无线传播环境、分集技术和信道编码.ppt

2019年2月6日,第 1 页,无线传播环境、分集技术 和 信道编码,2019年2月6日,第 2 页,无线传播环境,复杂、恶劣的传播条件是移动信道的特性，主要表现为各种形式的衰落。 认识无线传播环境的意义，在于针对移动信道的特点，采取抗衰落措施实现优质可靠的无线通讯。 无线电波传播特性的表示： 统计描述：分布特性，如瑞利分布、莱斯分布。 电波传播模型：图表、近似计算公式。,2019年2月6日,第 3 页,无线传播环境,uhf（300m1ghz）和l（12ghz）波段的传播方式：空间波 直射波 折射波 散射波 地形环境分类 开阔地区 郊区 中小城市地区 大城市地区,2019年2月6日,第 4 页,无线传播环境,无线电信号的功率衰减： 衰落的分类： 路径损耗 阴影衰落。地形起伏、建筑物及其他障碍物对电波遮蔽引起。 多径衰落。无线电波的多径传输所引起。,2019年2月6日,第 5 页,无线传播环境,长区间中值 较大范围（以公里计）内变化 长时间平均 慢衰落(阴影衰落) 数十波长的平均 快衰落(多径衰落) 瞬时值,2019年2月6日,第 6 页,无线传播环境,路径损耗模型 自由空间传播损耗 奥村模型（根据场强实测数据总结） 基本中值损耗 基站天线高度增益因子 移动台天线高度增益因子 修正因子：郊区，丘陵，斜坡，水陆混合,2019年2月6日,第 7 页,无线传播环境,奥村模型的经验公式 阴影衰落 移动台在运动中通过不同障碍物的电磁场阴影 慢衰落和频率无关，主要决定于周围地形 服从对数正态分布，概率密度为：,2019年2月6日,第 8 页,无线传播环境,移动信道的主要特性：多径传播,多条路径的反射波的迭加。路径的距离不同，反射波到达的时间和相位就不同。同相迭加则增强，反相迭加则减弱，引起接收信号幅度的急剧变化。,2019年2月6日,第 9 页,无线传播环境,多径接收信号的统计特性 瑞利分布。没有直射波通路 莱斯分布。有直射波通路 假设大量反射波存在，到达天线的方向角随机，相位随机，在02之间均匀分布,2019年2月6日,第 10 页,无线传播环境,时延扩展 由于多径效应引起的接收信号中脉冲的宽度扩展 时延谱：不同时延的信号分量具有的平均功率,2019年2月6日,第 11 页,无线传播环境,相关带宽 表征信号中两个频率分量基本相关的频率间隔。 频率选择性衰落：信号带宽大于相关带宽。信号通过信道传输后各频率分量的变化不一致，波形失真，造成码间串扰。 非频率选择性衰落：信号带宽小于相关带宽。信号通过信道传输后各频率分量的变化具有一致性，波形不失真，无码间串扰，为平坦衰落。,2019年2月6日,第 12 页,无线传播环境,随机调频 多普勒频移 移动台运动时的多普勒效应引起的附加频移 多普勒频展 多径环境下多普勒频移,2019年2月6日,第 13 页,无线传播环境,相干时间 多普勒效应引起的信号的衰落节拍 衰落的统计平均距离为,2019年2月6日,第 14 页,无线传播环境,多径信号的模拟 平坦衰落 时延扩展的因素可以忽略，信道冲激响应是功率谱为多普勒频展的复高斯噪声信号。 时延谱的离散化 将连续的时延扩展谱分成l个离散值。,2019年2月6日,第 15 页,无线传播环境,频率选择性衰落信道模型 模型由若干支路构成，每个支路都是平坦瑞利衰落,2019年2月6日,第 16 页,无线传播环境,gsm的典型传播环境 郊区模型 市区模型,2019年2月6日,第 17 页,无线传播环境,wcdma的典型传播环境,2019年2月6日,第 18 页,分集技术,分集技术利用多条传输相同信息，且具有近似相等的平均信号强度和相互独立衰落特性的信号路径，在接收端进行适当合并，以降低多径衰落的影响，改善传输的可靠性。 分集的实现方法 空间分集 极化分集 角度分集 频率分集 发射分集,2019年2月6日,第 19 页,分集技术,分集信号的合并 选择式合并：选择具有最高信噪比的信号,2019年2月6日,第 20 页,分集技术,最大比合并 各分集支路经过相位调整后，按适当的增益系数同相相加。增益系数与支路信号的信噪比成正比。,2019年2月6日,第 21 页,分集技术,等增益合并 各分集支路经过相位调整后，按相同的增益系数同相相加。 开关式合并 仅使用一套接收设备。支路的瞬时包络低于预定门限，切换到另一支路。,2019年2月6日,第 22 页,分集技术,宏分集 多个基站向移动台发射同样的下行信息，并同时接收移动台的上行信号。 wcdma中，宏分集=软切换 下行信号在rake接收机合并 上行信号在bsc中合并,2019年2月6日,第 23 页,信道编码,目的：信号遇到干扰时提高传输质量。 手段：增加冗余的比特。 编码的一般顺序 循环码 在信息比特后面附加上校验位，用于检错和纠正短的突发错，或只用于检错。 卷积码和turbo码 用于纠正随机的错误比特。 交织 将接收信号中的连续的比特差错转化为随机的比特差错。,2019年2月6日,第 2