（群迟延失真）
1
所谓相位-频率失真，是指信道的相位-频率特性或群迟延-频率特性偏离 (b)、(c)所示关系而引起的失真。 电话信道的相位-频率失真主要来源于信道中的各种滤波器及可能有的加感线圈，尤其在信道频带的边缘，相频失真就更严重。
03
2.3.3 随参信道特性的改善 随参信道的衰落，将会严重降低通信系统的性能，必须设法改善。 对于慢衰落，主要采取加大发射功率和在接收机内采用自动增益控制等技术和方法。对于快衰落，通常可采用多种措施，例如，各种抗衰落的调制/解调技术、抗衰落接收技术及扩频技术等。其中明显有效且常用的抗衰落措施是分集接收技术。 下面简单介绍分集接收的原理。 1. 分集接收的基本思想 前面说过，快衰落信道中接收的信号是到达接收机的各径分量的合成（见式2-8）。这样，如果能在接收端同时获得几个不同的合成信号，并将这些信号适当合并构成总的接收信号，将有可能大大减小衰落的影响。这就是分集接收的基本思想。 在此，分集两字的含义是，分散得到几个合成信号，而后集中（合并）处理这些信号。理论和实践证明，只要被分集的几个合成信号之间是统计独立的，那么经适当的合并后就能使系统性能大为改善。
无线信道传播特性分析总结
无线信道传播特性分析总结(共8页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--无线信道传播特性分析总结班级学号姓名随着科学技术的发展，无线通信已经渗透到我们生活的各个方面，对我们的生活工作有着巨大的影响。
在无线通信系统中，无线通信的信道的特性对整个系统有着巨大的影响。
1、无线信道的概念要想搞明白无线信道具有哪些特性，就要先了解什么是无线信道。
信道是对无线通信中发送端和接收端之间的通路的一种形象比喻，对于无线电波而言，它从发送端传送到接收端，其间并没有一个有形的连接，它的传播路径也有可能不只一条，但是我们为了形象地描述发送端与接收端之间的工作，我们想象两者之间有一个看不见的道路衔接，把这条衔接通路称为信道。
信道具有一定的频率带宽，正如公路有一定的宽度一样。
与其它通信信道相比,无线信道是最为复杂的一种,其衰落特性取决于无线电波传播环境。
不同的环境,其传播特性也不尽相同。
无线信道可能是很简单的直线传播,也可能会被许多不同的因素所干扰,例如:信号经过建筑物,山丘,或者树木所有反射而产生的多径效应,使信号放大或衰落。
在无线信道中,信号衰落是经常发生的,衰落深度可达30。
对于数字传输来说,衰落使比特误码率大大增加。
这种衰落现象严重恶化接收信号的质量,影响通信可靠性。
移动信道与非移动点对点无线信道相比,信号传输的误比特率前者比后者高106倍。
另外,在陆地移动系统中,移动台处于城市建筑群之中或处于地形复杂的区域,其天线将接收从多条路径传来的信号,再加移动台本身的运动,使得信号产生多普勒效应,并且信道的特性也随时间变化而变化,增加了信号的不确定性,使得移动台和基站之间的无线信道多变且难以控制。
所以,与传统模型相比,无线信道多径数目增多,时延扩展加大,衰落加快。
2、无线信道的特性信号从发射天线到接收天线的传输过程中，会经历各种复杂的传播路径，包括直射路径、反射路径、衍射路径、散射路径以及这些路径的随机组合。
通信原理第4章
人为噪声 － 例：开关火花、电台辐射
自然噪声 － 例：闪电、大气噪声、宇宙噪声、热噪声
33
4.5 信道中的噪声
热噪声
来源：来自一切电阻性元器件中电子的热运动。 12 Hz。 频率范围：均匀分布在大约 0 ～ 10 热噪声电压有效值：
V 4kTRB
(V)
式中
k = 1.38 10-23（J/K） － 波兹曼常数； T － 热力学温度（º K）； R － 阻值（）； B － 带宽（Hz）。 性质：高斯白噪声
4.2 无线信道--频带与电波传播
电子科技大学通信学院
12/52 12
4.2 无线信道--频带与电波传播
电子科技大学通信学院
13/52 13
4.2 无线信道
无线电视距中继信道
14
4.2 无线信道
卫星中继信道
15
4.2 无线信道
无线电广播与移动通信信道
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4.3 信道的数学模型
广义信道：从消息传输观点出发，把信道范围扩大（包含通信系统 中某些环节）以后定义的信道。常用于通信系统性能分析。
衰减随时间变化 时延随时间变化 多径效应：信号经过几条路径到达接收端，而且每条路径
的长度（时延）和衰减都随时间而变，即存在多径传播现象。
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4.4 信道特性对信号传输的影响
产生多径效应的分析
多径传播示意图
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4.4 信道特性对信号传输的影响
多径效应分析： 设 发射信号为 A cos0t 接收信号为
R(t)：是一个包络和相位随机缓慢变化的窄带信号。
结论：发射信号为单频恒幅正弦波时，接收信号因多径效应变 成包络起伏的窄带信号。
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图 4.4 光缆经电信间直接连接至设备间
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第4章 信道传输特性
4．信道容量
信息论中的香农(C.E.Shannon)定律给出了有扰模拟信道容量的计算公 式。设信道(调制信道)的输入端加入单边功率谱密度为n0(W/Hz)的加 性高斯白噪声，信道的带宽为B(Hz)，信号功率为S(W)，则通过这种信 道无差错传输的最大信息传输速率C为：
信道级别 A B C D E F
最大直流环路电阻/Ω
560
170
40
25
25
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4.2.2 特征阻抗
特征阻抗（Characteristic Impedance）描述由电缆及相关连接器件组成的传输 信道的主要特性。特征阻抗指链路在规定工作频率范围内对通过的信号的阻 碍能力，用欧姆（Ω）来度量。综合布线系统要求整条电缆的特征阻抗保持 为一个常数（呈电阻状态），如图4.7所示。与电缆的反射系数相似，定义比 值r：
r
Ri Z 0 150 100 0.2 20% Ri Z 0 150 100
图 4.7 特征阻抗计算
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4.2.3 回波损耗和插入损耗
1．回波损耗
回波损耗(Return Loss，RL)又称反射衰减，简称回损。回波损耗 是由于链路或信道特性阻抗偏离标准值导致功率反射而引起(布 线系统中阻抗不匹配产生的反射能量)的。
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例4.1 考虑一个极端的噪声信道，其中信噪比近似于零。换言之，噪声 很强使得信号很微弱。对于该信道，计算它的信道容量如下： C=Blog2(1+S/N)=B log2(1+0)=B log2(1)=B× O=0 这就是说，该信道容量是零，与带宽无关。换言之，在该信道上不能发 送任何数据。 例4.2 计算常规电话线路理论上的最高比特率。电话线通常的带宽是 3000Hz(300～3300Hz)；信噪比通常是3162(35dB)。对于该信道，计算 信道容量如下： C=3000log2(1+S/N)=3000log2(1+3162)=3000log2(3163)=3000× 11.62=34860bit/s
m
式中，m表示并行传输的通路数；Ti表示第i路一个单位调制信号 波的时间长度(用s表示)；Ni表示第i路调制信号波的状态数。 ②比特和比特/秒。 ③调制速率与数据信号速率的关系。
Rb=RBlog2M
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（3）数据传输速率
数据传输速率又称信道速率，是指信源入/出口处单位时间内传送的 二进制脉冲的信息量，单位可以是比特、字符、码组等；时间单位 可以是秒、分、小时等；通常用字符/分为单位。 数据传输速率和数据信号速率之间的关系需要考虑用多少比特来表 示一个字符；另外，如果采用起止同步方式传输，还需要考虑在数 据以外附加传输的比特数。 例如：在使用数据信号速率为1200bit/s的传输电路时，按起止同步 方式来传送ASCII码数据时，数据传输速率Rc为： Rc=1200×60/（8＋2）=7200(字符/分) 分母括号中的“2”是在一个字符的前后分别附加的一个起始比特和 终止比特。
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4.1.1信道和链路
1．信道和链路的概念
信道（Channel）是通信系统中必不可少的组成部分。通俗地说，信道是指以 传输介质为基础的信号通路。具体地说，信道是指由有线或无线电线路提供 的信号通路；抽象地说，信道是指定的一段频带，它让信号通过，同时又给 信号以限制和损害。信道的作用是传输信号。 在数据通信系统中，对信道可以从下面两种不同的角度进行理解：一种是将 传输介质与完成信号变换功能的设备都包含在内，统称为广义信道。另一种 是仅指传输介质(如对绞电缆、同轴电缆、光纤、微波、短波等)本身，这类 信道称为狭义信道。 对信道分类的方法很多，按照信道所采用传输介质的不同，可将信道分为有 线信道和无线信道。 从综合布线系统的角度讲，信道是指连接两个应用设备的端到端的传输通道， 它包括了设备电缆、设备光缆和工作区电缆、工作区光缆。
第4章 信道传输特性
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4.1 信道传输特性的概念 4.2 电缆信道性能指标 4.3 光纤信道性能指标 4.4 提高信道传输质量的措施
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4.1 信道传输特性的概念
数据通信系统由终端设备系统、数据传输系统和数据处理系统三个 部分组成。其中，数据传输系统又由传输信道及两端的数据电路 终接设备而构成。由于数据通信质量不但与传送的信号、发／收 两端设备的特性有关，而且还要受到传输信道质量及噪声干扰的 影响，所以传输信道是影响通信质量的重要因素之一。因此，在 设计或评价综合布线系统性能时，经常要用到数据通信中的许多 基本概念，如信道、带宽、数据传输速率等，要涉及信道的传输 特性，否则就无法衡量其性能的优劣。
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4.2 电缆信道性能指标
按照国际布线标准ISO/IEC 11801-2002、ANSI/TIA/EIA 568及 国家标准GB 50311-2007、YD/T 1092-2001，描述平衡电缆信道 （Balanced Cabling Links）性能的电气特性参数有直流环路电阻、 特征阻抗、回波损耗、衰减、串扰、时延等，其中与信道长度 有关的参数，如衰减、直流环路电阻、时延等；与对绞电缆纽 距相关的参数有：特征阻抗、衰减、串扰和回波损耗等。按照 GB 50311-2007关于综合布线电缆系统A、B、C、D、E和F的分 级情况，不同布线系统级别的具体性能指标也不相同。
率成份所占据的频率范围。目前常用对绞电缆带宽等级如表4.1所示。
表 4.1 对绞电缆带宽 电缆级别 5类 5e类 6类 7类 支持带宽范围/MHz 1～100 1～100 1～250 1～600
图 4.5 吞吐率
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2．传输速率
(1)调制速率
调制速率表示信号在调制过程中，单位时间内调制信号波 形的变换次数，即单位时间内所能调制的次数，简称波特 率，其单位是波特(Baud)，它是以电报电码的发明者法国人 波特(Baud)的名字来命名的。如果一个单位调制信号波的时 间长度为T(s)，那么调制速率RB定义为：
这就是说，电话线上的最高比特率是34860bit/s。如果要想更快地发送 数据，则应该增加线路的带宽或改善信噪比。
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4.1.2 数据传输的主要指标
1.带宽或吞吐率
带宽（Bandwidth）本来是指某个信号具有的频带宽度。由于一个特定的信号往往 是由许多不同的频率成份组成的，因此一个信号的带宽是指该信号的各种不同频
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3．频带利用率 频带利用率是描述传输速率与带宽之间关系的一个指标，这也是一 个与数据传输效率有关的指标。频带利用率定义式如下：
R/B
式中，R表示系统的传输速率，B表示系统所占的频带宽度。当传输 速率采用调制速率RB时，其频带利用率的单位为Baud/Hz；当传输 速率采用数据信号速率Rb时，其频带利用率的单位为bps/Hz。
图 4.8 回波损耗
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表 4.3 信道最小回波损耗值
频率/MHz 1 16 100 250 600 C级/dB 15.0 15.0 D级/dB 17.0 17.0 10.0 E级/dB 19.0 18.0 12.0 8.0 F级/dB 19.0 18.0 12.0 8.0 8.0
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2．插入损耗 一般说来，插入损耗是指发射机与接收机之间，插入电缆或元件 产生的信号损耗，有时也指衰减。布线系统信道的最大插入损耗 值如表4.4所列数值。
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5．波长
波长可由已知的传播速度与信号周期来计算： 波长=传播速度×周期。 由于周期与频率彼此互为倒数，因此可写成： 波长=传播速度×(1/频率)=传播速度/频率。 如果用λ表示波长，传播速度用c表示，频率用f表示，则得到：λ=c/f。 通常波长以µm而不是m作为度量单位。例如，空气中红光的波长是： λ=c/f=(3×108)/(4×1014)=0.75×10-6m=0.75µm 由于光在缆线中的传播速度比空气中慢，因而在电缆或光缆中，波长低 于0.5µm。
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2．布线系统信道、永久链路、CP链路构成模型
如图4.1所示是布线系统信道、永久链路、CP链路构成模型。
图 4.1 布线系统信道、永久链路、CP链路构成模型
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3．光纤信道构成方式
①光纤信道的第一种构成方式是，由水平光缆和主干光缆至楼层电 信间的光纤配线设备经光纤跳线连接构成，如图4.2所示。
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4.1.3 电磁干扰与电磁兼容性
1．电磁干扰
电磁干扰EMI（Electro Magnetic Interference）也称为噪声， 指在铜导线中由电磁场引起的电噪声Electro Magnetic Compatibility）是指系统 发出的最小辐射和系统能承受的最大外部噪声，即设备或者 系统在正常情况下运行时，不会产生干扰同一空间中其他设 备、系统电信号的能力。
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4.2.1 直流环路电阻
任何导线都存在电阻。直流环路电阻是指一对导线电阻之和， ISO/IEC 11801-2002规定不得大于19.2Ω/100m，每对对绞电缆的差异应 小于0.1Ω。每对线的直流环路电阻应低于表4.2所列数值。 表 4.2 直流环路电阻限值