无线通信技术22no课件

无线通信技术无线电的传播大尺度路径损耗自由空间传播模型三种传播机制：反射、绕射和散射链路预算小尺度衰落和多径效应多径信道的冲激响应模型小尺度衰落模型通信与信息工程学院小尺度衰落：无线电信号在短时间或短距离传播后其幅度、相位或多径时延快速变化，以至于大尺度路径损耗的影响可以忽略不计原因：同一传输信号沿两个或多个路径传播，以微小的时间差到达接收机，相互之间互相干扰。接收机天线将之合成为一个幅度和相位都急剧变化的信号变化程度取决于多径的强度、相对时延和信号带宽通信与信息工程学院小尺度衰落和多径效应小尺度多径传播小尺度衰落的三个主要表现:

(1)信号强度急剧快速变化;

(2)存在着时变多普勒频移所引起的随机频率调制;

(3)时间弥散;小尺度衰落和多径效应通信与信息工程学院小尺度衰落和多径效应影响小尺度衰落的因素:

(1)多径传播码间干扰

(2)移动台的运动速度多普勒频移

(3)环境物体的运动速度时变多普勒频移

(4)信号的传输带宽通信与信息工程学院小尺度衰落和多径效应多普勒频移

定义：移动台在运动中通信时，接收信号频率会发生变化，称多普勒效应。由多普勒效应所引起的附加频移称为多普勒频移。小尺度衰落和多径效应通信与信息工程学院说明：

取值可正可负多普勒频移小尺度衰落和多径效应多普勒频移与移动台的速度；移动台的运动方向和无线电波入射方向之间的夹角有关；若移动台朝向信号源方向运动，则多普勒频移为正（即接收频率上升）；若移动台背向信号源方向运动，则多普勒频移为负（即接收频率下降）；称为最大多普勒频移通信与信息工程学院多普勒频移小尺度衰落和多径效应例题1：若一发射机发射载频为1850MHz，一列火车（载有接收机）以350Km/h的速度运动，计算在以下情况下接收到的信号的载频：（1）火车沿直线朝向发射机运动；（2）火车沿直线背向发射机运动；(3）汽车运动方向与入射波方向成直角。

通信与信息工程学院多普勒频移小尺度衰落和多径效应低通等效分析：

小尺度衰落和多径效应小尺度衰落和多径效应移动多径信道的参数（1）时间色散平均附加时延（）

rms时延扩展（）小尺度衰落和多径效应说明：1.上述两式仅仅是粗略估计；2.一般情况下，要确定时变多径信道对某

一特定发送信号的精确影响，需要用到

频谱分析技术和仿真；

3.在无线应用中，设计特定的调制解调方

式必须采用精确的信道模型。小尺度衰落和多径效应例题2：一个多径信道的冲击响应模型如下图所示，计算该信道模型的平均附加时延和时延扩展。t=1t=30dB-3dBtimepower小尺度衰落和多径效应物理意义：表征移动信道中能通过多少带宽信号能力的统计量度。

频率选择性衰落衰落平坦衰落(非频率选择性衰落）

对移动信道，B信号<B相关

平坦衰落

B信号>B相关

频率选择性衰落小尺度衰落和多径效应例题3：计算图所给出的多径分布的平均附加时延、rms时延扩展。设信道相干带宽取50％，则该系统在不使用均衡器的条件下对AMPS或GSM业务是否合适？Pr0125-30dB-20dB-10dB0dBτ（μs）小尺度衰落和多径效应多径传播的频率色散—多普勒扩展由于移动台的运动，接收信号会在收端产生多普勒频移。如果接收信号为N条路径来的电波，其入射角不尽相同。当N较大时，多普勒频移就成为占有一定宽度的多普勒扩展。小尺度衰落和多径效应多普勒扩展：频率范围，在此范围内，多普勒频谱非零，当发射信号是频率为fc的纯正弦波时，接收到的信号频谱会在fc+fd到fc-fd范围内都存在。相干时间是多普勒扩展在时域的表示，用于描述信道频率色散的时变特性。小尺度衰落和多径效应物理意义：表征时变信道对信号的衰落节拍，即信道在时域上具有选择性。

T>Tc，两数字信号的冲击响应不变，不会产生时间选择性衰落。

T<Tc，产生时间选择性衰落。（其中T为两数字信号到达接收端的时间差）小尺度衰落和多径效应小尺度衰落类型衰落类型取决于信号的特性和信道的特性，信号参数和信道参数的关系决定了信号将经历的衰落类型。移动无线信道的时间色散和频率色散可能引起四种衰落小尺度衰落和多径效应小尺度衰落和多径效应平坦衰落信道有可能引起幅度的深度衰落。这样，为克服这种衰落，通常需要增加20-30dB的发射功率。

平坦衰落信道的瞬时增益分布对设计无线链路是非常重要的，最常见的瑞利分布。瑞利平坦衰落信道引起的幅度随时间的变化服从瑞利分布。小尺度衰落和多径效应几种常见衰落的分布情况正态分布瑞利分布莱斯分布k=0.5,1,2,4对数正态分布0246810小尺度衰落和多径效应频率选择性衰落信号中各分量的衰落情况与频率有关，即传输信道对信号中不同频率成分有不同的随机的响应。产生条件:对接收信号的影响：冲激响应具有多径时延扩展，同时，接收信号包括了衰减和时延的多径波，信号接收波形失真。小尺度衰落和多径效应小尺度衰落和多径效应总结：通常平坦衰落信道频率选择性衰落信道小尺度衰落和多径效应快衰落根据发送的基带信号与信道变化的快慢的比较，衰落信道可分为快衰落信道和慢衰落信道。在快衰落信道中，信道的冲激响应在一个符号周期内就会发生变化，即信道的相干时间小于符号周期快衰落的条件：。小尺度衰落和多径效应慢衰落接收天线处的场强中值随移动台运动是周围地形、建筑物等的变化而出现的波动，其变化速率较为缓慢。产生条件小尺度衰落和多径效应慢衰落速率主要决定于传播环境，即移动台周围地形，包括山丘起伏建筑物的分布与高度街道走向基站天线的位置与高度移动台行进速度而与频率无关。小尺度衰落和多径效应慢衰落的统计特性慢衰落近似服从对数正态分布信号中值的分贝值；

m

信号中值的均值的分贝值；信号中值的标准方差的分贝值；小尺度衰落和多径效应衰落储备量

为防止衰落引起通信中断，必须提高PT或GTGR，使接收信号电平PR留有足够余量，称为衰落储备量。小尺度衰落和多径效应小尺度衰落和多径效应小尺度衰落和多径效应小尺度衰落和多径效应作业题1:确定从一个静态GSM发射机接收到的最大和最小的频谱频率，该发射机的中心频率为1950.000000MHz。假设接收机的移动速率为（a）1km/h

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