移动通信第三课 移动信道模型和简单定量分析.pdf

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1、通知¢因移动通信国家重点实验室的网页还没有建好，故将课件贴在学校FTP服务器ftp.seu.edu.cn/incoming/Documents/课程.移动通信目录下，欢迎各位同学下载。补充基本概念基本概念2无线电波频段无线信道类型¢3-30kHz甚低频（VLF）¢电离层波导（waveguide）¢电报¢导航系统¢潜水艇通信无线信道类型2¢30kHz-3MHz低频（LM）&中频（MF）¢LM：表面波¢长距离通信¢导航¢MF：地面波和空中波¢⇒干扰&衰落¢商业AM无线电无线信道类型3¢3-30MHz高频（HF）¢存在地面波¢以空中波为主¢全球通

2、信¢通过电离层反射¢没有用于民用移动通信无线信道类型4¢30MHz--3GHz甚高频（VHF）&超高频（UHF）¢以空间波为主¢传播受地平线限制¢反射&绕射¢FM无线电&电视频道，等...无线信道类型5¢3-30GHz极高频(微波：15–30GHz)¢需视线（LOS）传播¢高增益天线¢卫星通信¢点对点陆地链路¢雷达¢超短距通信无线信道类型6¢30-300GHz特（Extra）高频（即毫米波）¢有很多适用频段¢视线通信¢突发散射通信¢存在雾、水、和氧气吸收(e.g.60GHz)¢甚短距保密通信¢卫星之间的通信移动通信---第三课移动信道模型和

3、简单定量分析内容¢移动通信面临的问题¢移动环境下的信道分析¢移动信道模型¢移动信道仿真实验方法¢空时信道模型¢移动信道的测量衰落的原因¢接收机运动→多普勒频移¢信号传输带宽¢与信道带宽相比¢多径传播¢从接收机“看”多径传播的每条路径¢对环境十分敏感多径传播多径效应¢多径信号相位相反→合成信号的幅度快速变化¢多径信号传播路径不同→时延散布¢接收机或环境运动→多普勒频移（多普勒调频）移动通信面临的问题¢时延扩展（多径时延扩展）→频率选择性衰落¢相关带宽的意义¢从频域来看多径现象将导致频率选择性衰落即信道对不同频率成分有不同的响应¢在相关带宽内信

4、号传输失真小若信号带宽超过相关带宽将产生较大失真和符号间串扰¢信号传输速率受多径时延的限制¢频率扩展（多普勒扩展）→时间选择性衰落¢相关时间的意义¢当发送信号的持续时间Ts>Tc则会产生时间选择性衰落¢一般情况下Ts<

5、无直射波的N个路径，传播时若每条路径的信号幅度为高斯分布、相位在0~2π内均匀分布，则合成信号包络分布为瑞利(Rayleigh)分布：多径信号包络分布---莱斯分布¢指含有一个强直射波的N个路径，传播时若每条路径的信号幅度为高斯分布、相位在0~2π为均匀分布，则合成信号包络分布为莱斯(Rician)分布多径信号包络分布---Nakagami分布¢M=1，瑞利分布¢M=0.5，单边指数分布¢，莱斯分布多径信号---时延统计特性¢多径信号到达时刻的分布¢指数分布---对于有近距离散射体中距离高大建筑和远山的环境¢等间隔分布---简化模型GSM0

6、5.05建议¢多径信号到达数目的分布---泊松分布多径信号---时延特性时延扩展时延方差(σ)σ的典型值：室内：10-100ns时延均值室外：0.1-10µs→噪声门限(dB)功率时延→多径信号---典型时延多径信号---相位统计特性¢相位变化：反射附加相移＋时延附加相移＋多普勒频移多普勒频移多普勒效应多普勒频谱¢多普勒展宽：多径传播下，多径的多普勒频移形成信号频率的扩展。当多径电波与移动台的运动方向夹角在[0~2π]内服从均匀分布时，多普勒扩展的功率谱为：多普勒频谱2多径信号---典型多普勒扩展内容¢移动通信面临的问题¢移动环境下的信道分

7、析¢移动信道模型¢移动信道仿真实验方法¢空时信道模型¢移动信道的测量移动信道分析---研究目标¢移动通信信道是多径衰落信道¢模拟信号SNR¢信道特性：以信号在自由空间传播损耗、衰落深度、衰落次数和衰落持续时间等参数表示¢数字信号SNR+误码率¢多径传播→多径衰落→突发性误码¢多径时延扩展→严重的码间串扰多径信道模型¢基本思想:将多径干扰效应用一个滤波器来表示。¢测量或计算信道的冲击响应（响应频率为f窄脉冲）。c信道tττ信号表示¢发送的信号：¢f为载波频率，s(t)是等效基带信号。cl¢接收信号---经过多条传播路径¢α(t)是第n径接收信

8、号的衰落因子，τ(t)是nn第n条路径的传播时延，f为多普勒频移，φDn为第n径沿途反射产生的附加相移。时变冲击响应函数¢等效低通信号¢等效低通信道的时变冲激响应为¢信道的时变冲