移动通信衰落测试解决方案

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1、移动通信衰落测试解决方案1.概述：移动通信系统的性能主要受到无线信道的制约。收发系统之间的传播路径损耗非常复杂：视距、衰落、多径和随机变化是无线信道的基本特征。衰落信道作为移动通信中的环境条件，对通信系统的影响非常显著甚至是具有决定性的作用。因而对于不同衰落特性的仿真是在各种环境中评估系统性能的基本要求。为了满足移动通信系统的测试要求，实际测试中我们需要衰落模拟器来模拟真实的信道类型。2.移动通信的衰落理论及测试模型众所周知：在实际的移动通信中，电波传播方式除了通常的直射和地面反射外，还存在传播路径中各种障碍物引起辐射能量的散射、折射和绕射等。因此，发射信号往往经由多条不同路

2、径，以不同的时间到达接收天线，这些到达波就是我们熟称的多径波。由于它们的强度、传播时间的不同，而使合成后的接收信号的幅值和相位，甚至波形有可能变化很大，引起我们所说的衰落现象。除此之外，移动台的速度、发射信号的带宽以及传输信道中物体的运动速度都会影响衰落特性。根据实际情况的不同，常用的衰落模型有如下几种：2.1恒定相位反射（ConstantPhase）ConstantPhaseFading是最基本的衰落分布模型，主要反应由于反射波的强度与相位偏移在接收机处引起的衰落特性。在ConstantPhaseFading衰落分布模型中，衰落造成的功率包络凹口主要由三个参数决定，分别为：

3、路径损耗（pathloss）、延时（pathdelay）以及相移（phaseangle）。2.2多普勒效应（PureDoppler）当移动台在运动中通信时，接收信号频率会发生变化，而这种由于接收机和发射台之间的相对运动而产生的频率偏移称为多普勒频移。主要的决定参数包括物体的运动速度、载波频率以及方位角等。多个多径分量经由不同的方向到达接收机，就会造成接收信号的多普勒扩展。同时，无线信道周围事物运动的速度也会造成时变的多普勒频移。2.3瑞利分布（RayleighFading）通过对多径信号的统计特性分析，当收发信机之间没有直达波通路而存在大量反射波，他们到达接收天线的方向角是随

4、机的，相位也是随机的，在0～2π内均匀分布；同时各个反射波的幅度和相位都是统计独立的，此时接收信号包络的变化服从瑞利分布。在无线信道中，瑞利衰落分布是常见的用于描述平坦衰落信号或者独立多径分量接收中包络时变统计特性的一种衰落类型。瑞利分布主要适用于离基站较远的地区。瑞利分布参数设置中，物体的运动速度直接决定Doppler引起的频率展宽。2.4莱斯分布（RiceFading）在离基站较近的区域中，通常有较强的直达波，因此在瑞利分布中的假设通常不能成立，因为存在着占支配地位的直达波信号。由理论推导可知：存在占支配地位分量的大量随机变量之和服从莱斯分布。在莱斯分布参数设置中，物体的

5、运动速度决定Doppler引起的展宽，而功率比（Powerratio）和频率比（Freqratio）决定直达波信号的幅度和相应频偏。2.5对数正态分布（LognormalFading）以上对应的多种衰落模型对应于接收信号在空间的迅速扰动，常称之为快衰落。除此之外，电波在传播路径中遇到障碍物的阻挡时，会产生电磁场的阴影。移动台在运动中通过不同障碍物的阴影时会造成接收天线处场强中值的变化，从而引起衰落，成为阴影衰落。由于这种衰落的的变化速率较慢，又称为慢衰落。对实测数据的统计分析表明，在慢衰落中，接收信号的局部均值近似服从对数正态分布。而对数正态分布也是慢衰落模型中最基本的表现形

6、式，通常也用来近似表示大范围直射路径损耗2.6SuzukiFading在慢衰落模型中，除了对数正态分布，还有一种常见的分布特性为SuzukiFading分布。可以直接理解为接收信号的包络呈对数正态的瑞利分布。2.7BirthDeathPropagation移动通信除了以上基本的衰落模型外，由于在3GPP的规范中采取的是快速调制标准，因此，时延的变化(无论是突变还是缓慢变化)均是影响其信号质量的重要因素。所以，为了全面的考察接收机的性能，在3GPP的规范中又加入了两种传输条件，用以测试UE在该测试条件下的接收性能。BirthDeathPropagation用于仿真信号突然消失以

7、及突然出现的动态传播环境，如用户突然走进建筑物的角落或者从该角落出来时的情景；用以测试Rake接收机对信号突然消失以及突然出现的抵抗能力。2.8MovingPropagationMovingPropagation可以模拟信号在延时过程中的缓慢变化，主要用于测试Rake接收机调整其在无线信道上延迟的能力。除以上介绍的基本衰落情况外，在3GPP测试规范中规定了许多测试示例及测试环境，SMU/AMU可以按照测试规范产生所需的各种测试模版，方便用户进行各种测试。3.用频谱仪观察衰落测试结果有时候我们需要观察经过