移动信道的衰落特性_1.docx

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1、移动信道的衰落特性2-2移动信道的衰落特性?大尺度传播特性：描绘的是发射机与接收机之间长距离上的场强变化?途径传播损耗：它反映了传播在宏观大范围(几百米或几千米)的空间距离上的接收信号电平平均值的变化趋势。?由于阴影效应和气象条件变化造成的接收场强中值的缓慢变化，这种损耗是中等范围内数十至数百个波长范围接收电平的均值变化而产生的损耗。一般以为慢衰落与工作频率无关，仅取决于移动台的移动速度，衰落深度取决于障碍物的状态；且衰落后信号的幅度服从于对数正态分布。移动用户和基站之间的距离为r时，传播途径损耗和阴影衰落用dB能够表示为：10lgl(r,)=10nlgr+?小尺度传播特性：描绘短距离(几个波

2、长)或短时间(秒级)内的接收场强的快速波动情况。?快衰落损耗：由于多径传播而产生的损耗。它反映微小范围几个至数十个波长范围接收电平的均值变化而产生的损耗。一、快衰落/多径衰落/瑞利衰落：多径传播是陆地移动通信系统的主要特征。多普勒频移?成因：路程差造成的接收信号相位变化值，进而产生多普勒频移。?后果：信号经不同方向传播，其多径分量造成接收机信号的多普勒扩展，进而增加信号带宽。?此可得出频率变化值，即多普勒频移fd移动环境：?基站高、移动台低。基站天线通常高30mv下面。?移动台周围的区域称为近端区域，该区域内的物体造成的反射是造成多径效应的主要原因。?离移动台较远的区域称为远端区域，在远端区域

3、，只要高层建筑、较高的山峰等的反射才能对该移动台构成多径。二、多经信号的统计特性1瑞利Rayleigh衰落：在多径传播信道中，若N条路经相互互相独立且没有一个信道的信号占支配地位，或者没有直射波信号，仅有很多的反射波，则接收信号的包络将服从瑞利分布。2莱斯Ricean衰落：在多径传播信道中，若接收信号中有一个信道的信号占支配地位经常是直射波，则其包络将服从莱斯分布。3Nakagami-m分布：在20世纪60年代，Nakagami通过基于现场测试的实验方法，用曲线拟合得到近似分布的经历公式，对于无线信道的描绘有很好的适应性。?瑞利分布假设条件?在发信机与收信机之间没有直射波通路；?有大量反射波存

4、在，且到达接收天线的方向角是随机的，相位也是随机的，且在02内均匀分布：?各个反射波的幅度和相位都是统计独立的。?离基站较远，反射物较多若N个信号的幅值和到达接收天线的方位角是随机的且知足统计独立，则接收信号为：1()()NiiStSt=00(2(cos)()1iivNjtjwtiiaee?+=式中，()iSt为经反射(或散射)到达接收天线的第i个信号，其振幅为i,相移为i。i为Si(t)与移动台运动方向之间的夹角,其多普勒频移值为：imiiffcoscos=。0w为载波角频率，0为载波初相。当N很大，由中心极限定理可知，接收信号的同相分量和正交分量均服从高斯分布，其包络服从瑞利分布：2222

5、222222211()(,)22rrrprprdrede?-=?，0r式中，2为信号的平均功率，为包络检波前接收信号的均方根值r为信号的幅度值。不超过某特定值R的接收信号包络的概率。2.7进一步分析可得： (一阶矩)均值：0()()1.253mErrprdr=?-(2.8)(二阶矩)均方值(信号包络的功率)：2220()()2Errprdr=?-(2.9)方差(信号包络的沟通功率)：22222220.42922rErEr=-=-=- (2.10)图24瑞利分布的概率密度i.当r=时，p(r)为最大值，表示r在值出现的可能性最大：)21exp(1)(-=pii.当177.1212=nr时，p(r)=0.5，因而1.177为信号包络样本的中值，记作rmid。莱斯分布Rician当接收信号中有视距LOS传播的直达波时，视距信号成为主接收信号分量，而从不同角度随机到达的多径分量叠加在此主信号上，此时的接收信号就呈现出莱斯分布。