频率选择性衰落的影响因素是信道的传播时延。一般来说，假若信号的最大时延是
t，那么我们就定义W=1/t为相关带宽，在这个带宽之内，我们认为信道是平坦的，换言之，这个频段内的衰变是一个常量。当传输信号的带宽B小于相关带宽W时，这就被称为平衰落，因为从频域上来看，信道衰落是平坦的；但倘若B>W,我们就不能把信道近似为平坦，这个时候不同的频率分量就会遭受不同的衰落，这就是为什么被称为频率选择性衰落。
从时域上来理解这个问题的话，倘若信号的码元周期为T，一般而言，B近似为1/T，那么平率选择性衰落的条件即为1/T>1/t ==>t >T, 也就是说信道的传播时延大于或近似于码元周期，很明显，在接收端会接收到multiple copies of transmitted signal. 相反，倘若T>>t, 那么时延信号叠加在一起，在接收端看来近似为一个信号，时延的影响可以忽略。应用中，OFDM就是利用类似的原理来实现的。
通信原理复习题 一、单项选择题 1．数字通信相对于模拟通信具有（ B ）。A．占用频带小Ｂ．抗干扰能力强C．传输容量大Ｄ．易于频分复用 2．对于M进制的离散消息源消息源，其平均信息量最大时的概率分布为（A ）。A．均匀分布B．正态分布C．瑞利分布D．指数分布3．某二进制信源，各符号独立出现，若“1”符号出现的概率为3/4，则“0”符号的信息量为( B )bit。 A. 1 B.2 C.1.5 D. 2.5 4、已知二进制离散信源（0，1），每一符号波形等概独立发送，传送二进制波形之一的信息量为（B ）A．1 bit/s B．1 bit C．2 bit/s D．2 bit 5、如果在已知发送独立的符号中，符号“E”出现的概率为0.125，则符号“E”所包含的信息量为：( C ) A、1bit B、2 bit C、3 bit D、4 bit 6、离散信源输出五个不同符号，若各符号概率分别为1/2，1/4，1/8，1/16，1/16，则该信源的熵为多少( B. )。A. 1.5bit/符号 B. 1.875 bit/符号 C. 2 bit/符号 D. 1 bit/符号 7、离散信源输出四个不同符号，若各符号概率分别为1/2，1/4，1/8，1/8，则该信源的熵为多少( C. )。A. 1.5bit/符号 B. 1.875 bit/符号 C. 1.75bit/符号 D. 1 bit/符号 8、数字通信中，在计算码元速率时，信号码元时长是指（C．）A．信号码元中的最短时长B．信号码元中的最长时长C．信号码元中的平均时长D．信号码元中的任意一个码元的时长 9、一个二进制数字信号码元时间长度为0.1μs，在传输过程中平均2.5秒产生一个错码，则其平均误码率近似为( D ) -6 -8 -7-8 A. 5×10 B.2×10 C.2×10 D.4×10 10、已知一个8进制信号的符号速率为4800波特，则其对应的信息速率是( D ) A.4800bit/s B.2400bit/s C.9600bit/s D.14400bit/s 11、下列哪个描述不符合数字通信的特点( B ) A.抗干扰能力强 B. 占用信道带宽窄 C.便于构成综合业务网 D. 可以时分复用 12、下面描述正确的是：(A. ) A. 数字通信系统的主要性能指标是传输速率和差错率； B. 从研究消息的传输来说，通信系统的主要性能指标是其标准性和可靠性； C. 对于数字通信系统，传码率和传信率是数值相等，单位不同的两个性能指标； D. 所谓误码率是指错误接收的信息量在传送信息总量中所占的比例。 13、串行数据传输的特点是( A. ) A. 在一条线上，一次产生一位。 B. 在不同线上，同时产生几位 C. 由于存在移位寄存器，位不可能产生。 D. 在系统存贮器中，但按矩阵形式产生 A．可靠性B．有效性C．适应性D．标准性 15、高斯白噪声通过线性系统，其输出分布为（A） A、高斯分布 B、瑞利分布 C、广义瑞利分布 D、均匀分布 14、窄带噪声n(t)的同相分量和正交分量具有如下性质（A） A、都具有低通性质 B、都具有带通性质 C、都具有带阻性质 D、都具有高通性质 16、已知噪声(B ) 的自相关函数，为常数，那么功率谱密度及功率分别为：A．B．C．D． 17、高斯白噪声通常是指噪声的什么量服从高斯分布：（ D ）
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
习题解答 2-1、什么是调制信道？什么是编码信道？说明调制信道和编码信道的关系。 答：所谓调制信道是指从调制器输出端到解调器输入端的部分。从调制和解调的角度来看，调制器输出端到解调器输入端的所有变换装置及传输媒质，不论其过程如何，只不过是对已调制信号进行某种变换。 所谓编码信道是指编码器输出端到译码器输入端的部分。从编译码的角度看来，编码器的输出是某一数字序列，而译码器的输入同样也是某一数字序列，它们可能是不同的数字序列。因此，从编码器输出端到译码器输入端，可以用一个对数字序列进行变换的方框来概括。 根据调制信道和编码信道的定义可知，编码信道包含调制信道，因而编码信道的特性也依赖调制信道的特性。 2-2、什么是恒参信道？什么是随参信道？目前常见的信道中，哪些属于恒参信道？哪些属 于随参信道？ 答：信道参数随时间缓慢变化或不变化的信道叫恒参信道。通常将架空明线、电缆、光纤、超短波及微波视距传输、卫星中继等视为恒参信道。 信道参数随时间随机变化的信道叫随参信道。短波电离层反射信道、各种散射信道、超短波移动通信信道等为随参信道。 2-3、设一恒参信道的幅频特性和相频特性分别为： 其中，0K 和d t 都是常数。试确定信号)(t s 通过该信道后的输出信号的时域表示式，并讨论之。 解：传输函数 d t j j e K e H H ωω?ωω-==0)()()( 冲激响应 )()(0d t t K t h -=δ 输出信号 )()()()(0d t t s K t h t s t y -=*= 结论：该恒参信道满足无失真条件，故信号在传输过程中无失真。 2-4、设某恒参信道的传输特性为d t j e T H ωωω-+=]cos 1[)(0，其中，d t 为常数。试确定信号)(t s 通过该信道后的输出信号表达式，并讨论之。 解： 输出信号为： d t K H ωω?ω-==)()(0 )(21)(21)()(2121)(21]cos 1[)(00) ()(00000T t t T t t t t t h e e e e e e e e T H d d d T t j T t j t j t j T j T j t j t j d d d d d d --++-+-=++=++=+=+--------δδδωωωωωωωωωω
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
多径时延展宽与采样周期的关系对信 道选择性的影响 姓名：陈启武学号：2014200557 专业：微电子学与固体电子学一、概述 在无线通信系统中，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。本文基于IEEE802.11信道模型研究了两个参量多径时延 展宽和信号的采样周期T S对该信道频率选择性的影响，并且运用仿真软件Matlab对信道频率选择性的参数进行模拟仿真，实现了基于IEEE802.11模型的信道频率选择性的建模。仿真结果表明：移动通信系统的参数会影响其信道的选择性。 二、频率选择性衰落 频率选择性衰落是指在不同的频率衰落特性不同的现象，引发频率选择性衰落的原因多是时延展宽，时域的时延展宽导致的不同频率的信号经过频率选择性衰落信道的时候具有不同的响应。对于小信号幅度的衰落，令信道的最大多径时延展宽为Tm，那么信道的相干带宽Bc=1/Tm，满足信道频道选择性衰落的条件和特点有： ·信号采样周期的0.1倍小于最大时延展宽（0.1Ts
根据以上频率选择性衰落的特性，对IEEE 802.11信道模型进行仿真，可选择控制采样周期T s=50ns保持不变，研究不同的多径时延展宽对该信道频率选择性衰落特性的影响，由于Tm>0.1Ts，Tm分别取值250ns、1000ns、2500ns时，得到了一下几组仿真结果：
左图反映的是平均信道功率随信道利用指数的变化规律，右图是该信道的频率响应图。从以上三组图形对比可知：（1）从左图比较来看，多径时延展宽的越大，各信道利用指数所对应的平均信道功率越小，且从左向右衰减幅度越小； （2）从右图比较来看，多径时延展宽越大，信道的接收功率在其带宽范围内随频率发生变化越剧烈，即在相关带宽内各频率分量所对应的功率幅值衰落越强，说明信道引入的码间串扰越大。 二、平坦衰落 相干时间和相干带宽都是描述信道特性的参数，当两个发射信号的频率间隔小于信道的相干带宽，那么这两个经过信道后的，受到的信道传输函数是相似的，由于通常的发射信号不是单一频率的，即一路信号也是占有一定带宽的，如果，这路信号的带宽小于相干带宽，那么它整个信号受到信道的传输函数是相似的，即信道对信号而言是平坦特性的，非频率选择性衰落的。 如果信道的最大多径时延展宽为Tm，那么信道的相干带宽Bc=1/Tm；若发射信号的射频带宽Bs
一填空题(每空1 分，共20 分) 1：调制信道根据信道传输函数的时变特性不同，可分为（）和（）两类。 2：信道容量是指（） 3: 扩频的主要方式有（）和（）。 4:随机过程的数字特征主要有：（）,（）和（）。 5:稳随机过程的自相关函数与其功率谱密度是（）变换关系。 6:平稳随机过程自相关函数与（）有关。 7:随参信道的传输媒质的三个特点分别为（）、（）和（）。8:消息中所含信息量I与出现该消息的概率P(X)的关系式为（），常用的单位为（）。 9:卷积码的译码方法有两类：一类是（），另一类是（）。 10:模拟信号是利用（）、（）和（）来实现其数字传输的。 二简答题(每题5 分，共25 分) 1、抗衰落技术有哪些。 2、按传输信号的复用方式，通信系统如何分类？ 3、随参信道对所传信号有何影响？如何改善？ 4、什么是复用技术？主要类型有哪些？复用与多址技术二者有何异同？ 5、在模拟信号数字传输中，为什么要对模拟信号进行抽样、量化和编码？ 三画图题(每题5 分，共5 分) 已知信息代码为：1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0，请就AMI码、HDB3码、Manchester码三种情形， (1)给出编码结果； (2)画出编码后的波形； 四计算题(每题10 分，共50 分) 1、现有一振幅调制信号，其中调制信号的频率f m=5KHz，载频f c=100KHz，常数A=15。 (1)请问此已调信号能否用包络检波器解调，说明其理由； (2)请画出它的解调框图； (3)请画出从该接收信号提取载波分量的框图。 2、下图中示出了一些基带传输系统的总体传输特性，若要以2000波特的码元速率传输，请问哪个满足抽样点无码间干扰的条件？
简答题： 1、数字通信有何优点 答案：差错可控；抗干扰能力强，可消除噪声积累；便于加密处理，且保密性好；便于与各种数字终端接口，可用现代化计算技术对信号进行处理、加工、变换、存储；便于集成化，从而使通信设备微型化。 难度：较难 2、在PCM系统中，信号量噪比和信号（系统）带宽有什么关系 答案： ) / (2 2 /H f B q N S ，所以PCM系统的输出信号量噪比随系统的带宽B按指数规律 增长。 难度：难 3、非均匀量化的目的是什么 答案：首先，当输入量化器的信号具有非均匀分布的概率密度时，非均匀量化器的输出端可以得到较高的平均信号量化噪声功率比； 其次，非均匀量化时，量化噪声对大、小信号的影响大致相同，即改善了小信号时的量化信噪比。 难度：较难 3、| 4、什么是奈奎斯特准则什么是奈奎斯特速率 答案：为了得到无码间串扰的传输特性，系统传输函数不必须为矩形，而容许具有缓慢下降边沿的任何形状，只要此传输函数是实函数并且在f=W处奇对称，称为奈奎斯特准则。同时系统达到的单位带宽速率，称为奈奎斯特速率。 难度：难 4、什么是带通调制带通调制的目的是什么 答案：用调制信号去调制一个载波，使载波的某个（些）参数随基带信号的变化规律去变化的过程称为带通调制。调制的目的是实现信号的频谱搬移，使信号适合信道的传输特性。难度：难 5、若消息码序列为，试写出AMI和HDB3码的相应序列。 答案：AMI：+1-10+100-100000+1（-1+10-100+100000-1） HDB3：+1-10+100-1000-v0+1（-1+10-100+1000+v00-1） 难度：难 6、什么是多径效应 — 答案：在随参信道当中进行信号的传输过程中，由于多径传播的影响，会使信号的包络产生起伏，即衰落；会使信号由单一频率变成窄带信号，即频率弥散现象；还会使信号的某些频率成分消失，即频率选择性衰落。这种由于多径传播对信号的影响称为多径效应。 难度：中 8、什么是调制调制在通信系统中的作用是什么 答案：所谓调制，是指按调制信号的变化规律去控制高频载波的某个参数的过程。 作用是：将基带信号变换成适合在信道中传输的已调信号； 实现信道的多路复用； 改善系统抗噪声性能。 难度：难 9、FM系统的调制制度增益和信号的带宽的关系如何这一关系说明什么问题
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
2009年8月23日 什么是衰落(fading)？ 对于S---- D这样一个发送接收系统来说，理想的无线信号传播（自由空间传播模型）是由S发送的电磁信号经过一定衰减(attenuation ) 达到D点，我们可以理解为信号沿着S-D的直线从S传播到D点。虽然，电磁波实际上是以球面波的形式向周围360度辐射，但是只有沿着S-D 直线传播的信号才能抵达D点，我们也可以把S-D路径称为直射路径。这是对于自由空间来说的，在自由空间模型里面除了S和D，什么也没有。 而对于实际的大气传播环境，大气中包含着许多的小颗粒（悬浮物），或者其他的小粒子，从S出发，沿着非S-D方向的其他方向传播的电磁波可能经过一系列的反射(散射）后而抵达接收端D，我们把这种路径成为散射路径。由于大气中存在很多的小颗粒，我们可以猜测将会有很多的散射路径。由于每一条散射路径经历的路程都不一样，这样，他们抵达接收端的相位各不相同，如果恰巧各个相位相同，这样，多个信号进行叠加会导致总的信号增强，而如果相位互不相同，各个信号叠加则会互相抵消，导致总的信号强度变低。这样，我们把由于信号经过了多个路径而抵达接收端导致信号强度发生随机变化的现象称为衰落(fading)，也称为多径衰落。
广义的衰落还包括由降水、绕射等其他原因引起的非正常衰减引起的衰落。然而，如果不是特别声明，当我们说衰落的时候，一般特指多径衰落。 由于衰落是个随机现象，对于随机事件，我们一般使用概率分布等统计特性来描述，最常见的是瑞利衰落，也就是说接收信号强度服从瑞利分布。 瑞利衰落是如何来的？ 假设发射信号经过多条传播路径到达接收点，来自不同的路径信号的相对时延较小，在接收机处不可分辨（即平坦衰落），合成为一条单独的路径，接收的等效低通复信号表示为： u(t)exp(j*p(t))=sigma(K=1->K=N)u(k)(t)*exp(j*p(k)(t)) = sigma(K=1->K=N)ui(k)(t)cos(p(k)(t))+ sigma(K=1->K=N)ui(k)(t)sin(p(k)(t)) =ui(t)+j*uq(t) u(t)也称为信号的复包络，而p(t)称为信号的相位。 式中N 为路径的数目， ui 和uq分别表示同向和正交分量。 sigma(K=1->K=N)表示从1到N项求和。 根据无线环境的不同，复包络u(t)和相位p(t) 将具有不同的分布。 如果信道中不存在较强的直射路径，并且传播路径数目较多，各个路径统计独立，依据中心极限定理，可以认为ui 和uq 都将服从高斯分布，
快衰落&慢衰落/平坦衰落&频率选择性衰落 （相干时间/相干带宽） 概述 快衰落示意图 快衰落主要由于多径传播而产生的衰落，由于移动体周围有许多散射、反射和折射体，引起信号的多径传输，使到达的信号之间相互叠加，其合成信号幅度表现为快速的起伏变化，它反映微观小范围内数十波长量级接收电平的均值变化而产生的损耗，其变化率比慢衰落快，故称它为快衰落，由于快衰落表示接收信号的短期变化，所以又称短期衰落(short-term -fading）。 移动通信中信号随接受机与发射机之间的距离不断变化即产生了衰落。其中，信号强度曲线的中直呈现慢速变化，称为慢衰落；曲线的瞬时值呈快速变化，称快衰落。可见快衰落与慢衰落并不是两个独立的衰落（虽然它们的产生原因不同），快衰落反映的是瞬时值，慢衰落反映的是瞬时值加权平均后的中值。移动台附近的散射体（地形，地物和移动体等）引起的多径传播信号在接收点相叠加，造成接收信号快速起伏的现象叫做快衰落。 1多径效应 快衰落现象
（1）时延扩展：多径效应（同一信号的不同分量到达的时间不同）引起的接受信号脉冲宽度扩展的现象称为时延扩展。时延扩展（多径信号最快和最慢的时间差）小于码元周期可以避免码间串扰，超过一个码元周期（WCDMA中一个码片）需要用分集接受，均衡算法来接受。 （2）相关带宽：相关带宽内各频率分量的衰落时一致的也叫相关的，不会失真。载波宽度大于相关带宽就会引起频率选择性衰了使接收信号失真。 2多普勒效应 衰落成因分类图 时间选择性衰落 是指快速移动在频域上产生多普勒效应而引起频率扩散。在不同的时间衰落特性不一样。由于用户的高速移动在频域引起了多普勒频移，在相应的时域上其波形产生了时间选择性衰落。最有效的克服方法是采用信道交织编码技术。即将由于时间选择性衰落带来的大突发性差错信道改造成为近似性独立差错的AWGN 信道。 空间选择性衰落 是指不同的地点、不同的传输路径衰落特性不一样，它是由于开放型的时变信道使天线的点波束产生了扩散而引起了空间选择性衰落。它通常由被称为平坦