第二章移动通信信道二.pptxVIP

现代移动通信BSSUmOMC-R操作维护中心总体方案设计报告MSMSMSBTS基站收发信机BTSBTS基站收发信机BSC基站控制器BTS基站收发信机MSC移动交换中心A接口Abis第2章　移动信道第2章　移动信道通过本章学习，着重解决以下问题：大尺度传播特性大尺度传播模型:描述的是发射机与接收机之间(T-R)长距离(几百米或几千米)上的场强变化小尺度传播特性小尺度传播模型:描述短距离(几个波长)或短时间(秒级)内的接收场强的快速波动的传播模型统计特性主要参数建模与仿真对移动信道有一个全面深入的理解第2章　移动信道　本次课教学目的：　掌握描述多径信道参数的物理意义理解小尺度衰落类型　 2.3　描述多径衰落信道的主要参数移动信道是弥散信道。 电波通过移动信道后，信号在时域上、频域上和空间（角度）上都产生弥散，本来分开的波形在时间上或频谱上或空间上会产生交叠，使信号产生衰落失真。 多径效应在时域上引起信号的时延扩展，使得接收信号的时域波形展宽，相应地在频域上规定了相关（干）带宽性能。当信号带宽大于相关带宽时就会发生频率选择性衰落。多普勒效应在频域上引起频谱扩展，使得接收信号的频谱产生多普勒扩展，相应地在时域上规定了相关（干）时间性能。多普勒效应会导致发送信号在传输过程中，信道特性发生变化，产生所谓的时间选择性衰落。 散射效应会引起角度扩展。移动台或基站周围的本地散射以及远端散射会使得天线的点波束产生角度扩散，在空间上规定了相关距离性能。空域上波束的角度扩散造成了同一时间、不同地点的信号衰落起伏不一样，即所谓的空间选择性。 2.3　描述多径衰落信道的主要参数功率时延分布（PDP，Power Delay Profile）描述信道在时间上的色散；多普勒功率谱密度（DPSD，Doppler Power Spread Density）描述信道在频率上的色散；功率角度谱（PAS，Power Azimuth Spectrum）描述信道在角度上的色散。时延扩展、相关带宽、多普勒扩展、相关时间、角度扩展和相干距离 2.3.1 时延扩展与相干带宽时间色散(Time Dispersion Parameters) 定义：因多径传播造成信号时间扩散的现象。成因：发射信号经过不同路径到达接收点的时间各不相同。例子说明，以发射单脉冲为例。 时变多径信道响应示例 (a)N=3 (b)N=4 (c)N=51、时延扩展描述时间色散的重要参数平均附加时延rms时延扩展最大附加时延(XdB)多径能量从初值衰落到低于最大能量处XdB的时延，即tx-t0（其中 ）1、时延扩展描述时间色散的重要参数多径时间色散参数典型值（450MHz ? 900MHz）如下表所示。由表可见：市区的时延要比郊区大，也就是说，从多径时间色散考虑，市区传播条件更为恶劣。为了避免码间干扰，如无抗多径措施，则要求信号的传输速率必须比1/στ低得多。 2、相干带宽起因：由时间色散引起。定义：指某一特定频率范围内，在该范围内，任两个频率分量有很强的幅度相关性，即所有频率分量几乎具有相同的增益及线性相位。 定量表达式:如果相干带宽定义为频率相关系数大于0.9的某特定带宽，则相干带宽近似为：如果将定义放宽至相关函数值大于0.5，则相干带宽近似为：2、相干带宽信号带宽远远小于相干带宽的情况如图所示，通过图的动态变化我们可以看出：1）在信号带宽范围内，各频点的幅度有基本相同的增益，也就是说，发送信号的频谱基本保持不变；2）信道的增益是随着时间变化的，也就是接收端信号的功率是不断变化的，这种信号忽大忽不小的变化就是衰落。2、相干带宽所传输的信号带宽大于相干带宽,则所传输的信号将产生明显的畸变如图所示。通过图的动态变化，我们可以看出：1）在信号带宽范围内，对不同的频率成份有了不同的响应，也就是说对信号的频率具有了选择性，信号发生了失真；2）信道的总增益随时间变化很小，接收信号的功率基本不变。2.3.2 多普勒扩展和相干时间1、多普勒扩展 描述信道频率色散的参数。起因：由移动台与基站间的相对运动或是信道中物体运动引起的。多普勒扩展定义：为一个频率范围 BD，在此范围内接收的多普勒谱有非0值。含义：多普勒扩展BD 是谱展宽的测量值，这个谱展宽是移动无线信道的时间变化率的一种量度。2、相干时间相干时间定义：信道冲激响应维持不变的时间间隔的统计平均值。含义：在相干时间间隔内，两个到达信号有很强的幅度相关性。 与多普勒扩展的关系：是多普勒扩展在时域的表示，具体为其中，fm 是最大的多普勒频移(v/λ)。若时间相关函数定义为大于0.5时，相干时间近似为： 2、相干时间相干时间与多普勒扩展的关系 在现代数字通信中，一种普遍的定义方法是将相干时间定义为前两个公式的几何平均，即：相干带宽与相干时间时间色