无线信道模型 摘要：本文分析了无线信道模型。针对的是对无线信道的各种效应感兴趣的读者。众所周知，正是这些复杂的效应使得无线信道产生了不确定性，也就是通常所说的统计特性。由于这方面很少有比较全面，容易理解的资料，所以本文的内容是对其他几本书和相关的论文资料的综合。此外的资料不是只讨论了部分问题，就是虽然面面俱到，但缺乏一定的深度。 本文深入探讨了“是什么影响了无线信道的特性？”这一问题。主要阐述了无线信道的两种效应：一种是乘性效应，使信号产生衰落；另一种是加性效应，使接收到的信号产生畸变。信号的衰落不一定总是随机过程，但信号的畸变却总是。对于信道对信号产生的各种效应，找到了较好的数学模型，这些模型可以用来仿真和分析系统的性能。而且，我们简单举例分析了一些数字无线调制信道的特性。 内容 1 介绍 2 无线电信道 2.1路径损耗 2.1.1 天线 2.1.2 自由空间传播 2.1.3 双线模型 2.1.4 经验和半经验模型
2.1.5其他模型和参数 2.2 阴影 2.2.1 阴影模型 2.2.2 测量结果 2.2.3 阴影修正 2.3 衰落 2.3.1 物理基础 2.3.2 数学模型 2.3.3 衰落的时域和频域特性 2.3.4 一维统计特性 2.3.5 二维统计特性 2.3.6 衰落率和持续时间 3 调制信道 3．1 噪声 3．1．1 门限噪声 3．1．2 窄带高斯白噪声 3．1．3 人为噪声 3．1．4 一些结果 3．2 干扰 4 数字信道 4．1 数字信道的结构 4．2 高斯白噪声信道下二进制PAM信号的以SNIR为自变量的函数BER的计算
4．3 瑞利信道下BPSK信号以SNIR为自变量的函数BER的计算4．4 高斯白噪声信道下其他数字调制方案的一些结果 5 结论 第一章 介绍
第36卷 第2期 电 子 科 技 大 学 学 报 V ol.36 No.2 2007年4月 Journal of University of Electronic Science and Technology of China Apr. 2007 紫外光通信大气信道模型研究 张 静1 ，廖 云1，武保剑2，史双瑾2，邱 琪1,2 (1. 电子科技大学光电信息学院 成都 610054; 2. 电子科技大学宽带光纤传输与通信网技术教育部重点实验室 成都 610054) 【摘要】紫外光通信是一种新兴的基于大气散射和吸收的无线光通信技术，系统结构参数的选择对系统性能有重要影响。该文通过利用Luettgen 提出的非视距单散射模型，比较了在不同仰角、光束孔径角情况下，损耗、延时、脉冲半宽展宽的变化特征，并给出了不同传输距离下能量密度的分布情况。根据仿真计算得到了不同紫外光通信条件下的损耗、时延和脉冲展宽。 关 键 词 信道模型; 损耗; 非视距; 延时; 紫外光通信 中图分类号 TN929.1 文献标识码 A Research on Atmospheric Channel Model of Ultraviolet Communication Systems ZHANG Jing 1 ，LIAO Yun 1 ，WU Bao-jian 2，SHI Shuang-jin 2，QIU Qi 1,2 (1. School of Optoelectronic Information, Univ. of Electron. Sci. & Tech. of China Chengdu 610054; 2. Key Laboratory of Broadband Optical Fiber Transmission and Communication Network of Ministry of Education, Univ. of Electron. Sci. & Tech. of China Chengdu 610054) Abstract Ultraviolet (UV) communication bases on atmosphere scatter and absorption. The structure parameters of system are important to UV system. The relationship between transmitter, receiver apex angle, beam divergence, and the value of loss-time delay are simulated by model developed by Luegtten. Energy distributing is elicited in the fixed angles. The value of loss and time-delay is given by simulation calculating in different conditions. Key words channel model; loss; non-line-of-sight; time-delay; ultraviolet communication 收稿日期：2006 ? 09 ? 06 作者简介：张 静(1982 ? )，女，硕士生，主要从事紫外光通信方面的研究. 紫外光通信主要采用中紫外波段光波(200～ 280 nm)作为传输介质，由于分子(颗粒)对这一波段 的强吸收作用，使得在近地面太阳光谱中没有紫外 光波段，属于日盲区，减少了对紫外发射光源干涉 带来的干扰。与传统通信方式相比，紫外光通信具 有以下优点：(1) 数据传输的保密性高。由于大气的 强吸收作用，系统辐射的紫外光通信信号强度按指 数规律衰减，这种强度衰减是距离的函数。因此， 可根据通信距离的要求来调整系统的辐射功率，使 其在通信范围之外的辐射功率减至最小，提高传输 保密性[1]。(2) 系统抗干扰能力强。(3) 可用于非视距通信。(4) 无需ATP 跟踪。目前，国内外信道模型研究主要采用Luettgen 提出的非视距单散射信道模型，对特定角度下能量分布进行了分析，但没有进行信道结构参数对传输性能影响的研究。本文利用非视距单散射模型，对紫外光通信大气信道模型进行了研究。 1 紫外光通信大气信道理论分析 图1所示为三种不同单对单传输系统模式[2]。由图可以看出，光信号只有通过发射仰角和接收仰角交叉部分的散射体散射后，才能到达接收机。光信号离开光源到达接收机的数量是由系统的几何结构和大气散射因子(k s )、衰减因子(k e )决定的。几何结构主要包括光束孔径角、发射机和探测接收机仰角以及传输距离等。其中，发射机和探测接收机的仰角分别为βT 、βR (0≤βT 、βR ≤)；光束孔径角为θπR 、θT (0≤θR ≤π，0≤θT ≤π/2)；传输距离为r 。 探测接收机接收到的能量是通过计算位于交叉部分经大气散射光信号的数量得出的。本文通过非视距单散射模型[3]计算探测接收机接收到的能量。假设发射机在t =0时刻，发射脉冲能量为Q T ；发射机固有圆锥角为ΩT =4πsin 2(θT /2)，则探测器接收到的能量为： 21 ()T s e s 2 ()T exp()2[()]()()d 2Q ck k r g P E r ηξηξφξηθξηΩξη22?ξ,=π?∫ (1) 式中 ξ为径向坐标；η为角坐标；φ为方位角坐标； P (θs )为单散射相位函数；g [φ(ξ, η)]为有效散射信道
第47卷第3期系杳大学学板（自然科学版）Vol.47 N o.3 2017 年 5 月JOURNAL OF SOUTHEAST UNIVERSITY (Natural Science Edition) May 2017 DOI：10. 3969/j. issn. 1001 -0505.2017. 03.004 三维空间域V M F分布模型的多天线系统性能 周杰1’2朱慧娟1菊池久和2 C1南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室，南京210044) (2国立新泻大学电气工程系，日本新潟950-2181) 摘要：针对城市移动通信环境，提出了散射体各向异性分布的VM F分布模型.在室外宏小区的移 动通信环境下引入散射体群的概念，并结合M IM O多天线Y型阵列（UYA)和圆形阵列（UCA)拓扑结构，使得模型能够估计多径衰落信道的重要信道参数，如UY A和U C A的空间衰落相关函数 (SFC)、衰落信道模型的信道容量及多天线阵列U Y A和U C A对平均佘炜的敏感度等，并延伸了 SFC在求解信道协方差矩阵的应用.结果表明:M IM O多天线系统的性能不仅取决于天线阵列阵元 间距，还与到达角度有关；所提模型的信道参数估计结果适用于实际的城市移动通信环境.针对 UYA和U C A的SFC和信道容量研究，拓展了 VM F分布模型在三维空间域移动通信领域的应用，对M IM O多天线阵列的信道参数评估和无线通信系统仿真提供了有力的工具. 关键词：V M F分布模型；散射体群;集中参数；空间衰落相关函数；多入多出 中图分类号：TN911.6 文献标志码：A 文章编号：1001 -0505(2017)03-0438-06 M ulti-antenna system performance of VMF distribution model based on three-dimensional space Zhou Jie1,2Zhu Huijuan1Hisakazu Kikuchi2 (1 Jiangsu Key Laboratory of Meteorological Observation and Information Processing, Nanjing University of Information Science and Technology, Nanjing 210044, China) (2Department of Electronic and Electrical Engineering,Niigata University, Niigata 950-2181, Japan) Abstract ：As for the mobile communication environment in the city, the von Mises Fisher (VMF) distribution model for a scatterer with anisotropic distribution was proposed. The concept of the scat-tering cluster was introduced into the mobile communication environment of outdoor macrocells. Based on the multiple-input and multiple-output (MIMO) uniform Y array (UYA) and the uniform circular array (UCA) topology, the VMF distribution model can estimate the important channel parameters of multipath fading channels, such as the spatial fading correlation function (SFC) of UYA and UCA, the channel capacity of the fading channel model, the sensitivity of the multi-antenna array of UYA and UCA to the mean colatitude of arrival and so on. The application of SFC in solving the channel covariance matrix is extended. The results show that the performance of the MIMO multi-antenna sys-tem depends on the antenna array element spacing and the angle of arrival. The parameter estimation results of the proposed model are suitable for the realistic city mobile communication environments. The study of SFC and the channel capacity of UYA and UCA expands the application of the VMF dis-tribution model in three-dimensional space domain in the field of mobile communication, and provides a powerful tool for the evaluation of the channel parameters of the MIMO multi-antenna array and the simulation of wireless communication systems Key words：von Mises Fisher(VMF) distribution model；scatter cluster；concentration parameter； spatial fading correlation function (SFC) ；multiple-input and multiple-output(MIMO) *43 收稿日期：2016-09-30.作者简介：周杰（1964—），男，博士，教授，博士生导师，zhonjie45@https://www.doczj.com/doc/2d18404358.html,. 基金项目：国家自然科学基金面上资助项目（61471153 )、江苏省高校自然科学基金重大资助项目（14KJA510001)、江苏省信息与通信工程 优势学科建设资助项目. 引用本文：周杰，朱慧娟，菊池久和.三维空间域V M F分布模型的多天线系统性能[J].东南大学学报（自然科学版），2017,47(3):438-443. DOI： 10.3969/j. issn. 1001 -0505.2017.03.004.
6.1.4 移动信道的模型（多径衰落信道） 一、时变线性滤波器模型及其响应 1.带通系统分析 2()Re[()c l j f t s t s t e π=2()Re[()] c l j f t t r t e π= （1）离散多径 ）（t 1 α）（t 2α） （t 3α） （t 4α）（t 1τ）（ t 2τ） （t 3τ）（t 4ττ 信道：信道系数()n t α，即(,)n t ατ，时延()n t τ 响应： ()()(())(,)(()) n n n n n n x t t s t t t s t t αταττ=-=-∑∑ （14-1-2） （2）连续多径 信道：)(),,(t t ττα，即(,)t ατ表示在0时刻的冲激在τ时刻的响应。 响应：()(,)()x t t s t d ατττ∞ -∞ = -? （14-1-6）
2.等效低通分析 (l s t () l t ) ;(t c τ （1）离散多径 由带通信道模型： ()()(())(,)(())n n n n n n x t t s t t t s t t αταττ=-=-∑∑ 其中()(,)n n t t αατ=为实函数，所以有 22(()) Re ()e Re ()(())e c c n j f t j f t t n n l l n r t t s t t ππτατ-????=-????∑ 即得到等效低通模型为 2()()()e (())c n j f t n n l l n r t t s t t πτατ-=-∑ 所以得到： 信道系数：2()()c n j f t n t e πτα-或2()(;)c n j f t n t e πτατ- （14-1-5） 响应：2()()()(())c n j f t l n l n n r t t e s t t πτατ-=-∑ （14-1-4） 其中()(;)n n t t αατ@。 若令2()(;)()(())c n j f t n n n c t t e t πτταδττ-=-∑，则 ()(;)()l l r t c t s t d τττ∞ -∞ =-? 2()()(())()c n j f t n n l n t e t s t d πτα δττττ∞ --∞ =--∑? 2()()(())c n j f t n l n n t e s t t πτατ-=-∑ 可见(;)c t τ是0时刻的冲激通过信道后在τ时刻上的响应。 （2）连续多径
邮电大学通达学院 毕业设计（论文）题目频率选择性衰落信道模型研究与仿真专业网络工程 学生 班级学号 指导老师何雪云 评阅教师周克琴 指导单位通信与信息工程学院无线电工程系日期：2012年 11月 26 日至 2013 年 6月 21 日
毕业设计（论文）原创性声明 本人重声明：所提交的毕业设计（论文），是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本研究做出过重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明并表示了意。 论文作者签名： 日期：年月日
摘要 在移动通信中，信号经过不同的路径传送到接收端，合成的接收信号相对于发送信号会产生衰落，这就是多径衰落。本文研究了频率选择性衰落信道的特点；并且运用仿真软件Matlab对频率选择性衰落信道进行模拟仿真，实现了基于Jake模型的频率选择性衰落信道的建模。并利用建立起来的模型比较了具有不同载波频率、数据传输速率以及移动台移动速度的移动通信系统所具有的信道衰落特性。仿真结果表明：移动通信系统的参数会影响其信道的衰落特性。 关键词：频率选择性衰落; 瑞利衰落信道；Jake模型
ABSTRACT In mobile communications, signal arrives at the receiver through different transmission paths. The synthesis of the received signals in relation to the original signal will be faded, which is multi-path fading. In this paper, we research the frequency selective fading channels’ characteristics；And make the simulation to frequency selective fading channels with the tool MATLAB, which is based on jack model modeling. Using the established models, we compare the channel fading characteristics of different mobile communication systems which have different carrier frequencies, data transmission rates and mobile speeds. The simulation shows that: The mobile communication systems’ param eters will affect their channel fading characteristics. Keywords:Frequency-selective fading; Rayleigh channels; Jake model
第5章 信道及信道容量 教学内容包括：信道模型及信道分类、单符号离散信道、多符号离散信道、多用户信道及连续信道 5．1信道模型及信道分类 教学内容： 1、一般信道的数学模型 2、信道的分类 3、信道容量的定义 1、 一般信道的数学模型 影响信道传输的因素：噪声、干扰。 噪声、干扰：非函数表述、随机性、统计依赖。 信道的全部特性：输入信号、输出信号，以及它们之间的依赖关系。 信道的一般数学模型： 2、 信道的分类 输出随机信号 输入、输出随机变量个数 输入和输出的个数 信道上有无干扰 有无记忆特性 3、信道容量的定义 衡量一个信息传递系统的好坏，有两个主要指标： 图5.1.1 一般信道的数学模型 离散信道、连续信道、半离散或半连续信道 单符号信道和多符号信道 有干扰信道和无干扰信道 有记忆信道和无记忆信道 单用户信道和多用户信道 速度指标 质量指标
速度指标：信息（传输）率R ，即信道中平均每个符号传递的信息量； 质量指标：平均差错率e P ，即对信道输出符号进行译码的平均错误概率； 目标：速度快、错误少，即R 尽量大而e P 尽量小。 信道容量：信息率R 能大到什么程度； )/()()/()();(X Y H Y H Y X H X H Y X I R -=-== 若信道平均传送一个符号所需时间为t 秒，则 ) ;(1 Y X I t R t =（bit/s ） 称t R 为信息（传输）速率。 分析： 对于给定的信道，总存在一个信源（其概率分布为* )(X P ），会使信道的信息率R 达到 最大。 （);(Y X I 是输入概率)(X P 的上凸函数，这意味着);(Y X I 关于)(X P 存在最大值） 每个给定的信道都存在一个最大的信息率，这个最大的信息率定义为该信道的信道容量，记为C ，即 ) ;(max max Y X I R C X X P P ==bit/符号 （5.1.3） 信道容量也可以定义为信道的最大的信息速率，记为 t C ?? ? ???==);(1max max Y X I t R C X X P t P t （bit /s ） （5.1.4） 解释： (1)信道容量C 是信道信息率R 的上限，定量描述了信道（信息的）最大通过能力； (2)使得给定信道的);(Y X I 达到最大值（即信道容量C ）的输入分布，称为最佳输入（概率）分布，记为* )(X P ； (3)信道的);(Y X I 与输入概率分布)(X P 和转移概率分布)/(X Y P 两者有关，但信道容量 C 是信道的固有参数，只与信道转移概率)/(X Y P 有关。 4、意义： 研究信道，其核心问题就是求信道容量和最佳输入分布。根据定义，求信道容量问题就是求平均互信息量);(Y X I 关于输入概率分布)(X P 的最大值问题。一般来说，这是一个很困难的问题，只有对一些特殊信道，如无噪信道等，才能得到解析解，对于一般信道，必须借助于数值算法。
海上通信信道模型 摘要海上的通信通常工作在复杂多变的信道环境下，由于受地球弧度和海浪、船只、海浪等的遮挡，以及存在深衰落和多径效应，设计海上通信系统时需要充分考虑这些不利因素的影响。本文只就海面反射以及大气吸收损耗做出简单的海上通信信道模型，通过Matlab进行信道仿真，并对仿真结果进行了简要的分析。 关键词海上信道特性；海面反射；大气吸收损耗；信道建模与仿真海上通信同陆地上通信相比，具有自己的环境特点。首先，在地形上，海上障碍物遮挡比较少，这样导致的直接结果就是电波传播余隙大，所以电波在海上传播时，绕射损耗比陆地上小。同时，传播余隙增大，增加了电波反射。并且电磁波在海上传播时，如果掠射角很小，在微波波段内反射系数就比较大。这样反射波的影响也比在陆地上大。本文仅考虑海上通信信道为海面反射以及大气吸收损耗的简单模型，没有考虑绕射损耗、云雾衰减、雨衰、海浪高度以及海洋恶劣环境等因素的影响，对海面反射以及大气吸收损耗的简单模型进行仿真运算。 2 信道传播特性 自由空间传播损耗 在海上通信传播模型当中，一般将电波视作自由空间传播，由参
考文献可知自由空间传播损耗p L 为： d f L p lg 20lg 2045.32++= (1) 式中，f 为工作频率（MHz ），d 为收发天线之间的距离（km ）。 图1 空间传播损耗与收发天线距离之间关系曲线 自由空间传播损耗仿真结果如图1，可以看出自由空间损耗与天线间收发距离基本上是成对数增长关系，随着天线间距离的增加，自由空间损耗呈对数增长。 海面反射传播损耗 目前，在移动通信的海面传播损耗预测中，一般都把海面的电波视作自由空间传播，这与实际情况有较大的误差。因为，在海面上接
南京邮电大学通达学院 毕业设计（论文）题目频率选择性衰落信道模型研究与仿真 专业网络工程 学生姓名 班级学号 指导老师何雪云 评阅教师周克琴 指导单位通信与信息工程学院无线电工程系 日期：2012年 11月 26 日至 2013 年 6月 21 日
毕业设计（论文）原创性声明 本人郑重声明：所提交的毕业设计（论文），是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本研究做出过重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明并表示了谢意。 论文作者签名： 日期：年月日
摘要 在移动通信中，信号经过不同的路径传送到接收端，合成的接收信号相对于发送信号会产生衰落，这就是多径衰落。本文研究了频率选择性衰落信道的特点；并且运用仿真软件Matlab对频率选择性衰落信道进行模拟仿真，实现了基于Jake模型的频率选择性衰落信道的建模。并利用建立起来的模型比较了具有不同载波频率、数据传输速率以及移动台移动速度的移动通信系统所具有的信道衰落特性。仿真结果表明：移动通信系统的参数会影响其信道的衰落特性。 关键词：频率选择性衰落; 瑞利衰落信道；Jake模型
ABSTRACT In mobile communications, signal arrives at the receiver through different transmission paths. The synthesis of the received signals in relation to the original signal will be faded, which is multi-path fading. In this paper, we research the frequency selective fading channels’ characteristics；And make the simulation to frequency selective fading channels with the tool MATLAB, which is based on jack model modeling. Using the established models, we compare the channel fading characteristics of different mobile communication systems which have different carrier frequencies, data transmission rates and mobile speeds. The simulation shows that: The mobile communication systems’ parameters will affect their channel fading characteristics. Keywords:Frequency-selective fading; Rayleigh channels; Jake model
【环境管理】张先毅基于室内办公环境的WSN信道衰落模 型的分析 xxxx年xx月xx日 项目基金：本文研究获得国家自然科学基金（60802030），山东省科技攻关项目(编号2007GG2QT01007、2005GG4201017)、山东省博士基金(编号2007BS01003)资助。作者简介：张先毅（1981年），男，山东省荣成市人，山东师范大学硕士研究生，主要研究方向为无线通信及嵌入式系统工程,E-mial:zhangxiany@https://www.doczj.com/doc/2d18404358.html,.王英龙（1965年），男，山东省计算中心研究员，博士生导师，主要研究领域为计算机网络，信息安全。赵洪磊（1981年），男，硕士研究生，主要研究方向为无线通信及嵌入式系统工程。郭强(1975年)，副研究员，山东省计算中心博士后，主要从事移动通信、下一代网络、无线通信及嵌入式系统工程研究。
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基于室内办公环境的WSN信道衰落模型的分析 张先毅1,2,王英龙2,1,3,赵洪磊3,郭强2 (1,山东师范大学信息科学与工程学院,济南250014;2,山东省计算中心,济南250014;3,山东轻工业学院信息科学与技术 学院,济南250353) 摘要：针对室内环境下无线传感器网络信道衰落的不确定性，提出一个室内环境下无线传感器网络的信道衰落模型。本文根据对无线信道衰落模型的理论研究和无线传感器网络信道衰落测试系统室、内外实验数据的分析，得到无线传感器网络信道衰落模型的各个参数，确定了无线传感器网络室内信道衰落模型。实验证明此衰落模型在实际网络的节点部署和节点定位中的作用优于其他无线信道衰落模型。 关键字：无线传感器网络；信道衰落模型；接收信号强度 中图分类号:TP393 文献标识码:A The analysis of the indoor channel fading model in wireless sensor networks ZHANG Xian-yi1,2,WANG Ying-long 2,1,3,ZHAO Hong-lei3,GUO Qiang2 (1 Dept of Information Science and Engineering, Shandong Normal University, Jinan Shandong 250014,China;2 Shandong Computing Science Center, Jinan Shandong 250014,China;3 Dept of Information Science and Technology, Shandong Institute of Light Industry, Jinan Shandong 250353,China) Abstract: Aiming at the uncertainty of wireless sensor networks in the indoor physical environment, a model about channel fading in wireless sensor networks is proposed. According to the theoretical approach in wireless channel fading model and the analysis of the indoors and outdoors experimental datum in channel fading model which comes from the testing system in wireless sensor networks, the various parameters of channel fading model for the WSN are got, then the indoor channel fading model in wireless sensor networks is confirmed. The practical experiment shows that this model is better than the rest of the wireless channel fading model in the node location and deployment.
NR 信道模型研究 如图7.1.1所示，坐标系由x 、y 、z 轴、球面角和球面单位矢量定义。图7.1.1定义了笛卡尔坐标系中的下倾角θ和方位角φ。注意，0=θ指向天顶，090=θ指向地平线。θ?方向的场分量由θF 给出。 x Figure 7.1.1: Definition of spherical angles and spherical unit vectors in a Cartesian coordinate system, where n ?is the given direction, θ? and φ?are the spherical basis vectors 全球坐标系（GCS ：Global Coordinate System ）是包含多个基站和用户终端的 系统定义的。基站或用户终端的阵列天线可以在局部坐标系（LCS ：Local Coordinate System ）中定义。 LCS 坐标转换为GCS 坐标，GCS 坐标是(x, y, z, θ, φ)并且矢量单位是(θ?, φ? )，LCS 准备的坐标是（x', y', z', 'θ, 'φ），准备的矢量单位（'?θ, '? φ），就像图7.1.3-1 and 7.1.3-2所示。
Figure 7.1.3-1: Orienting the LCS (blue) with respect to the GCS (gray) by a sequence of 3 rotations: α, β, γ. Figure 7.1.3-2: Definition of spherical coordinates and unit vectors in both the GCS and LCS. 图7.1.3-1说明了GCS （灰色）和LCS （蓝色）之间的旋转顺序。图7.1.3-2显示了GCS （灰色）和LCS （蓝色）的坐标方向和单位矢量。在图7.1.3-1中，考虑了LCS 相对于α, β, γ角给出的GCS 的任意3D 旋转。α, β, γ角的集合也可以被称为相对于GCS 的阵列天线的方向。 用 )','('φθA 表示LCS 的天线元素模型，),(φθA 表示GCS 中相同天线元素模型，两者之间的关系是 )','('),(φθφθA A =，'θ and 'φ通过下面进行计算。 ()()()()()θαφγαφγβθγβρφθγβαθsin sin sin cos cos sin cos cos cos acos ?100arccos ,;,,'1---+=?????? ????????????=-R T ()()()()()()()???? ??-+-++--=????? ? ????????????=-θαφγαφγβθγβθβαφθβρφθγβαφsin sin cos cos sin sin cos sin cos cos sin cos sin cos arg ?01arg ,;,,'1j R j T 数学不好的根本看不懂。 路损、视距的可能性和穿透模型 路径损耗模型汇总在表7.4.1-1中，距离定义如图7.4.1-1和图7.4.1-2所示。 需要注意的是，阴影衰落的分布是对数正态分布，每个场景的标准偏差见表
2015年全国研究生数学建模竞赛C题（由华为公司命题） 移动通信中的无线信道“指纹”特征建模 一、背景介绍 移动通信产业一直以惊人的速度迅猛发展，已成为带动全球经济发展的主要高科技产业之一，并对人类生活及社会发展产生了巨大的影响。在移动通信中，发送端和接收端之间通过电磁波来传输信号，我们可以想象两者之间有一些看不见的电磁通路，并把这些电磁通路称为无线信道。无线信道与周围的环境密切相关，不同环境下的无线信道具有一些差异化的特征。如何发现并提取这些特征并将其应用于优化无线网络，是当前的一个研究热点。类比人类指纹，我们将上述无线信道的差异化的特征称为无线信道“指纹”。无线信道“指纹”特征建模，就是在先验模型和测试数据的基础上，提取不同场景或不同区域内无线信道的差异化的特征，进而分析归纳出“指纹”的“数学模型”，并给出清晰准确的“数学描述”。 在典型的无线信道中，电磁波的传输不是单一路径的，而是由许多因散射（包括反射和衍射）而形成的路径所构成的。由于电磁波沿各条路径的传播距离不同，因此相同发射信号经由各条路径到达接收端的时间各不相同，即多径的时延之间有差异。此外，各条路径对相同发射信号造成的影响各不相同，即多径的系数之间有差异。如左下图所示： 1
2 工程上，考虑到多径系数及多径时延的影响，在保证精度的前提下，可以用“离散线性系统”为无线信道建模。需要注意的是，该模型中的信号及多径系数均为复数。理想信道测量可以理解为获取该系统的单位序列响应，即获取单位脉冲“”经无线信道传输后被接收到的信号，如右上图所示。上述理想信道测量的结果用公式表述如下 : 其中，“”为离散信号的样点标识，这里假设共有“”个样点；“”是当前时刻的路径总数；“”为当前时刻第条路径上的信道系数，通常是复数；“”为当前时刻第条路径的时延，且已折算成样点数，即延迟了“”个样点。显然，复信号“”给出了当前时刻的完整信道。需要强调的是，上述各个参数，包括“”、“”和“”都会随着时间而变化，即各个参数具有时变性。相应地，“”的功率在信号波长[1]“”的量级上会出现时而加强时而减弱的快速变化，称之为多径衰落或小尺度衰落。同时，快速变化的功率，其平均值也会出现缓慢的变化，这主要是由于周围环境或气象条件的改变而引起的，称之为阴影衰落或大尺度衰落。两种衰落特征如下图所示：
一、时变信道的冲激响应 假设发送信号： {} {}{}2()Re ()Re ()cos(2)Im ()sin(2)c j f t c c s t u t e u t f t u t f t πππ==- 公式（3-1） 接收信号是直射信号分量及所有可分辨多径之和： ()(2(())())0()Re ()(()c n D n N t j f t t t n n n r t a t u t t e πτφτ-+=??=-???? ∑ 公式（3-2） 在公式（3-2）中，可分辨多径的数目()N t ，各径的路径长度()n r t 、相应的时延()()/n n t r t c τ=、多普勒相移()D n t φ和幅度()n a t 是未知量。 每一个可分辨径可能是由单个反射体形成的，也可能是由一簇时延基本相同的反射体形成的。宽带信道一般都有可分辨的多径分量，公式（3-2）中的每项对应于一个单反射体形成的分量或者是多个不可分辨分量的和。窄带信道下，公式（3-2）中的每一项都是不可分辨的。 令 ()2()()n n c n D t f t t φπτφ=- 公式（3-3） 式（3-2）接收信号()r t 变为 ()()20()Re ()(()n c N t j t j f t n n n r t a t e u t t e φπτ-=???? =-???????? ∑ 公式（3-4） 在上式中，()n a t 取决于路径损耗和阴影衰落，()n t φ取决于时延和多普勒频移，所以一般可假设两个随机过程是相互独立的。 等效基带输入信号()u t 冲激相移响应(,)c t τ卷积，再上变频到载波频率就得到接收信号()r t ： 2()Re (,)()c j f t r t c t u t d e πτττ∞ -∞?????? =-?? ??????? ? 公式（3-5） 对于时不变信道有(,)()c t c ττ=。这个()c τ就是标准的时不变信道的冲激响应，即0时刻发送的冲激在τ时刻的响应。 由（3-4）和（3-5）可知，在()t τ-时刻发送的冲激在t 时刻的等效基带响应(),c t τ必然由下式决定：
数字通信系统的模型 ? 数字通信系统的分类 数字通信系统可进一步细分为数字频带传输通信系统、数字基带传输通信系统、模拟信号数字化传输通信系统。 1. 数字频带传输通信系统 数字通信的基本特征是，它的消息或信号具有“离散”或“数字” 的特性，从而使数字通信具有许多特殊的问题。例如前边提到的第二种变换，在模拟通信中强调变换的线性特性，即强调已调参量与代表消息的基带信号之间的比例特性；而在数字通信中，则强调已调参量与代表消息的数字信号之间的一一对应关系。 另外，数字通信中还存在以下突出问题：第一，数字信号传输时，信道噪声或干扰所造成的差错，原则上是可以控制的。这是通过所谓的差错控制编码来实现的。于是，就需要在发送端增加一个，而在接收端相应需要一个解码器。第二，当需要实现保密通信时，可对数字基带信号进行人为“扰乱”（加密），此时在收端就必须进行解密。第三，由于数字通信传输的是一个接一个按一定节拍传送的数字信号，因而接收端必须有
一个与发端相同的节拍，否则，就会因收发步调不一致而造成混乱。另外，为了表述消息内容，基带信号都是按消息特征进行编组的，于是，在收发之间一组组的编码的规律也必须一致，否则接收时消息的真正内容将无法恢复。在数字通信中，称节拍一致为“位同步”或“码元同步”，而称编组一致为“群同步”或“帧同步”，故数字通信中还必须有“同步”这个重要问题。 综上所述，点对点的数字通信系统模型一般可用图 1-3 所示。 需要说明的是，图中 / 、加密器 / 解密器、编码器 / 译码器等环节，在具体通信系统中是否全部采用，这要取决于具体设计条件和要求。但在一个系统中，如果发端有调制 / 加密 / 编码，则收端必须有解调 / 解密 / 译码。通常把有调制器 / 解调器的数字通信系统称为数字频带传输通信系统。 2. 数字基带传输通信系统 与频带传输系统相对应，我们把没有调制器 / 解调器的数字通信系统称为数字基带传输通信系统，如图 1-4 所示。
南京邮电大学通达学院毕业设计(论文)开题报告题目频率选择性衰落信道模型研究与仿真 学生姓名班级学号专业网络工程 提纲(开题报告2000字以上)： 1.对指导教师下达的课题任务的学习与理解 随着无线通信业务需求量急剧增长，有限的频谱资源显得越来越紧张。未来物联网与无线通信网的融合更将占用频谱资源的范围扩展到世上万物。由于多数频谱资源被分配作授权频段，可灵活使用的非授权频段十分有限，而相当数量的授权频谱资源利用率非常低。目前，为提高频谱资源利用率，大部分研究都集中在编码调制等集中式静态频谱分配策略上，并不能灵活地完成时间空间上已分配频谱的动态复用。 无线通信系统的性能主要受到移动无线信道的制约。在陆地移动通信中，移动台常常工作在城市建筑群和其它地形地物较为复杂的环境中，其传输信道的特性是随时随地而变化的，移动无线信道上传输的信号要受到传播路径损耗，衰落和噪声干扰，这些都影响了通信系统的性能。所以在进行移动通信系统关键技术的理论研究时，信道模型是首要确定的问题。基于抽头延时线的频率选择性衰落信道，是非常常用的一种信道模型。 本次毕业设计就是要深入理解无线信道的特点和分类，重点研究频率选择性衰落信道，并利用Matlab仿真工具通过Jake模型和抽头延时线对其进行建模。通过建立的模型掌握载波频率、移动台移动速度等对信道衰落特性的影响。 2.阅读文献资料进行调研的综述 ⑴无线信道的分类和特点 （一）信道类别 1、短波信道：短波按照国际无线电咨询委员会(CCIR，现在的ITU-R)，的划分是指波 长在l00m~l0m，频率为3MHz~30MHz的电磁波。利用短波进行的无线电通信称为短波通信，又称高频(HF)通信。实际上，为了充分利用短波近距离通信的优点，短波通信实际使用的频率范围为1.5MHz~30MHz。与卫星通信、地面微波、同轴电缆、光缆等通信