无线传播理论和传播模型1课件.ppt

无线信道特性 上海师范大学信息与机电学院 通信教研室 1、传输信道分类 按照发送端和接收端之间有无障碍物分类： LOS信道：line of sight communication 发送端和接收端之间无障碍物； NLOS信道：non-line of sight communication发送端和接收端之间有障碍物。 2、传输衰落 ( path loss) 传输衰减表示信号从发送端到接收端无线电波传播扩散所导致的衰减。 3、传输信号衰减的分类 3.1、距离衰落； 3.2、慢衰落； 3.3、快衰落。 3.1路径损耗计算： 接收信号的功率ak（路径损耗）可由下式来计算： dk：基站BTS与移动终端的距离； d0：与发射机的参考距离 ； A ：在参考点的信号电平 ； n：衰减指数。 3.2慢衰落 (slow fading) 慢衰落是由信号传输过程中大型障碍物的变化引起的，如移动接收机与发射机之间时而被建筑物阻挡； 慢衰落也被称为阴影衰落； 考虑到慢衰落，接收信号表示为： 其中wk是零均值的高斯随机变量，与慢衰落的特性有关，符合正态分布。 关于慢衰落参数选取的说明： 衰减指数n 在自由空间为2，在城区环境下一般取为3～5； 标准偏差?在城区环境中一般取为6～8dB； 传播路径损耗可由公式： L(dB)=132.8+38log(d) 计算得出 需要注意d用公里来计算 【GSM 03.30】 慢衰落特性 变化空间范围一般几十米； 衰落深度一般几个dB。 慢衰落信号幅度变化 慢衰落时，信号幅度随时间改变 3.3 快衰落 快衰落是由于无线电波在物体表面反射、折射、衍射引起的； 快衰落变化范围最小只有1/2波长； 快衰落的电平范围可达几十dB。 反射 当障碍物的尺寸可以和电磁波波长相比拟的时候，入射电磁波发生反射现象； 反射的信号具有以下性质： 1）经过更长的时间才到达接收端； 2）与入射波相位不一样； 3）信号强度减弱。 4、Multipath delay profile 5、Rayleigh fading Rayleigh 衰落数学表示 设随机变量 Y X1 和X2 是均值为零的高斯随机变量 , Y的分布函数为： GSM channel models 1 GSM channel models 2 1）传输的信号 2）接收信号 3）其等效低通信号为： 信道可表示 连续散射信道 时延和载波频率造成接收信号相位的变化: 对于未调载波，接收信号为： 由中心极限定理， rl是复高斯随机变量，其幅度是Rayleigh分布的随机变量。 信道的冲激响应为： 在一个确定的时刻或时不变的信道，又可以表示成 7、Ricean 衰落 设随机变量 Y X1 和X2 是均值为m1,m2的高斯随机变量, 设s2=m12+m22 。Y的分布函数为 信道相关函数和功率 假设等效低通冲击响应 c(?,t) 是广义平稳随机过程 当时延特性只与时间差有关，与?1 和 ?2 实际值无关时 关于频率选择性衰落信道与频率非选择性衰落信道 对于信道带宽 B 频率选择衰落: B>相干带宽 非频率选择衰落: B<相干带宽 平衰落:非频率选择衰落 多径效应引起的码间干扰（ISI）等效到频域上即表现为幅度特性不平坦，而当我们假设信号经历平衰落时，即意味着符号间不存在码间干扰。 8、提高无线系统特性的方法 分集发射/分集接收 多天线及方向性天线 谢谢！ 实际上是移动?/2距离所需要的时间 与Bd关系的推导 不同地点 时变信道时间效应（1） 时变信道时间效应（2） 时变信道频率效应（1） 时变信道频率效应（2） 6、抽头延时线模型 时变频率选择性衰落信道可以表示为抽头间距为 1/W 的抽头延时线模型 时变转移函数 抽头延时线模型 ?c(?) 0 ? Tm Tm: 最大延时 (multipath spread) 令 ?t=0, 自相关函数就是信道平均功率输出; ?c(?) : 信道的多经强度分布或延时功率谱 对 c(?;t) 傅立叶变换 C(f;t) 是时变转移函数，f 是频率变量 ? c(?) 时域信道响应 ?C(f) ? 频域信道响应 f C(f,t) 也是广义平稳随机过程 又可表示为 频率间隔： 设 ?t=0, 又可以得到 ?c(?) 0 ? Tm ?C(?f