无线信道传播特性分析总结讲解学习

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无线通信中的信道特性分析方法

无线通信中的信道特性分析方法

无线通信中的信道特性分析方法在无线通信系统中,信道特性是评估系统性能和设计通信方案的关键因素。

无线信道中存在多种传播特性,如多径传播、噪声干扰、多普勒效应等,这些因素都会对信号的传输质量和可靠性产生影响。

因此,对无线信道的特性进行准确分析和建模,能够为无线通信系统的优化和设计提供重要的参考依据。

本文将介绍几种常用的无线通信中的信道特性分析方法。

首先,最常见的信道特性分析方法是通过实验进行测量。

这种方法通过在特定环境中搭建无线通信系统并进行实际的信号传输,收集并分析接收信号的参数。

例如,可以利用专业的测量设备对电磁波强度、信号延迟、频率选择性衰落等参数进行测量。

这种实验测量方法能够直接获取实际的信道特性,具有较高的准确性和可靠性。

其次,还可以利用无线信道建模进行特性分析。

无线信道建模是基于实际测量数据或理论模型进行信道特性分析的一种方法。

通过收集大量的实测数据并进行统计分析,可以得到信道模型的参数,例如衰落幅度、衰落时延、功率谱密度等。

同时,也可以利用理论模型,如瑞利衰落模型、莱斯衰落模型等来描述信道特性,通过对模型参数的估计,来分析信道的性能。

这种建模方法具有一定的简化性,能够在缺乏大量实测数据的情况下进行信道分析,但准确性可能会有所降低。

另外,网络仿真技术也是一种常用的信道特性分析方法。

通过建立网络仿真模型,模拟无线通信系统中的各个组成部分,并对信道进行仿真分析,可以评估系统性能和优化通信方案。

网络仿真可以考虑到多种影响因素,如多径传播、噪声干扰、多普勒效应等,并能够模拟不同的环境条件,如城市、农村等,对信道进行全面的分析。

仿真方法具有灵活性和可控性,能够方便地进行不同参数的调整和对比分析,为无线通信系统的设计和优化提供有效的工具。

此外,还可以利用数据挖掘和机器学习算法进行信道特性分析。

通过对大量的信道数据进行处理和分析,挖掘其中的模式和规律,从而得到信道特性的潜在模型。

数据挖掘和机器学习方法能够自动从数据中提取信息,并能够从复杂的信道数据中发现隐藏的关系和规律。

无线传输信道的特性

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。

无线射频通信中的信道建模与传播特性

无线射频通信中的信道建模与传播特性

无线射频通信中的信道建模与传播特性一、引言(100字左右)无线射频通信已经成为了现代通信的重要组成部分,从手机通话到无线局域网,都离不开无线射频通信。

在无线射频通信的过程中,信道建模与传播特性的研究对于提高通信系统的可靠性和性能至关重要。

二、信道建模的概念和意义(200字左右)1. 信道建模是指对信号在传输过程中所经历的各种影响进行建模和仿真的过程。

2. 信道建模可以帮助我们了解信道对信号的衰减、多径效应、干扰等影响,从而设计出更加鲁棒和可靠的通信系统。

三、信道建模的步骤(400字左右)1. 信道特性的收集:通过实地测量和实验获取信道的相关参数,如衰减、多径效应、干扰等。

2. 数据处理与分析:对收集到的数据进行处理和分析,提取出信道模型所需要的特征参数。

3. 信道建模方法选择:根据实际需求和数据分析结果,选择合适的信道建模方法,如统计模型、几何模型、时频模型等。

4. 信道建模参数估计:利用已选择的建模方法,使用收集到的数据进行参数的估计和拟合。

5. 信道建模验证与评估:通过与实际场景进行对比和验证,评估所建模型的准确性和适用性。

6. 信道建模应用:将所建模型应用于具体的通信系统设计和性能评估中,为系统的优化和改进提供基础。

四、无线信道传播特性(400字左右)1. 多径效应:信号在传播过程中会经历多条路径,导致多径传播现象。

多径效应会产生多普勒频移、时延扩展和幅度衰减等。

2. 大尺度衰减:信号在传播过程中会因为材料和障碍物的阻挡而遭受衰减。

通常使用路径损失指数(Path Loss Exponent)来描述衰减的程度。

3. 阴影衰落:信号在传播过程中,由于信号与建筑物、自然环境等的阻挡和干扰,会造成信号的强度突变现象。

4. 多普勒展宽:移动通信中,信号源和接收器之间的相对运动会导致多普勒频移,进而引起信号的频谱扩展。

5. 天气衰落:天气现象对信号的传播也会产生影响,如雨滴、雪花等大气中的微粒会散射和吸收信号。

无线信道的特性PPT资料优秀版

无线信道的特性PPT资料优秀版
即单一频率信号经过时变衰落信道之后会呈现为具有一定带宽和频率包 在无线通信系统中,重点要解决时间选择性衰落和频率选择性衰落。 络的信号,称为信道的频率弥散性。频率弥散性会造成信道间干扰 频率弥散性会造成信道间干扰(InterChannel Interference,ICI)。 (InterChannel Interference,ICI)。 时间选择性衰落的一种具体表现就是多普勒频移(Doppler shift),即单一频率信号经过时变衰落信道之后会呈现为具有一定带宽和频率包络的信号,称为信道的频率弥散性。
无线信道要解决的问题
• 自由空间的传播损耗和阴影衰落 在无线通信系统中,重点要解决时间选择性衰落和 频率选择性衰落。采用OFDM技术可以很好的解决 这两种衰落对无线信道传输造成的不利影响。
通信技术专业教学资源库 武汉职业技术学院
通信技术专业教学资源库 武汉职业技术学院
《4G-LTE基站建设》课程
无线信道的特性
主讲: 李雪
无线信道的特性
频率选择性衰落
• 多径效应会引起频率选择性衰落。
• 当多路信号的相对时延与一个符号的时间相比不可忽略, 那么当多路信号迭加时, 不 通信技术专业教学资源库同时间的符号就会重迭在一起,造成符号间干扰(InterSymbol Interference,ISI), 除通上信面 技讲术到专的业几教种学衰资落源之库此外,时由就于移认动台为的发运动生,还了会频使无率线信选道择呈现性出时衰变落性,。即时间选择性衰落。
时间选择性衰落的一种具体表现就是多普勒频移(Doppler shift),即单一频率信号经过时变衰落信道之后会呈现为具有一定带宽和频率包络的信号,称为信道的频率弥散性。 时间选择性衰落的一种具体表现就是多普勒频移(Doppler shift),即单一频率信号经过时变衰落信道之后会呈现为具有一定带宽和频率包络的信号,称为信道的频率弥散性。 自由空间的传播损耗和阴影衰落主要影响到无线区域的覆盖,通过合理的设计就可以消除这种不利影响。 多径效应会引起频率选择性衰落。 《4G-LTE基站建设》课程 频率弥散性会造成信道间干扰(InterChannel Interference,ICI)。 在无线通信系统中,重点要解决时间选择性衰落和频率选择性衰落。 多径效应会引起频率选择性衰落。 通信技术专业教学资源库 通信技术专业教学资源库 在无线通信系统中,重点要解决时间选择性衰落和频率选择性衰落。 时间选择性衰落的一种具体表现就是多普勒频移(Doppler shift),即单一频率信号经过时变衰落信道之后会呈现为具有一定带宽和频率包络的信号,称为信道的频率弥散性。

无线信号的传播特性和解决方案

无线信号的传播特性和解决方案

无线信号的传播特性和解决方案引言:无线通信的发展已经成为现代社会的必需品。

我们可以通过无线网络连接到互联网,使用无线电话和信息设备进行通信。

然而,了解无线信号的传播特性以及如何解决信号传输中的问题对于提高通信质量和网络性能非常重要。

一、无线信号的传播特性1. 衰减和干扰:无线信号在传播过程中会受到衰减和干扰的影响。

衰减是指信号强度随着传播距离的增加而减弱。

干扰包括多径效应、天线问题和其他无线设备的干扰等。

2. 多径效应:多径效应是指信号在传播路径中经过多个不同的路径传播,导致信号叠加和相互干扰。

这会导致信号的失真和衰减。

3. 多普勒效应:多普勒效应是指当无线信号源或接收器相对于接收器或信号源运动时,信号频率会发生变化。

这个现象常见于移动通信中,如车载通信和卫星通信。

二、无线信号传播问题的解决方案1. 增强信号强度:可以通过增加天线功率、增加发射频率以及使用信号放大器等方法来增强信号强度。

这可以提高信号的传输距离和质量。

2. 减少多径效应:减少多径效应对信号传播质量的提高至关重要。

使用调制技术可以减少多径效应对信号的影响。

此外,使用天线阵列或多天线系统可以降低多径效应的影响,并提高信号质量。

3. 使用等化器:等化器可以在接收端对多径效应进行补偿,提高信号质量。

等化器可以根据接收到的信号特征来消除信号的失真和衰减。

4. 频率分配和管理:对于无线通信系统来说,合理的频率分配和管理对于避免信号干扰和碰撞非常重要。

合理分配和管理频谱资源可以提高无线通信系统的容量和性能。

三、无线信号传播问题的实际应用1. 移动通信系统:在移动通信系统中,如2G、3G、4G和5G系统,无线信号传播问题是一个重要的考虑因素。

通过使用复杂的调制技术和天线阵列等,可以提高信号传输质量和网络性能。

2. 无线局域网:无线局域网(Wi-Fi)的传播特性和问题与移动通信类似。

通过合理设置信号发射器和天线,可以优化无线网络的覆盖范围和传输速度。

通信系统中的信道建模与信号传播特性分析

通信系统中的信道建模与信号传播特性分析

通信系统中的信道建模与信号传播特性分析一、引言在通信系统中,信道建模与信号传播特性分析是非常重要的研究方向。

准确的信道建模与对信号传播特性的深入分析可以帮助我们更好地设计、优化和调整通信系统,提高通信质量和性能。

本文将从信道建模和信号传播特性两个方面进行论述。

二、信道建模1. 信道类型通信系统中的信道可以分为有线信道和无线信道两种类型。

有线信道主要包括光纤、铜线等,而无线信道则主要涉及电磁波传播。

在进行信道建模时,需要针对不同的信道类型进行不同的建模方法和假设。

2. 信号传输模型信号在信道中传输时会受到多种干扰和衰减,因此需要建立适当的传输模型来描述信号的传输特性。

常见的信号传输模型有衰落信道模型、多径传输模型等。

衰落信道模型用于描述信号的功率衰减特性,多径传输模型用于描述由于多路径传播而引起的多径效应。

3. 常用信道模型在无线通信系统中,常用的信道模型包括瑞利衰落信道模型和莱斯衰落信道模型。

瑞利衰落信道模型适用于城市区域,描述了多径传播引起的信号衰减效应。

莱斯衰落信道模型则适用于开阔区域,描述了主路径和多径路径的相对强度。

三、信号传播特性分析1. 传播损耗信号在传播过程中会遭受到损耗,这主要包括自由空间路径损耗、多径衰落损耗等。

需要对不同的传播环境和信道类型进行准确的损耗计算和分析。

2. 带宽和噪声信号的传输带宽和噪声水平对通信系统的性能影响非常大。

传输带宽决定了系统的数据传输速率,而噪声水平则影响了信号的可靠性和抗干扰性能。

对带宽和噪声的准确分析可以帮助我们合理设计系统参数,提高通信质量。

3. 多径效应多径效应是无线通信中常见的问题,由于信号在传输过程中可能经历多条路径,导致信号传播的时延扩展和频率选择性衰落。

对多径效应的深入分析可以帮助我们设计适应性调制和编码技术,提高系统容量和抗干扰性能。

四、总结信道建模与信号传播特性分析是通信系统设计和优化的重要环节。

合理的信道建模可以帮助我们更好地理解信道特性,设计合适的传输模型和算法。

信道传输特性讲课文档

信道传输特性讲课文档
2.电磁兼容性
电磁兼容性EMC(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。
第14页,共43页。
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 503112007、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。
-Байду номын сангаас
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5.8
4.2
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14.4
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D级/dB -
4.0 9.1 24.0
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E级/dB -
4.0 8.3 21.7 35.9
-
F级/dB -
4.0 8.1 20.8 33.8 54.6
第20页,共43页。
4.2.4 衰减
信号在信道中传输时,会随着传输距离的增加而逐渐变小。衰减 (Attenuation,ATT)是指信号沿传输链路传输后幅度减小的程度,单 位为分贝(dB)。衰减是指由于绝缘损耗、阻抗不匹配、连接电阻等因 素,信号沿链路传输损失的能量。如图4.9所示是信号衰减的示意图。

无线信道特性及其分析方法

无线信道特性及其分析方法

无线信道特性及其分析方法一、实验目的通过实验,加深对无线信道各种衰落特性以及电磁干扰的理解,掌握各种描述无线信道特性参数的物理意义。

二、实验原理运用Matlab仿真工具软件,以深刻理解描述无线移动信道模型各种衰落及干扰的意义为前提,对不同参数下的信道模型输出进行观测,进而分析各衰落及干扰对无线信道及其传输的影响。

无线移动信道是弥散信道。

电波通过无线移动信道后,信号在时域和频域上可能产生弥散,导致数据传输符号在时间域和频域产生交叠,使信号产生衰落失真。

由电波信号反射、绕射等带来的多径效应,在时域上会引起信号的时延扩展,使得接收信号的信号分量展宽,相应地在频域上规定了相关带宽。

由于电波传播路径长短的变化(通常由于终端接收台的移动带来),导致多普勒效应在频域上引起信号频谱的扩展,相应地在时域上规定了相关时间。

FDMA系统中,为了提高频谱利用率,采用同频复用技术带来的同频干扰,使得接受信号的质量下降。

FDMA系统中,由于滤波器水平的限制导致邻频干扰,使得接受信号的质量下降。

三、实验系统组成及工作原理A.无线信道的小尺度衰落特性1. 启动计算机,激活Matlab仿真软件。

2. 激活simulink菜单,打开文件rayleighfading.mdl。

如下图所示:3. 选中Multipath Fading模块,修改最大多普勒频移为0.1Hz,激活open channelvisualization at start of simulation,确认后开始执行程序。

4. 观测星座图特征。

如图所示:5. 通过visualization窗口的不同选择,观测信道冲击响应特征,多普勒功率谱,频率响应特征,相移轨迹特征,冲击响应瀑布图特征。

如图所示:6. 终止程序运行,将信道模块最大多普勒频移改为100Hz,确认后开始执行程序并重复步骤4)和5)。

7. 终止程序运行,将信道模块最大多普勒频移改为1000Hz,确认后开始执行程序。

5G网络中的无线信道分析与传输技术研究

5G网络中的无线信道分析与传输技术研究

5G网络中的无线信道分析与传输技术研究无线信道分析与传输技术在5G网络中起着重要的作用。

5G网络是第五代移动通信技术,具有更高的数据传输速度、更低的延迟和更大的网络容量。

无线信道是5G网络中实现高速数据传输的关键环节,因此对无线信道的分析和传输技术进行研究具有重要的意义。

无线信道分析是研究无线信道中传输过程的行为和特性的过程。

5G 网络中广泛应用的无线信道分析技术包括信道特性分析、信道建模和信道容量评估等方面。

首先,信道特性分析是指研究无线信号传输过程中的衰落和传播效应。

在5G网络中,无线信号受到多径传播、衰落、干扰和噪声等因素的影响,因此了解信道特性对于优化信号传输非常重要。

通过分析信道的衰落过程,可以得到信道的时域和频域特性,从而为信号传输中涉及到的功率控制、编码和调制等技术提供依据。

其次,信道建模是将实际的无线信道抽象成数学模型的过程。

在5G网络中,信道建模技术可以将复杂的无线信道抽象成更简化的数学模型,从而方便系统设计和性能评估。

常用的信道建模方法包括统计建模、几何建模和物理建模等。

通过建立准确的信道模型,可以进行系统性能分析、资源分配以及干扰消除等方面的研究。

最后,信道容量评估是评估无线信道的传输能力的过程。

5G网络中,信道容量评估技术可以评估系统在给定频率带宽、功率和传输模式下的最大传输速率。

通过评估信道容量,可以为5G网络设计提供参考,确定网络的容量需求和资源分配策略。

除了无线信道分析外,传输技术也是5G网络中的重要研究方向。

5G网络具有更高的数据传输速度和更低的延迟要求,因此传输技术需要不断的创新和优化。

传输技术中的一个重要方面是多天线技术。

在5G网络中,多天线技术如MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)被广泛应用。

MIMO技术可以通过同时使用多个发射天线和接收天线来提高信号的传输速率和质量。

通过对无线信道进行深入分析,可以确定最优的传输天线配置,从而提高系统的吞吐量和可靠性。

无线电传输信道特性分析

无线电传输信道特性分析

无线电传输信道特性分析是无线通信领域的一个重要研究方向。

由于无线电传输受到多种因素的影响,如干扰、衰减、多径等,因此对信道特性进行详细分析和把握,才能更好地改进无线电技术,提高系统性能。

一、信道特性与无线电通信无线电通信是通过电磁波传输信息的一种方式,电磁波在自由空间传播的速度是光速,但在传播过程中,会受到多种不同因素的影响。

其中,信号的收发双方和信号之间的环境是影响无线电传输信道特性的主要因素。

二、信道特性的分类1. 常见无线电传输信道特性分类包括:(1) 衰减:原信号经过传输后,会在传输过程中逐渐减弱,这就是信号的衰减特性。

在无线电的通信过程中,衰减是一种重要的信道特性。

通常有自由空间信道损耗、多径衰落、电离层频散等。

(2) 多路径:在传输信号过程中,信号会经历多个路径,不同路径经过的时间长短和信号的相位不同,形成了多径传输特性。

这种特性不仅会影响接收端的信号质量,同时也会导致信号的失真和干扰。

(3) 噪声:无线电传输过程中,普遍存在着各种形式的噪声,在信道分析中,噪声是一种十分重要的信道特性。

噪声信号来源有热噪声、交调噪声、混杂噪声等。

2. 信道特性在应用中的体现:对于数字通信,信道特性的影响会使信号出现误码率的增加,导致信号传输的可靠性降低。

因此,信道特性对无线电通信的系统性能和可靠性有着重要的影响。

在应用无线电通信时,需要对信道特性进行分析和评估,以便提出可行的改进措施。

三、信道特性的改进措施由于无线电传输信道特性的复杂性和多样性,保证信号质量一直是无线电通信技术领域的难题。

针对常见的信道特性影响,有一些具体的改进措施:1. 新一代通信技术:通过引入新一代通信标准可以优化信道特性,提高通信的可靠性和稳定性。

例如移动通信系统的5G网络和物联网等新型技术,都在不断地提高无线电传输的数据传输速率和可靠性。

2. 信道估计技术:通过信道估计技术建立准确的信道模型,分析出信道特性的变化趋势,对信道进行建模,减少多径效应和干扰等影响因素。

无线信道特性(完整版)ppt资料

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3.2.2 多径效应与瑞利衰落
多普勒频移 X和Y点的路径差:
接收信号相位变化值:
远端信号源
频率变化值〔多普勒频移〕:
14
3.2.2 多径效应与瑞利衰落
假设基站发射的信号为
S0a0exj( p0t [0)]
式中,ω0为载波角频率,φ0为载波初相。经反射(或 散射)到达接收天线的第i个信号Si(t),其振幅为αi, 相 移为φi。 假设Si(t)与移动台运动方向之间的夹角为θi,
3 慢衰落特性和衰落储藏
解 Gm——移动台天线增益。
4 多径时散与相关带宽
先由式(3 - 13)求出自由空间传播的损耗Lfs为
Am(f, d)是中等起伏地市区的根本损耗中值,即假定自由空间损耗为0 dB,基站天线高度为200m, 移动台天线高度为3 m的情况下得到的
损耗中值,它可由图 3-23 求出。
直射波
地表面波
反射波
3
3.1.2 直射波
直射波传播可按自由空间传播来考虑。所谓自 由空间,严格地说应指真空.但通常把满足一定 条件的理想空间视为自由空间。不存在电波的反 射、折射、绕射等现象,而且电波传播速率等于 真空中光速c的空间。
自由空间传播模型用于预测接收机和发射机之 间是完全无阻挡的视距路径时的接收信号场强.
移动通信第三章无线信道特性
1
3.1 VHF、UHF电波传播特性
影响电磁波传播的三种根本传播机制:反射 、绕射、散射
基站天线
直射波
散射波
基站天线
移动台天线
地面反射波
绕射波
移动台天线
山峰
2
3.1 VHF、UHF电波传播特性
电磁波的传播方式
传播路径: 直射波——视距传 播 反射波 地外表波

移动通信中无线信道的传播特性分析

移动通信中无线信道的传播特性分析


Chi w ch l g e n o uc s na Ne Te no o i s a d Pr d t
信 息 技 术
移 动通 信 中无线 信道 的传 播特性 分析
刘 海 斌
( 中国联 通 延 安 分 公 司 , 西 延 安 7 6 0 ) 陕 10 0
摘 要 : 绍 了无线信 道 的概念 和无 线信 道 的传播 特性 , 析 了无 线信道 中影 响 移动 无线 通信 信 号传 输质 量的 原 因 , 介 分 对提 高移 动通 信质 量的 可行性 提供 了理 论参 考 。
含 了所有 用于 模拟 和分 析信 道无 线传 播 的信 息, 移动通 信 的信 道是 时变 的 , 这种 时间变 化
是 由接 收 机在 空 间 的相对 运 动引 起 的, 变 时 信 道可 以用具 有时 变 冲激 响应 的线性 滤波 器 描述。 信道 的滤 波特 性是 在任 意 时刻 多个到 达 波 的幅值 和相 位 的叠加 产 生 的。冲激 响应 是 种非 常有用 的信道 特征 ,可用 它来 预测 和 比较不 同移 动通信 系统 的性能 ,以及 对一 个
。0 s ‘
因 , 于提 高移 动通 信信 号 的传输 质量 , 有助 可 为 提 高 移 动 通 信 质 量 的可 行 性 提 供 理 论 参 考。
参 考文献
『 王 鹏, 吉余 , 1 】 陈 李栋 . 线信 道 特 性 及仿 真 无 【_ I 中国传 煤 大学 学报 自然 科 学 版 , 0 6 1 1 20 ,3
f( f4 J) J
式 () a , f分 别 是 在 t 刻 第 z 4中 , J f , j 时 个 多径 分量 的 幅度 和时 延 ; 7 J , r是 2 r£ f J f+ £ , 2 多径 分量 在 自由空 间传 播造 成 的相移 , 个 再 加上 在信 道 中的附 加相移 。

无线传播特性

无线传播特性

基本思路。
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分集接收技术
分集接收分类 空间分集 频率分集 角度分集 极化分集
时间分集
分集方法相互是不排斥的,实际使用中可以组合。
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分集接收技术
分集接收信号合并方法 最佳选取:从几个分散信号中选取信噪比最好的一 个作为接收信号。 等增益相加:将几个分散信号以相同的支路增益进
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多径环境
发射信号
接收信号 强度
时间
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衰落 发射数据
接收数据
0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40
dB
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移动信道的多径特征
电磁传播-反射、散射和绕射 无线环境中的信号衰减分成三部分:
幅度衰减较大的路径损耗
伴随中等幅度衰减的具有对数正态分布特性的慢变化成分-大
无线传播
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损耗
路径传播损耗
指电波在空间传播所产生的损耗,它反映了传播在 宏观大范围(即公里量级)的空间距离上的接收信号电平 平均值的变化趋势。
L代表路径损耗,d代表收发端的距离,f代表无线电波频 率,c代表光速。
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阐述无线信道的概念和特点

阐述无线信道的概念和特点

阐述无线信道的概念和特点无线信道是指无线通信中用于传输无线信号的频段或者频带。

无线信道具有一些重要的特点,下面将进行详细阐述。

首先,无线信道具有有限的带宽。

带宽是指信道所能传输的频率范围,是信道能够支持的最高频率和最低频率之间的差值。

带宽的大小决定了信道的数据传输能力。

在无线通信中,由于频谱资源有限,不同的无线通信系统需要合理分配和利用带宽,满足用户对高速和高质量通信的需求。

其次,无线信道容易受到干扰和衰落的影响。

干扰是指其他无线设备或信号对无线通信系统的干扰,可能导致传输错误或降低通信质量。

衰落是指信号在传输过程中发生的功率衰减或相位变化,导致信号质量下降。

干扰和衰落是无线通信中普遍存在的问题,需要采取相应的技术和措施来降低其影响,例如利用调制解调技术、信道编码和差错纠正技术等。

第三,无线信道具有多径效应。

多径效应是指无线信号在传播过程中经历多条不同路径的反射、绕射和散射,到达接收器的信号存在时延、幅度衰减和相位失真等问题。

多径效应会导致信号波形畸变和码间干扰,影响信号的接收和解调。

为了克服多径效应,无线通信系统通常采用均衡、相关技术和自适应算法等方法来改善信号质量。

此外,无线信道还受到距离衰减的影响。

距离衰减是指信号在传输过程中随着传输距离的增加而衰减。

根据信道模型和传输环境的不同,距离衰减可以遵循不同的衰减规律,例如自由空间路径损耗、多壁衰耗和多径衰落等。

距离衰减是无线通信系统中需要考虑的重要因素,对信号的传输距离和传输功率有一定的要求。

此外,由于无线信道的传输介质是空气,它具有天气、季节和地理环境等因素的影响。

例如,雨、雪、大风等天气情况会导致无线信号的衰落,严重影响通信质量;而多山、多建筑物等地理环境则会产生阻挡和反射等影响。

因此,在无线通信系统的规划和设计过程中,需充分考虑这些因素,采取相应的技术和手段来优化无线信道的传输性能。

总之,无线信道是无线通信中不可或缺的部分,它具有有限的带宽、易受干扰和衰落影响、多径效应和距离衰减等特点。

无线信号信号知识点总结

无线信号信号知识点总结

无线信号信号知识点总结一、无线信号的传播特点1. 介质传播无线信号在空间中传播时会遇到介质的影响,包括自由空间传播、大气传播、电离层传播等。

不同的介质会对无线信号的传输造成不同的影响,需要针对特定的介质进行信号传播建模和分析。

2. 多径传播由于无线信号在传播过程中可能会经历多条路径,造成信号的多径效应。

多径传播会导致信号的多普勒频移和时延扩展,需要采取相应的技术手段来处理这些影响。

3. 阴影衰落在无线信号传播中,由于遮挡等原因会产生阴影衰落,导致信号功率的突然下降。

阴影衰落对于无线通信系统的覆盖和连接性能有着重要的影响。

4. 多径干扰由于信号的多径传播,会导致多径干扰的存在,对于系统的性能造成不利影响。

需要采取信号处理和干扰抑制技术来降低多径干扰的影响。

二、调制技术1. 调制原理调制是将数字或模拟信号转换成适合于无线传输的频率、相位或幅度等特性的过程。

常见的调制技术包括频率调制、相位调制和振幅调制等。

2. 调制方案常见的调制方案包括调幅调制(AM)、调频调制(FM)、调相调制(PM)、正交振幅调制(QAM)等。

不同的调制方案适用于不同的无线通信系统,需要根据实际需求进行选择。

3. 调制器件在无线通信系统中,需要采用相应的调制器件来实现信号的调制过程,包括调制器、混频器、频率合成器等。

这些器件对于系统的性能和功耗有着重要的影响。

三、信道编码1. 信道编码原理信道编码是为了提高无线通信系统的抗干扰性能和容错性能而进行的编码处理。

通过添加冗余信息,可以在一定程度上提高信号的可靠性。

2. 编码方案常见的信道编码方案包括卷积编码、块编码、Turbo编码、LDPC编码等。

这些编码方案在不同的信道条件下具有不同的性能优势,需要根据实际情况进行选择。

3. 译码技术对于经过信道编码的信号,需要采用相应的译码技术来实现信号的解码过程,包括硬判决译码、软判决译码、迭代译码等。

译码技术对于系统的性能和复杂度有着重要的影响。

无线信道传播特性分析总结

无线信道传播特性分析总结

无线信道传播特性分析总结无线信道传播特性是指信号在无线通信中传播过程中受到的传播环境和传播介质的影响,包括传播损耗、多径效应、衰落效应等。

对于无线通信系统的设计与性能分析来说,了解和分析无线信道传播特性非常重要。

下面是对无线信道传播特性的分析总结。

1.传播损耗传播损耗是指电磁波在传播过程中由于衰减、散射和阻塞等原因而导致信号强度减弱的现象。

传播损耗和距离的关系一般符合简单的自由空间传播模型,即传播损耗随着距离的增加而呈指数衰减。

但在实际的无线通信中,信号还会受到多种因素的干扰,如建筑物、障碍物、电子设备等影响,导致传播损耗不仅与距离有关,还与环境有关。

2.多径效应多径效应是指信号在传播过程中由于经过多条路径传播而导致相位差和时间延迟的现象。

多径效应是无线通信中的主要问题之一,会导致信号的多普勒频移、传播路径的时延扩展,从而对信号的接收造成干扰。

多径效应对于室内环境而言尤为明显,因为信号在室内会经过多次反射和散射,导致接收信号的时延扩展和衰落增强。

3.衰落效应衰落效应是指信号在传播过程中由于多径衰弱、干扰和噪声等原因而导致信号强度的瞬时变化。

衰落效应分为快衰落和慢衰落两种,快衰落主要由于多径效应引起,时间尺度在微秒级别;慢衰落主要由于大尺度的传播环境变化引起,时间尺度在毫秒级别。

衰落效应对于无线通信系统的性能有很大影响,会导致信号的误码率增加和传输速率下降。

4.多普勒效应多普勒效应是指信号源或接收器移动引起的频率偏移。

当信号源或接收器相对于介质移动时,由于多路径传播,信号在传播过程中会发生频率偏移。

多普勒效应对于高速移动的通信系统尤为重要,因为当通信节点间的相对速度较大时,多普勒频移会对信号的相干性和传输性能产生显著影响。

5.阴影效应阴影效应是指传播路径上的一些障碍物对信号的遮挡和衰弱所引起的信号强度不均匀的现象。

阴影效应是由于介质的不均匀性或者障碍物造成的,会导致接收信号的强度产生明显的空间变化。

一文读懂无线信道传播的各种特性

一文读懂无线信道传播的各种特性

多径。

图1是一位沿公路驾车的典型移动用户的图形。

该图描述了从发射机到接收机的众多信号路径中的三条。

这些路径源自环境中物体对辐射能的散射、反射和衍射或者媒介中的折射。

各种传播机制对路径损耗和衰落模型产生不同的影响。

图1. 典型的多径衰落现象。

接收信号的功率会因为三种效应而发生变化: 平均传播(路径) 损耗、宏观(大型或“缓慢”) 衰落和微观(小型或“快速”) 衰落,如图 2 中所示。

平均传播损耗与距离有关,由水、植物的吸收以及地面的反射效应产生。

宏观衰落是由于建筑物和自然地物的阴影效应所产生的。

微观衰落是由于多径的相长、相消组合所产生,由于微观衰落的幅度波动快于宏观衰落的幅度波动,所以也将其称为快衰落。

图2. 无线信道中的信号功率随距离的变化。

多径传播会导致信号随着时间的推移而扩展,这些时间时延或“时延扩展” 导致频率选择性衰落。

多径的特征由信道脉冲响应来描述,使用抽头时延线实现方式为多径建模。

抽头变化的特征用多普勒频谱来描述。

除了时延扩展和多普勒展宽之外,角度扩展是无线信道的另一个重要特性。

接收机端的角度扩展是指在接收天线阵列处多径组件到达角的展宽。

与此类似,发射机端的角度扩展是指这些最终到达接收机的多径信号离开角的扩展。

角度扩展会导致空间选择性衰落,这意味着信号幅度会依赖于发射天线与接收天线的空间位置。

当无线通信系统中使用多根天线时,由于角度扩展、天线辐射方向图和周围环境所导致的空间效应,各个发射-接收天线对之间可能具有不同的信道脉冲响应。

由于MIMO 系统需要信道之间具有低相关度,所以理解这些空间特性可能如何影响系统性能是非常重要的。

在此应用指南的后续部分中,将会对所有无线信道中都存在的基本特性进行回顾,例如时延扩展和多普勒扩展,此外,还将引入空间效应,作为一种为高性能信道仿真器创建改进模型的手段。

1.无线传播特性平均传播损耗信号强度的总平均损耗是距离的函数,它遵循1/d n 律,其中 d 是发射机和接收机之间的距离,n 是取值范围为2 至 6 的斜度指标,其具体取值与环境有关。

无线信道传播特性分析总结

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。

无线信道特性

无线信道特性

n0 Wn (w/Hz) , 2
2007-10-23 周武旸@个人通信与扩频实验室 3
0.4
白噪声概率分布
0.3
n2 1 p ( n) exp 2 2 2 1
p(n)
0.2
0.1
白噪声功率谱
0
和自相关函数 Wn ( )
第2章 无线信道特性
周武旸 个人通信与扩频实验室
本章内容
2.1无线信道传播特性及分类
2.1.1 大尺度衰落 2.1.2 小尺度衰落
2.2 信号时间扩展
2.2.1 时延域上的信号时间扩展 2.2.2 时间扩展信号在频域中的特征
2.3 移动引起的信道时变性
2.3.1 时域中的时变性 2.3.2 Doppler频移域中的时变性
引起小尺度衰落的原因有两种:( 1)信号的时间扩展;( 2 ) 由于运动而造成的信道时变特性。
多径引起的时延扩展 运动引起的时变性
时 延 域
多径时延扩展>码元时 间,频率选择性衰落
多径时延扩展 < 码元时 间,平坦衰落 信道相干带宽<码元速 率,频率选择性衰落

对 偶 机 制 对 偶 机 制
信道衰落率 >码元速率, 多普 快衰落
傅立叶变换
傅立叶变换
平坦 衰落 频率选择 性衰落
平坦 衰落 快衰落 慢衰落
7
2007-10-23
周武旸@个人通信与扩频实验室
大尺度衰落表示由于在大范围内移动而引起的平均信号能量 的减少或路径损耗,产生原因是收、发端之间地表轮廓(如 高山、森林、建筑等)的影响,通常称接收机被这些突出物 “遮挡”了;
z(t ) (t )e j ( t )

无线信道传播特性分析总结

无线信道传播特性分析总结

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 ⅆB。

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。

同时,电波在各条路径的传播过程中,有用信号会受到各种噪声的污染,包括加性噪声(如高斯白噪声)、乘性噪声的污染,因而会出现不同情形的损伤,严重时,会使有用信号难以恢复。

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无线信道传播特性分析总结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。

同时,电波在各条路径的传播过程中,有用信号会受到各种噪声的污染,包括加性噪声(如高斯白噪声)、乘性噪声的污染,因而会出现不同情形的损伤,严重时,会使有用信号难以恢复。

无线信号在传播时,不仅存在自由空间固有的传输损耗,还会受到由于建筑物、地形等的阻挡而引起信号功率的衰减,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。

下面将对无线信道的一些特性来进行分析。

2.1 大尺度衰落通常情况下,当接收机和发射机之间的相对位置在1-lOm的范围内变化时,接收信号功率的平均值基本保持不变。

但当它们的相对位置的改变远超过上述范围时,接收信号的平均功率将会有几个数量级的变化。

大尺度衰落正是用来描述接收机和发射机之间的距离有大尺度变化时,接收信号平均功率值的变化规律。

在自由空间传播条件下,接收机接收的平均功率可由下式给出:其中:是发射功率;是发射天线增益;是接收天线增益;是电波波长;是发射机与接收机之间的距离。

将式(2-1)代入以为单位的路径损耗公式。

可得出:.其中:为电磁波频率;和分别为发射和接收天线增益(dB)。

由式(2-1)可以看出。

自由空间中,接收信号的功率与距离的平方成反比,即:在实际的移动环境中,传输损耗要比自由空间中的大许多,接收信号的功率与距离的关系通常用下式表示:其中:,称为路径损耗系数,一般可取为3-4。

除了路径损耗,大尺度衰落还包括阴影衰落。

阴影衰落使得实际的损耗成为一个随机变量,由式(2-1)求出的是与发射机的距离为班的平均路径损耗,一般认为实际的损耗服从对数正态分布。

综合考虑路径损耗和阴影衰落,大尺度衰落下路径损耗可以表示为:其中中:表示由阴影衰落引起的路径损耗(),是一个正态分布的随机变量,均值为0,方差为,在大多数的经验公式中,标准差可以取4.12。

大尺度衰落对于业务覆盖区域有一定的影响。

2.2 小尺度衰落无线信道的小尺度衰落是无线通信环境的重要衰落特征,包括因多径效应而引起的衰落和信道时变性引起的衰落。

其中。

由于反射、散射等影响,使得实际到达接收机的信号是发射信号经过多条传播路径后信号分量叠加而成,被称之为多径效应;信道的时变性是指信道的传递函数是随时间而变化的,即在不同的时刻发送相同的信号,在接收端收到的信号是不相同的。

多径时变信道根据无线移动环境的统计,信道可以划分为几种典型的信道,其划分依据主要从两个角度出发:(1)多径时延扩展特性(信号包络的随机衰落);(2)时变特性(信号相位的随机衰落)。

多径效应会引起信号的时域弥散性,与多径时延扩展有关的一个重要概念就是多径信道的相干带宽(Coherent Bandwidth),它反映了不同频率分量所经历衰落的相互关系(即其包络的相关性)。

信道的相干带宽与均方根时延扩展成反比,如果将相关函数大于0.5认为相关,一般有下面的关系:相干带宽反映了无线移动信道对信号包络的衰落具有频率选择性。

小尺度衰落主要对于信号传输质量有一定的影响。

图1 大、小尺度衰落对信号平均功率的影响2.3 快衰落和慢衰落根据时变信道条件下信号的符号周期和时变信道的相关时间的关系,可以将时变信道分为快衰落信道和慢衰落信道。

2.3.1 快衰落若时变信道的相干时间小于信号的符号周期,这时的时变信道称为快衰落信道。

类似于频率选择性衰落,快衰落信道也称为时间选择性衰落。

快衰落原因(1)多径效应。

1、时延扩展:多径效应(同一信号的不同分量到达的时间不同)引起的接受信号脉冲宽度扩展的现象称为时延扩展。

时延扩展(多径信号最快和最慢的时间差)小于码元周期可以避免码间串扰,超过一个码元周期(WCDMA中一个码片)需要用分集接受,均衡算法来接受。

2、相关带宽:相关带宽内各频率分量的衰落时一致的也叫相关的,不会失真。

载波宽度大于相关带宽就会引起频率选择性衰了使接收信号失真。

(2)多普勒效应。

频移 = 相对速度/(光速/电磁波频率)(入射电磁波与移动方向夹角)。

多普勒效应引起时间选择性衰落,是由于相对速度的变化引起频移度也随之变化。

这时即使没有多径信号,接收到的同一路信号的载频范围随时间不断变化引起时间选择性衰落。

范围随时间不断变化引起时间选择性衰落。

交织编码可以克服时间选择性衰落。

大范围衰落主要会导致整体信号的电平衰落。

路径衰减极其依赖于距离。

它对设备的影响是,由于降低了接收的信号功率,从而降低了信噪比(SNR)。

阴影效应和大范围反射表现为在这种平均路径衰减上的偏差。

2.3.2 慢衰落由于移动台的不断运动,电波传播路径地形地貌是不断变化的,因而局部中值也是不断变化的.这种变化所造成的衰落比多径效应引起的快衰落要慢得多,称为慢衰落。

慢衰落是由大气折射、大气湍流、大气层结等平均大气条件的变化而引起的,通常与频率的关系不大,而主要与气象条件、电路长度、地形等因素有关。

慢衰落一般服从对数正态分布。

慢衰落产生的原因:(1)路径损耗,这是慢衰落的主要原因。

(2)障碍物阻挡电磁波产生的阴影区,因此慢衰落也被称为阴影衰落。

(3)天气变化、障碍物和移动台的相对速度、电磁波的工作频率等有关。

慢衰落的影响在于会产生阴影效应。

移动台在运动中,由于大型建筑物和其他物体对电波的传输路径的阻挡而在传播接收区域上形成半盲区,从而形成电磁场阴影,这种随移动台位置的不断变化而引起的接收点场强中值的起伏变化叫做阴影效应。

2.4 频率选择性衰落和平坦衰落信号通过移动信道时,会引起多径衰落,根据衰落与频率的关系,可将衰落分成两类:即频率选择性衰落和非频率选择性衰落(平坦衰落)假设信号码元长度为,第条传输路径的信号时延与信号平均时延之差为,则二者的不同组合可产生三种不同的衰落现象。

(1)当信号码元长度较小,且时,将引起“平坦衰落”;(2)当信号码元长度较长,且时,将引起“时间选择性衰落”;(3)当信号码元长度比较小,而比较大,且不满足,将引起“频率选择性衰落”(这是时间扩散在频域中的反映)。

2.4.1 频率选择性衰落频率选择性衰落是指在不同的频率衰落特性不同的现象,引发频率选择性衰落的原因多是时延扩展,时域的时延扩展导致的不同频率的信号经过频率选择性衰落信道的时候具有不同的响应,如图2所示。

图2 频率选择性衰落产生频率选择性衰落的因素:由信号和信道两方面因素决定。

对频率选择性衰落,传输信道对信号中不同频率成分有不同的随机响应。

由于信号中不同频率分量衰落不一致,所以衰落信号波形将产生失真。

对于非频率选择性衰落,各频率分量所遭受的衰落具有一致性(即相关性),因而衰落信号的波形不失真。

2.4.2 平坦衰落若多径信道的相干带宽大于信号的带宽,这时,由于多径信号的时域弥散性而造成的衰落为平坦衰落。

在这种条件下。

发射信号的频谱特性通过多径信道后,在接收端信号的频谱仍然可以得到保持。

下图是衰落信道类型和信号、信道参数的关系图3 衰落信道类型和信号、信道参数的关系2.5 相干时间和相干带宽相干带宽是描述时延扩展的:相干带宽是表征多径信道特性的一个重要参数,它是指某一特定的频率范围,在该频率范围内的任意两个频率分量都具有很强的幅度相关性,即在相干带宽范围内,多径信道具有恒定的增益和线性相位。

通常,相干带宽近似等于最大多径时延的倒数。

从频域看,如果相干带宽小于发送信道的带宽,则该信道特性会导致接收信号波形产生频率选择性衰落,即某些频率成分信号的幅值可以增强,而另外一些频率成分信号的幅值会被削弱。

而相干时间是描述多谱勒扩展的:相干时间在时域描述信道的频率色散的时变特性。

相干时间与多普勒扩展成反比,是信道冲激响应维持不变的时间间隔的统计平均值。

如果基带信号的符号周期大于信道的相干时间,则在基带信号的传输过程中信道可能会发生改变,导致接收信号发生失真,产生时间选择性衰落,也称快衰落;如果基带信号的符号周期小于信道的相干时间,则在基带信号的传输过程中信道不会发生改变,也不会产生时间选择性衰落,也称慢衰落。

定义相干带宽一般是用来划分平坦衰落信道和频率选择性衰落信道的量化参数。

如果信道的最大多径时延扩展为,那么信道的相干带宽;若发射信号的射频带宽,那么认为接收信号经历的是频率选择性衰落,此时除了接收信号的包络起伏变化,一般还存在码间串扰,其信号模型为,其中、...等为可分辨多径的时延,每个一般为瑞利分布的随机变量。

定义相干时间一般是用来划分时间非选择性衰落信道和时间选择性衰落信道,或叫慢衰落信道和快衰落信道的量化参数。

如果信道的最大多普勒频移为fm,那么信道的相干时间。

若发射信号的符号周期,那么认为接收信号经历的是快衰落,即的变化速度快与符号速率,此时如果对信道进行比较精确的估计或是均衡都是十分困难的。

相干时间和相干带宽都是描述信道特性的参数,当两个发射信号的频率间隔小于信道的相干带宽,那么这两个经过信道后的,受到的信道传输函数是相似的,由于通常的发射信号不是单一频率的,即一路信号也是占有一定带宽的,如果,这路信号的带宽小于相干带宽,那么它整个信号受到信道的传输函数是相似的,即信道对信号而言是平坦特性的,非频率选择性衰落的。

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