第2章无线信道的特性与电波传播
V1.0
制作：晏力
主讲：晏力
为何要研究传播特性
发射机与接收机之间的传播路径非常复杂
●接收天线将接收从多条路径传来的信号
●移动台的运动
●周围环境的变化
传播特性直接关系到以下因素
?天线高度的确定
?预测信号的覆盖范围
?为实现优质可靠的通信需采用何种抗衰落技术……
据信道特性参数随时间变化的快慢，通常又分为：
–恒参信道：传输特性随时间变化速度极慢，或
者说在足够长的时间内，其参数基本不变。
–变参信道：传输特性随时间的变化较快。
无线电波的传播机制
?自由空间（无阻挡物）：视距传播LOS(line-of-sight)?存在阻挡物（多条路径）:
反射：当电磁波遇到比波长大得多的物体时，会发生反射
绕射：当接收机和发射机之间的无线路径被尖利的边缘阻挡时，会发生绕射
散射：当波穿行的介质中存在小于波长的物体并且单位体积内阻挡体的个数非常巨大时，会发生散射。
无线信道对信号传输的影响归纳为三方面：?自由空间路径损耗
?长程范围内平均信号电平
?取决于发射机与接收机之间的距离
?阴影衰落
?短程范围内平均信号电平
?在50 100波长距离内平均得到
?由地形或人造障碍引起
?多径衰落
?来自不同方向不同长度路径信号引起的干扰
?信号包络在几个波长间距内的变化幅度可达30dB
研究传播特性的基本方法
理论分析
即用电磁场理论或统计理论分析电波在移动环
境中的传播特性，并用各种模型来描述移动信道。
现场电波传播实测
即在不同的传播环境中，做电波传播试验。测
试参数包括接收信号幅度、时延以及其它反映信道
特征的参数。
计算机模拟
即利用计算机强大的计算能力，快速灵活地模拟各种移动环境。该方法可弥补前两种方法的不足。
2.2.1 自由空间无线信号的传播
–自由空间
?均匀无损耗的无限大空间。?各向同性。
?电导率为0，相对介电常数和相对磁导率为1。
–传播损耗
?本质：球面波在传播过程中，随着传播距离增大，电波能量在扩散过程中所引起的球面波扩散损耗。
?接收天线所捕获的信号功率是发射天线辐射功率的很小部分。
O P T
A ＝λ2 / 4π
d
–模型适用范围
?接收机和发射机之间是完全无阻隔的视距路径LOS 。?仅当视距大于发射天线远场距离时适用。
L
d G G P d P r t t r 2
22
)4()(πλ
=其中，P t 为发射功率，亦称有效发射功率；P r (d)是接收功率，为T-R 距离的幂函数；G t 是发射天线增益；G r 是接收天线增益；d 是T-R 间距离；L 是与传播无关的系统损耗因子；λ为波长。
O P T
A ＝λ2 / 4π
d
–距发射机d 处天线的接收功率
?数学表达式（Friis 公式）
O P T
A ＝λ2 / 4π
d
–距发射机d 处天线的接收功率
?物理意义
—与d 2成反比→距离越远，衰减越大。
—与λ2成正比（与f 2成反比）→频率越高，衰减越大。
—综合损耗L(L>=1)通常归因于传输线衰减、滤波损耗和
天线损耗，L ＝1则表明系统硬件中无损耗。
L
d G G P d P r t t r 2
22
)4()(πλ
=
]
)4(log[
10log
10log 10log 10)(2
22d
G G P P P P dB PL r t r
t r t πλ
-==-=2.路径损耗
r
t n
r t t r G G d h h P P ??
?
??=2●表示信号衰减，单位为dB 的正值。
●
为有效发射功率和接收功率之间的差值，如下表
示：]
)4(log[
10)(2
22d
dB PL πλ
-=假设收发天线的增益为1时，自由空间路径传播
损耗为：–天线的远场或Fraunhofer 区定义
?远场距离d f = 2D 2/λ （D 为天线的最大物理线性尺寸）
?发射天线的远场定义为超过远场距离d f 的地区。
–使用近地距离d
点接收功率作为参考点的接收功率
?参考距离必须选择在远场区，即d
>=d
f
，同时d
小于移动通信系统中所用的实际距离。
?当距离大于d
时，自由空间中接收功率表达式
2
)
)(
(
)
(
d
d
d
P
d
P
r
r
=f d
d
d≥
≥
在移动通信系统中，接收功率的动态范围很大，经常以dBm 或dBW为单位表示：
)
log(
20
]
001
.0
)
(
log[
10
)
(0
d
d
W
d
P
dBm
d
P r
r
+
=
f
d
d
d≥
≥
2.3.1 地面反射的传播模型
当电波传播中遇到两种不同介质的光滑界面时，如果界面尺寸比电波波长大得多，就会产生镜面反射。由于大地和大气是不同的介质，所以入射波会在界面上产生反射。
2.3 路径损耗模型
)
θθh h E 发射机接收机E i
r
t
d
E LOS
E i
r =E g
T()
R(TOT =E LOS +E g
●
●
)
θh 发射机接收机i
θ0
r
h t
d
E LOS
E i
E r =E g
T()
R(E TOT =E LOS +E g
●
●
发、收天线高度分别为h t 和h r ，设E 0表示某一距发射机T 点d 0处的参考电场强度，且d>d 0，则有，
()
?????????? ?
?-=c d t d d E t d E '
'0''00'
'cos ,ω()
??
?
??????? ?
?-=c d t d d E t d E '
0'0
0'
cos ,ω()?
?
??????? ??-=c d t d d E t d E 00
0cos ,ω则直射波有
则反射波有
则接收点R 的总场强为
LOS
g TOT E E E +=
则接收点R 的总电场强度为
()?????????? ?
?--+?????????? ??-=c d t d d E c d t d d E E TOT
'
'0''0
0'0'00cos 1cos ωω)
θh h E 发射机接收机i
θ0
r
t d
E LOS
E i
r =E g
T()
R(E TOT =E LOS +E g
●
●
2
2
2
2'
'
')
()(r t r t h h d h h d d
d d -+-++=-=?直射波与一次反射波路径长度之差为：
22
22
22
1()1()
()()[1][1]222t r t r t r t r t r h h h h d d d d d h h h h d d d d
h h d
+-?=+-++-≈+-+=
主要的影响是在直射波与反射波之间产生了相位差：
λ
πθ?
=
?2两者到达时延差为：c d f c πθτ2?
=
?=()[]1cos cos 0cos cos cos 1cos ,0
0''00'
00''00'
''0'0
0'
'0''0
0'0'00'
'''''-≈-=-?????????? ?
?-=?????????? ?
?--+?????????? ??-=????
?
?=??==θθωωωd d E d d E d d E d d E c d d d d E c d t d d E c d t d d E c d t d E c
d t c
d t TOT
()d
h h d d E d E r
t TOT λπ22'
00≈接收天线的接收功率为
2
2()
t r r t t r h h P P g g d
=?两边取对数后有：
10lgP r ＝101g(P t g t g r )—401gd+20lgh t +20lgh r
可得地面反射的传播模型的PL 损耗为:
[]()
r t r t r
t
h h g g d P P dB PL lg 20lg 20lg 10lg 10lg 40lg 10)(+++-==[]1cos ,0
0''-≈???? ?
?=?θd d E c d t d E TOT
[]()
r
t
r
t
r
t h
h
g
g
d
P
P
dB
PL lg
20
lg
20
lg
10
lg
10
lg
40
lg
10
)
(+
+
+
-
=
=
●适用条件：
●当距离很大时，接收功率随距离成4次方衰减。
●对较大的d值，接收功率和路径损耗与频率无关。
r
t
h
h
d>>
电波传播损耗预测模型
设计无线通信系统时，首要问题是在给定条件下如何算出接收信号的场强。
分析和实验相结合的方法
分析——了解各因素的影响
实验——找出各种地形地物下的传播损耗与距离、频率、天线高度之间的关系
实验方法的优点——通过场强测试考虑了所有的传播因素，包括已知的和未知的。
实验方法的不足——在一定频率和环境下获得的模型，在其他条件应用时是否正确，只能建立在新的测试数据基础上。
地形环境分类
1、地形特征定义（1）地形波动高度
–在平均意义上描述了电波传播路径中地形变化的程度。–定义为：沿通信方向，距接收地点10km 范围内，10％高度线和90％高度线的高度差。
–
10％高度线是指在地形剖面图上有10％的地段高度超过此线的一条水平线
b
h 平均地面高度
3km
1km
15km
高度
基站天线
10km
10％90%
h
距基站的距离（km ）
（2）天线有效高度
–移动台天线有效高度定义为移动台天线距地面的实际高度。
–基站天线有效高度定义为沿电波传播方向，距基站天线3～15km 的范围内平均地面高度以上的天线高度
b
h 平均地面高度
3km
1km
15km
高度
基站天线
10km
10％90%
h
距基站的距离（km ）
无线信道传播特性分析总结 班级学号姓名 随着科学技术的发展，无线通信已经渗透到我们生活的各个方面，对我们的生活工作有着巨大的影响。在无线通信系统中，无线通信的信道的特性对整个系统有着巨大的影响。 1、无线信道的概念 要想搞明白无线信道具有哪些特性，就要先了解什么是无线信道。信道是对无线通信中发送端和接收端之间的通路的一种形象比喻，对于无线电波而言，它从发送端传送到接收端，其间并没有一个有形的连接，它的传播路径也有可能不只一条，但是我们为了形象地描述发送端与接收端之间的工作，我们想象两者之间有一个看不见的道路衔接，把这条衔接通路称为信道。信道具有一定的频率带宽，正如公路有一定的宽度一样。 与其它通信信道相比,无线信道是最为复杂的一种,其衰落特性取决于无线电波传播环境。不同的环境,其传播特性也不尽相同。无线信道可能是很简单的直线传播,也可能会被许多不同的因素所干扰,例如:信号经过建筑物,山丘,或者树木所有反射而产生的多径效应,使信号放大或衰落。在无线信道中,信号衰落是经常发生的,衰落深度可达30。对于数字传输来说,衰落使比特误码率大大增加。这种衰落现象严重恶化接收信号的质量,影响通信可靠性。移动信道与非移动点对点无线信道相比,信号传输的误比特率前者比后者高106倍。 另外,在陆地移动系统中,移动台处于城市建筑群之中或处于地形复杂的区域,其天线将接收从多条路径传来的信号,再加移动台本身的运动,使得信号产生多普勒效应,并且信道的特性也随时间变化而变化,增加了信号的不确定性,使得移动台和基站之间的无线信道多变且难以控制。所以,与传统模型相比,无线信道多径数目增多,时延扩展加大,衰落加快。 2、无线信道的特性 信号从发射天线到接收天线的传输过程中，会经历各种复杂的传播路径，包括直射路径、反射路径、衍射路径、散射路径以及这些路径的随机组合。同时，电波在各条路径的传播过程中，有用信号会受到各种噪声的污染，包括加性噪声
6.1.4 移动信道的模型（多径衰落信道） 、时变线性滤波器模型及其响应 1. 带通系统分析 1）离散多径 2）连续多径 信道：（，t ）, （t ）,即（，t ）表示在0时刻的冲激在T 时刻的响应。 响应： x(t) ( ,t)s(t )d 14-1-6) 信道：信道系数 n （t ），即（n ,t ），时延 n （t ） 响应： x(t) n (t)s(t n ( n ,t)s(t n n (t)) n (t)) 14-1-2)
2.等效低通分析 1)离散多径 由带通信道模型： 其中n(t) ( n,t)为实函数，所以有 即得到等效低通模型为 所以得到： 其中n(t) @ ( n;t)。 2)连续多径 信道：c( ;t) ( ;t)e j2 fc (t) 响应：r l (t) c( ;t)s l (t )d ( ;t)e j2 fc (t)s l(t )d 信道系数：n(t)e j2 fcn(t)或(n；t)e j2 fcn(t)14-1-5) 响应：r l (t)n(t)e j2 f n n(t)s l (t n(t))14-1-4) 若令c( ;t) n(t)e j2 f c n(t) n ( n (t)) ，则 可见c( ;t)是0时刻的冲激通过信道后在时刻上的响应。 14-1-8)
二、多径衰落信道的统计特性 1.等效低通信道 论冲激响应：即0时刻的冲激通过信道后在时刻上的响应。 其中n(t) 2 f c n(t) 离散多径：c( ；t) n(t)e jn⑴(n(t)) n 连续多径: c( ;t) ( ;t)e j⑴其中(t) 2 f c (t) 2.分析：c( ;t)由许多时变随机向量组成 幅度系数n(t)-随移动台运动而随机变化; 相位偏移n(t)—在［0,2 )内随机变化。且各条路径是独立的，各个向量分量是独立随机变量，且零均值的。 3.初步结论 (1) 根据中心极限定理，合成的时变随机向量c( ;t)是零均值，低通复高斯过程 其幅度c( ;t)服从Rayleigh分布，相位n (t)服从(0, 2 )均匀分布。 (2) 信道传输函数：C(f;t) c( ;t)e j2 f d (线性变换) 故C(f;t)也是零均值、低通复高斯过程。称为时变传递函数。 (3) 若其中有一条路径的分量相当强(如直射分量LOS，超过其他分量之总和)， 则合成向量幅度服从Rice分布。
复习 1、简述分集的分类及含义. 空间分集： 利用不同接收地点（空间）收到的信号衰落的独立性，实现抗衰落的功能，结构为：发端一副天线发送，收端多部天线接收。，接收天线之间的距离大于相干距离。 频率分集： 将待发送的信息分别调制到不同的载波上发送至信道，不同的载波之间的间隔足够大，大于频率相干带宽。 时间分集 如果取样时间间隔足够大时，随机衰落信号两个样点间的衰落互不相关的。将待发送的信号每隔一定时间间隔重复发送，在接收端就可以得到多条独立的分集支路，时间间隔Δt应大于相干时间ΔT。时间分集对于处于静止状态的移动台是无用的。 3、简述OFDM的原理。 OFDM的基本原理是将高速的数据流分解为多路并行的低速数据流，然后用多个互相重叠但两两相互正交的载波同时对各路数据流进行调制合并后传输，收端用各正交载的波解调并串转换为高速的数据流。 5、MSK信号的特点是什么 ①恒包络, 频偏为±1/4Tb, 调制指数h=1/2; ②附加相位在一个码元时间的线性变化±π/2, 相邻码元转换时刻的相位连续; ③一个码元时间是1/4个载波周期的整数倍。 6、什么是互调干扰? 当两个以上不同频率信号作用于一非线性电路时，将互相调制，产生新频率信号输出，如果该频率正好落在接收机工作信道带宽内，则构成对该接收机的干扰，我们称这种干扰为互调干扰。 7 GSM 帧结构 GSM 各逻辑信道及作用 GSM的参数[表] 频率复用距离D=3N R，其中N是频率复用因子，N= 2i+2j+ij ij 是正整数
分集合并方式包括:选择合并,最大比值合并,等增益合并 简述移动信道的特征 多径衰落的种类有哪些？ 答： 什么叫位置登记？为什么必须进行位置登记？ 答：当移动台进入一个新的位置区LA 时，由于位置信息的重要性，因此位置的
恒参信道： 有线电信道（明线，同轴电缆，双绞线电缆），光纤信道，无线电视距中继，卫星中继信道。 ? 由于恒参信道对信号传输的影响是固定不变的或者是变化极为缓慢的，因而可以等效为一个非时变的线性网络。 从理论上讲，只要得到这个网络的传输特性，则利用信号通过线性系统的分析方法， 就可求得已调信号通过恒参信道后的变化规律。 网络的相位-频率特性还经常采用群迟延-频率特性 来衡量，要满足不失真传输条件，等同于要求群迟延-频率特性应是一条水平直线. 随参信道: 短波电离层反射信道，超速波及微波对流层散射信道，超短波电离层散射信道，超短波超视距绕射信道。 属于随参的传输媒质主要以电离层反射、对流层散射等为代表。 ? 随参信道的特性比恒参信道要复杂得多，其根本原因在于它包含一个复杂的传输媒质。 ? 虽然，随参信道中包含着除媒质外的其它转换 器，但是，从对信号传输影响来看，传输媒质的影响是主要的，转换器特性的影响可以忽略不计。在此，仅讨论随参信道的传输媒质所具有的一般特性以及它对信号传输的影响。 随参信道图： 共同特点是：1.对信号的损耗随时间变化而变化，2，传输时延随时间变化而变化，3由发射点出发的电波可能经多条路径到达接收点，也就是所谓的多径传播。 多径传播后的接收信号将是衰减和时延随时间变化的各路径信号的合成。 —— 由第i 条路径的随机相位； ————由第i 条路径到达的接收信号振幅 _______ 由第i 条路径达到的信号的时延； 都是随机变化的 (1) 从波形上看，多径传播的结果使确定的载频信号变成了包络和相位都随机变化的窄带信号，这种信号称为衰落信号； （2）从频谱上看，多径传播引起了频率弥散（色散），即由单个频率变成了一个窄带频谱。 通常将由于电离层浓度变化等因素所引起的信号衰落称为慢衰落；而把由于多径效应引起的信号衰落称为快衰落。 ) ()(0t t i i τω?-=)(t i μ)(t i τ) (),(),(t t t i i i ?τμω ω?ω τd d )()(=
一种移动通信无线信道衰落模型的调查 文摘:未来3G和4G手机通信系统将被要求支持广泛的数据率和优质的服务矩阵。为提高数据链路的设计系统设计者需要传输协议知识的统计特性的物理层。研究表明,没有适当的信道特性,盲目的应用现有的协议和传输策略，结果可能是毁灭性的，除非采取了适当的措施。信道特性也帮助分配资源,选择传输策略和协议。一种可行的办法是有一个准确彻底地可再生的最佳通道模型,模拟移动无线信道在不同的衰落错误的环境。通道模型的目的是提供恰当的上层协议的输出,就好象它是运行在实际的物理层。该模型应该很好得符合实测数据和很容易处理分析。衰减移动信道的各种特征出现在过去年五十年文献中。对于现有的信道模型，文章调查的衰落信道模型为适当的无线信道和特性提供了方法分类。给出了由这些通道模型和他们的假设、适用性、应用、缺点,进一步提高问题所做的贡献。在当前环境马尔可夫模型最适合于表征无线信道的衰落。这些无线信道模型提出了一种衰落状态模型作为随机过程。一个适当的建造信道模型是很有价值的方法去提高将来的移动无线信道的可靠性和容量的。 关键字-马尔可夫通道模型、误差概率,状态,衰落、传播、协议。 1.引言 提出研究不同的通道模型在过去几十年已经取得了相当大的努力。准确的信道模型对于无线衰落信道特性来说是个宝贵的工具。传统的简单的加性高斯白噪声通道模型接收信号时只是不断被衰减和延迟影响。在移动数字传输无线信道中往往需要一个更精细的模式。在这种情况下，有必要考虑其他反复变化传播而被称为衰落的情况，它影响了接收信号的包络。基于衰落统计的衰落信道为大家众所周知的是快、慢、扁、平稳和非平稳的信道特点。由于考虑因素的大量提高，模型复杂特性进一步增加，如：物理位置接收机,速度车辆、载频、调制技术。此前，信道模型的提出是一种基于概率密度函数来接收信号。然而，使用相关分析模型很难计算系统的性能参数。例如，没有闭合的形式来对模型有关的简单特性进行表达，如PDF衰落的持续时间和PDF次数在规定时间内消失的时间间隔。对于衰落信道性能的错误分析。PDF格式是典型的使用，它涉及复杂的整合，这在设计分析上层协议是非常困难的。在第三代和第四代移动通信系统，它信道噪音可能具有一定的时间变化记忆，会导致信道质量随时间和以前信道条件的不同而发生变化。这些现象可能会导致传输的意外，因为大多数
无线信道传播特性分析总结 姓名随着科学技术的发展，无线通信已经渗透到我们生活的各个方面，对我们的生活工作有着巨大的影响。在无线通信系统中，无线通信的信道的特性对整个系统有着巨大的影响。 1、无线信道的概念要想搞明白无线信道具有哪些特性，就要先了解什么是无线信道。信道是对无线通信中发送端和接收端之间的通路的一种形象比喻，对于无线电波而言，它从发送端传送到接收端，其间并没有一个有形的连接，它的传播路径也有可能不只一条，但是我们为了形象地描述发送端与接收端之间的工作，我们想象两者之间有一个看不见的道路衔接，把这条衔接通路称为信道。信道具有一定的频率带宽，正如公路有一定的宽度一样。与其它通信信道相比,无线信道是最为复杂的一种,其衰落特性取决于无线电波传播环境。不同的环境,其传播特性也不尽相同。无线信道可能是很简单的直线传播,也可能会被许多不同的因素所干扰,例如:信号经过建筑物,山丘,或者树木所有反射而产生的多径效应,使信号放大或衰落。在无线信道中,信号衰落是经常发生的,衰落深度可达30 ?B。对于数字传输来说,衰落使比特误码率大大增加。这种衰落现象严重恶化接收信号的质量,影响通信可靠性。移动信道与非移动点对点无线信道相比,信号传输的误比特率前者比后者高106倍。另外,在陆地移动系统中,移动台处于城市建筑群之中或处于地形复杂的区域,其天线将接收从多条路径
传来的信号,再加移动台本身的运动,使得信号产生多普勒效应,并且信道的特性也随时间变化而变化,增加了信号的不确定性,使得移动台和基站之间的无线信道多变且难以控制。所以,与传统模型相比,无线信道多径数目增多,时延扩展加大,衰落加快。 2、无线信道的特性信号从发射天线到接收天线的传输过程中，会经历各种复杂的传播路径，包括直射路径、反射路径、衍射路径、散射路径以及这些路径的随机组合。同时，电波在各条路径的传播过程中，有用信号会受到各种噪声的污染，包括加性噪声(如高斯白噪声)、乘性噪声的污染，因而会出现不同情形的损伤，严重时，会使有用信号难以恢复。无线信号在传播时，不仅存在自由空间固有的传输损耗，还会受到由于建筑物、地形等的阻挡而引起信号功率的衰减，这种衰减还会由于移动台的运动和信道环境的改变出现随机的变化。下面将对无线信道的一些特性来进行分析。 2、1 大尺度衰落通常情况下，当接收机和发射机之间的相对位置在1-lOm的范围内变化时，接收信号功率的平均值基本保持不变。但当它们的相对位置的改变远超过上述范围时，接收信号的平均功率将会有几个数量级的变化。大尺度衰落正是用来描述接收机和发射机之间的距离有大尺度变化时，接收信号平均功率值的变化规律。在自由空间传播条件下，接收机接收的平均功率Pr可由下式给出：
无线衰落信道、多径与OFDM、均衡技术 (2012-08-30 14:14:43) 转载▼ 标签： 杂谈 参见张贤达通信信号处理。OFDM移动通信技术原理与应用，移动通信原理吴伟陵 目录 无线信道的传播特征 无线信道的大尺度衰落 阴影衰落 无线信道的多径衰落 多径时延与与叠加后的衰落 频率选择性衰落和非频率选择性衰落 符号间干扰ISI的避免 多径信号的时延扩展引起频率选择性衰落，相干带宽=最大时延扩展的倒数 无线信道的时变性以及多普勒频移 多普勒效应 时变性、时间选择性衰落与多普勒频移 相干时间与多径 OFDM对于多径的解决方案 多径信号在时域、频域的分析思考 1，多径信号是空间上的多个不同信号。各参数应分别从时域、频率进行考察。 2，符号间干扰ISI是时域的概念，时延、多径均影响了ISI 3，信道间干扰ICI是频域的概念，时延、多径均影响了ICI 4，时延、多普勒频移分别对应于：频率选择性衰落、时间选择性衰落，它们具有对偶性质 多径对信号频谱的影响，OFDM如何抗多径 GSM中的自适应均衡技术 无线信道的传播特征 与其他通信信道相比，移动信道是最为复杂的一种。电波传播的主要方式是空间波，即直射波、折射波、散射波以及它们的合成波。再加之移动台本身的运动，使得移动台与基站之间的无线信道多变并且难以控制。信号通过无线信道时，会遭受各种衰落的影响，一般来说接收信号的功率可以表达为： 其中d表示移动台与基站的距离向量，|d|表示移动台与基站的距离。根据上式，无线信道对信号的影响可以分为三种： （1）电波中自由空间内的传播损耗|d|-n ，也被称作大尺度衰落，其中n一般为3～4；
移动通信瑞利衰落信道建模及仿真 信息与通信工程学院 09211123班 09212609 蒋砺思 摘要：首先分析了移动信道的表述方法和衰落特性，针对瑞利衰落，给出了Clarke模型，并阐述了数学模型与物理模型之间的关系，详细分析了Jakes仿真方法，并用MATLAB进行了仿真，并在该信道上实现了OFDM仿真系统，仿真曲线表明结果正确，针对瑞利衰落的局限性，提出了采用Nakagami-m分布作为衰落信道物理模型，并给出了新颖的仿真方法。 关键词：信道模型；Rayleigh衰落；Clarke模型；Jakes仿真；Nakagami-m分布及仿真 一．引言 随着科学技术的不断进步和经济水平的逐渐提高，移动通信已成了我们日常生活中不可缺少的必备品。然而，移动通信中的通话常常受到各种干扰导致话音质量的不稳定。本文应用统计学及概率论相关知识对移动通信的信道进行建模仿真和详尽的分析。 先来谈谈移动通信的发展历史和发展趋势。所谓通信就是指信息的传输、发射和接收。人类通信史上革命性的变化是从电波作为信息载体（电信）开始的，近代电信的标志是电报的诞生。为了满足人们随时随地甚至移动中通信的需求，移动通信便应运而生。所谓移动通信是指通信的一方或双方处于移动中，其传播媒介是无线电波，现代移动通信以Maxwel1理论为基础，他奠定了电磁现象的基本规律；起源于Hertz的电磁辐射，他认识到电磁波和电磁能量是可以控制发射的，而Marconi无线电通信证实了电磁波携带信息的能力。第二次世界大战结束后，开始了建立公用移动通信系统阶段。这第一代移动通信系统最大缺点是采用模拟技术，频谱利用律低，容量小。90年代初，各国又相继推出了GSM等第二代数字移动通信系统，其最大缺点是频谱利用率和容量仍然很低，不能经济的提供高速数据和多媒体业务，不能有效地支持Internet业务。90年代中期以后，许多国家相继开始研究第三代移动通信系统，目前，我国及其他国家已开始了第四代移动通信的研究。相比之前的系统，3G或4G有以下一些特点：1.系统的国际通用性：全球覆盖和漫游。2.业务多样性，提供话音、数据和多媒体业务，支持高速移动。3.频谱效率高，容量大。4.提供可变速率业务，具有QoS保障。在3G或4G的发展中，一个核心问题就是系统的高速数据传输与信道衰落之间的矛盾。从后面的分析中，我们会看到多径衰落是影响移动通信质量的重要因素，而高速数据传输和移动终端高速移动会加剧多径衰落，因此，抗衰落是3G或4G的重要技术，对移动信道的研究是抗衰落的基础，建模及仿真是研究衰落信道的基本方法之一。 再来看看移动通信系统组成及移动信道特点。移动通信组成如图（1）所示，包括信源、信道、信宿，无线信道是移动通信系统的重要
摘要：本文基于MATLAB对移动衰落信道进行仿真。重点利用JAKES法对瑞利信道进行了确定性模型仿真，对其功率谱密度和自相关函数进行了讨论。通过比较仿真模型与参考模型，说明了仿真模型的正确性。同时，仿真结果表明，仿真结果的特性主要取决于最大多普勒频移与谐波个数这两个参数。 关键词：瑞利信道；功率谱密度；自相关函数；JAKES法；最大多普勒频移 Mobile Fading Channel Simulation Based on MATLAB Abstract:In this thesis, mobile fading channel is simulated based on MATLAB. It mainly focuses on the deterministic model simulation of Rayleigh channel using JAKES method, and its power spectral density and autocorrelation function are discussed. By comparing the simulation model with the reference model, it demonstrates the correctness of simulation models. At the same time, the simulation results indicate that the results are mainly depending on following two parameters: the maximum Doppler frequency shifts and the number of harmonic waves. Keywords: Rayleigh channel；power spectral density；autocorrelation function；Jakes method；maximum Doppler shift
通信工程专业研究方法论无线传输信道的特性 学院：电子信息工程学院 专业：通信工程 班级： 学号： 学生： 指导教师：毕红军 2014年8月
目录 一、引言： (2) 二、无线电波传播频段及途径 (3) 2.1无线电波频段划分 (3) 2.2无线电波的极化方式 (4) 2.3传播途径 (4) 三、无线信号的传播方式 (5) 3.1直线传播及自由空间损耗 (5) 3.2 反射和透射 (6) 3.2.1斯涅尔（Snell）定律 (6) d 功率定律 (7) 3.2.2 4 3.2.3断点模型 (8) 3.3绕射 (9) 3.3.1单屏或楔形绕射 (9) 3.3.2多屏绕射 (10) 3.4散射 (12) 四、窄带信道的统计描述 (14) 4.1不含主导分量的小尺度衰落 (14) 4.2含主导分量的小尺度衰落 (16) 4.3多普勒谱 (16) 4.4大尺度衰落 (17) 五、宽带信道的特性 (18)
5.1多径效应对宽带信道的影响 (18) 5.2多普勒频移对宽带信道的影响 (21) 六、总结 (22) 七、参考文献 (23) 一、引言： 各类无线信号从发射端发送出去以后，在到达接收端之前经历的所有路径统称为信道。如果传输的无线信号，则电磁波所经历的路径，我们称之为无线信道。信号从发射天线到接收天线的传输过程中，会经历各种复杂的传播路径，包括直射路径、反射路径、衍射路径、散射路径以及这些路径的随机结合。同时，电波在各种路径的传播过程中，有用信号会受到各种噪声的污染，因而会出现不同情形的损伤，严重时会使信号难以恢复。无线信号在传播时，不仅存在自由空间固有的传输损耗，还会受到建筑物、地形等的阻挡而引起信号功率的衰减和相位的失真，这种衰减还会由于移动台的运动和信道环境的改变出现随机的变化。下面将讨论无线传输信道的主要特性。 二、无线电波传播频段及途径 2.1无线电波频段划分
1.2研究现状分析 近年来，常用的信道建模方法可以分为两类:第一类是统计模型，它总结了建筑地形的统计特性(包括建筑物本身)，这种无线传播的统计描述包括地形和多次反射、散射、衍射的次数等；第二类是确定性射线跟踪模型，它利用了从地形 中各个障碍点到达接收机的多条射线进行直接计算，在接收点统计多条射线，以得到接收信号的统计特性，包括幅度、相位等，这样得到的结果十分精确。第二 种方法在未对环境进行功率测量的情况下就可以进行建模，因此比较省时方便。 使用统计模型来对无线信道建模的研究分析比较早。最早出现的是瑞利模 型、莱斯模型和对数正态模型，其中前面两个模型都是针对小尺度衰落而建立的，而对数正态模型则是针对大尺度衰落而建立的。后来随着人们对无线信道建模精确性要求的提高，越来越多的统计混合模型出现了，但都是以这三个模型为基础。 1960年Nakagami.M提出了以其名字命名的模型，这种衰落信道模型适用性十分广泛，比瑞利、莱斯和对数正态模型更适应复杂的环境，Suzuki提出瑞利对数正态模型，该模型同时反映了大尺度衰落和小尺度衰落的特性，描述了这样一种传播场景，在发射端发射的信号主波经过几次反射和衍射后，达到了一个建筑物密集的地方，主波由于当地物体的散射、衍射等的结果将会分为许多子路径。 模型令发射端到小区的路径服从对数正态分布，因为路径经历了乘法效应；而当地路径由于是加性散射效应导致的，服从瑞利分布；这时接收信号的包括服从瑞利一对数正态模型。 第一个移动信道多径统计模型是由Ossana在1964年提出，它基于入射波和建筑物表面随机分布的反射波相互干涉的原理。但该模型假设在收发之间存在一条直射路径，且反射的角度局限于一个严格的范围之内，所以该模型对于市区传播环境来说，既不方便也不准确。后来Clarke建立了移动台接收信号场强的统计特性是基于散射的统计模型，他认为接收端的电磁波由N个平面波组成，这些平面波具有任意载频相位、入射方位角及相等的平均幅度，Clarke模型已经被广泛使用。 以上都是针对小尺度衰落的统计模型，在大尺度衰落的统计建模方面的研究
3.1 单状态模型 3.1.1 Rayleigh 模型 在移动无线信道中，瑞利模型是常见的用于描述平坦衰落信号或独立多径分量接收包络统计时变特性的一种经典模型。众所周知，两个正交的正态分布的随机过程之和的包络服从瑞利分布，即设X 和Y 为正态随机过程，则R=X+jY 的包络r =|R |则服从瑞利分布。瑞利分布的概率密度函数（pdf ）为[24,27,28]： ?? ???<≥??? ? ??-=0 ,00,2exp )(222 r r r r r p σσ (3-1) 其中，][22r E =σ是包络检波之前的接收信号包络的时间平均功率。R 的相位θ服从0到2π之间的均匀分布，即 ?????≤≤=其他 ，020,21)(πθπ θp (3-2) 则接收信号包络不超过某特定值R 的累计概率分布函数（CDF ）为 ????? ??--==≤=R R dr r p R r p R F 0 222exp 1)()()(σ (3-3) 图3-1所示为瑞利模型的概率密度函数曲线图。
123 45678910 00.10.20.30.4 0.5 0.6 0.7 接收信号包络r p d f 瑞利分布包络的概率密度曲线图 图3-1 瑞利模型的概率密度函数曲线图 3.1.2 Ricean 模型 当接收端存在一个主要的静态（非衰落）信号时，如LOS 分量（在郊区和农村等开阔区域中，接收端经常会接收到的）等，此时接收端接收的信号的包络就服从莱斯分布。在这种情况下，从不同角度随机到达的多径分量迭加在静态的主要信号上，即包络检波器的输出端就会在随机的多径分量上迭加一个直流分量。当主要信号分量减弱后，莱斯分布就转变为瑞利分布。莱斯分布的概率密度函数为： ?????<≥≥??? ? ????? ? ?+-=0 ,00,0,2exp )(202222 r r C Cr I C r r r p σσσ （3-4） 其中C 是指主要信号分量的幅度峰值，()0I 是0阶第一类修正贝赛尔函数。为了更好的分析莱斯分布，定义主信号的功率与多径分量方差之比为莱斯因子K ，则K 的表达式可以写为
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
******************* 实践教学 ******************* 兰州理工大学 计算机与通信学院 2012年秋季学期 通信系统综合训练 题目：衰落信道中无线通信系统性能的分析与仿真专业班级：通信一班 姓名： 学号： 指导教师：王惠琴 成绩：
摘要 本文首先对64QAM调制解调系统的性能进行了简单的阐述和分析，再而对Simulink的概念及其功能做了一些讲解，同时也讲述了一些关于MATLAB7.9/Simulink4.0的工作原理。最后利用Simulink对64QAM调制系统进行仿真,不但得到了信号在加噪前后的星座图、眼图，而且在加入高斯噪声条件下,得到了64QAM系统的误码率。 关键词：64QAM ；SIMULINK；仿真；误码率。
目录 第一章绪论 (4) 1.1 64QAM的研究 (4) 1．2 SIMULINK (4) 1.3 SIMULINK与通信仿真 (5) 第二章64QAM通信系统 (6) 2.1 64QAM通信系统基本模型 (6) 2.2 64QAM通信系统的性能指标 (6) 第三章 64QAM通信系统主要模块 (8) 3.1 信源及其编译码 (8) 3.2 基带信号处理 (8) 3.3 调制与解调 (8) 3.4 信道 (8) 第四章 SIMULINK概述 (9) 4. 1 SMULINK简介 (9) 4.1.1 Simulink的启动 (9) 4.1.2 Simulink的退出 (9) 4.1.3 Simulink的基本模块 (10) 4.2 模块的参数和属性设置 (10) 4.2.1 模块的参数设置 (10) 4.2.2 模块的属性设置 (10) 4.2.3 系统的仿真 (10) 第五章 64QAM调制解调系统实现 (12) 5.1 64QAM 调制模块的模型建立与仿真 (12) 5.1.1 信号源 (12) 5.1.2 Hamming（汉明）码 (12) 第六章 MATLAB对64QAM通信系统的仿真 (15) 6.1 MATLAB主要模块及参数设置 (15) 6.1.1信号源 (15) 6.1.2基带信号处理 (15) 6.1.3调制/解调 (16) 6.1.4 其他模块参数设置 (16) 6.1.5 信噪比--误码曲线实现程序如下。 (18) 6.2 64QAM通信系统的仿真图和结果分析 (18) 6.3 加入噪声及干扰时系统性能指标的变化分析 (20) 6.3.1加入噪声及干扰时系统的仿真 (20) 6.3.2结果分析 (23) 第七章结论与总结 (24) 7.1 本文总结 (24) 7.2 不足与展望 (24) 第八章结束语 (25) 参考文献 (26)
《移动通信原理》复习大纲 第1 章 1、蜂窝移动通信系统经历了几代移动通信系统（包括研发系统）？每一代移动通信系统的 多址方式是什么？其主要的技术特征是什么？P2 答：多址方式：1G频分多址（FDMA），2G使用电路交换的数字时分多址（TDMA）或码分多址（CDMA），3G使用分组/电路交换的CDMA，4G使用了不同的高级接入技术并采用全IP(互联网协议)网络结构。 主要技术特征：1G模拟技术，2G数字话音系统，B2G数字话音/数据系统，3G宽带数字系统，B3G/4G极高速数据系统。 2、我国移动通信发展经历了哪4个发展阶段？P3 引进、吸收、改造、创新4个阶段 3、蜂窝小区的几何形状要符合哪两个条件？符合这种条件的有正方形、三角形和六边形， 该选用哪一种形状？为什么？P6 条件①能在整个覆盖区域内完成无缝连接而没有重叠②每一个小区能进行分裂，以扩展系统容量，也就是能用更小的相同几何形状的小区完成区域覆盖，而不影响系统的结构。 六边形：最接近小区基站通常的圆形辐射模式。 4、数字时分GSM系统，采用TDMA方式，设分配给系统的总频宽1.25MHz；载频间隔 200kHz；每载频时隙为8；频率重用的小区数为4，则系统容量为多少？如果AMPS系统采用FDMA方式，载频间隔为25 kHz，不分时隙，其他参数相同，系统容量为多少？ 1.系统容量为1.25/0.2*8*4=200， 2.系统容量为1.25/.0.025*4=200 5、最简单的蜂窝系统由哪3部分组成？其中，MSC和普通交换相比，除完成交换功能之外， 还要完成什么功能？P7 最简单的蜂窝系统由移动台、基站和移动交换中心3部分组成。其中，MSC和普通交换相比，除完成交换功能之外，还要增加移动性管理和无线资源管理的功能。 6、增加蜂窝小区容量的主要方式有哪3种？P7 小区分裂、裂向和覆盖区分区域 7、什么叫越区切换？软切换和硬切换的区别是什么？GSM采用什么形式的硬切换？技术上有什么特征？P9 ①当处在通话过程中的移动台从一个小区进入另一个相邻小区时，其工作频率及基站与 移动交换中心所用的连续链必须从它离开的小区转换到正在进入的小区，这一过程称为“越区切换”。②硬切换是指在新的连接建立以前，先中断旧的连接，而软切换是指维持旧的连接，又同时建立新的连接，并利用新旧链路的分集合并来改善通信质量，与新基站建立可靠连接之后再中断旧链路。软切换和硬切换相比，可以大大减少掉话的可能性，是一种无缝切换。③GSM采用了移动台辅助的越区切换方式。④对于切换时的信道分配采取了优先切换的策略。 8、典型移动通信系统可分为哪6类？它们各自的技术特点是什么？有何异同点？ （提示，可从组网方式、无线接入方式、调制技术、传输信息种类、交换方式等多方面总结） 蜂窝移动通信系统、无绳电话系统、集群移动通信系统、移动卫星通信系统、分组无线网、无线寻呼系统 9、“小灵通”系统采用什么双工方式？其多址方式是什么？每载频划分多少时隙？每载频最多可提供多少对双工信道？P12 时分双工方式时分多址每载频划分8个时隙，最多提供4对双工信道
无线信道衰落 1、移动无线信道统计分析 1）瑞利分布（高斯白噪声） 如果衰落是由各向同性的多径引起的，则接收到的信号是一个复高斯随机过程，复高斯随机过程的包络服从瑞利分布，相位服从均匀分布，因此这样的衰落信号称为瑞利衰落。 瑞利分布一般用来描述平衰落信号的接收包络或者多个多径分量包络的统 计时变特性。 2）莱斯分布 当移动台与基站间存在直射波信号时，即有一条主路径，通过主路径传输过来被接收的信号为一个稳定幅度Ak和相位φk，或者在媒质中，除了随机运动散射分量外，还存在固定散射或信号反射分量，但其余多径传输过来的信号仍如上面“瑞利衰落概率模型”所述。这种情况下，其包络的值A的概率分布不再具有零均值，包络具有莱斯分布。 3）对数正态分布 由于建筑物或自然界特征的阻塞效应引起的衰落，在时域上表现为慢速扰动，即称长期衰落（long-term fading）。近似服从对数正态分布，其概率密度函数为 4）慢衰落 接收信号的场强中值在长时间内的缓慢变化称为慢衰落，一种典型的慢衰落就是阴影衰落。这是由于电波在传播路径上遇到障碍物就会产生电磁场的阴影区，当手机通过不同的阴影区时，就会引起中值变化。 移动台在移动时，接收信号除了其场强中值随位置和时间发生慢衰落外，信号的振幅在数个波长以内还有着迅速的随机变化，其变化范围可以达到数十分贝，这就是快衰落 快衰落的几种情况： 快衰落的定量特性 快衰落损耗 快衰落和多径传播 影响快衰落的因素 5）快衰落
移动台在移动时，接收信号除了其场强中值随位置和时间发生慢衰落外，信号的振幅在数个波长以内还有着迅速的随机变化，其变化范围可以达到数十分贝，这就是快衰落 快衰落的几种情况 快衰落的定量特性： 1、衰落速率和衰落深度 2、电平通过率和衰落持续时间 快衰落损耗： 1、空间选择性衰落 2、频率选择性衰落 3、时间选择性衰落 快衰落和多径传播 影响快衰落的因素 6）多普勒频移 由于接收的移动用户高速运动而引起传播频率的扩散而引起的，其扩散程度与用户的运动速度成正比。多普勒效应产生快衰落 2、衰落对数字通信系统性能的影响 1）时延扩展 2）频越扩展 3）场强的随机快速起伏 4）四类衰落信道
§2-2 移动信道的衰落特性 ?大尺度传播特性：描述的是发射机与接收机之间长距离上的场强变化 ?路径传播损耗：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。 一般认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 播路径损耗和阴影衰落用dB可以表示为： 10lgl(r,ξ)=10nlgr+ξ ?小尺度传播特性：描述短距离(几个波长)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30 m v 以下。 ?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，只有高层建筑、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 条路经彼此相互独立且没有一 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（常常是直射波），则其包络将服从莱斯分布。 3） Nakagami-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验公式，对于无线信道的描述有很好的适应性。 ? 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0～2л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满足统计独立，则接收信号为： 1 ()()N i i S t S t ==∑=00(2(cos )) ()1 i i v N j t j w t i i a e e ?πθ?λ ++=∑ 式中，()i S t 为经反射(或散射)到达接收天线的第i 个信号，其振幅为αi , 相移为φi 。 θi 为S i (t)与移动台运动方向之间的夹角, 其多普勒频移值为：i m i i f f θθλ υ cos cos == 。0w 为载波角频率，φ0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： 222 2 22222 2 2 11()(,)22r r r p r p r d re d e π π σσθ?θπσπσσ - - = = = ? ? ，0r ≥
毕业论文（设计）开题报告 题目：移动衰落信道模拟研究 姓名：XXX 院系 专业：信息工程 年级：2006级 学号：20061940206 指导教师：XXX 开题时间：2009.12.01 论文题目移动衰落信道模拟研究 课题来源卫星通信教研室教师提供 研究方向移动通信
报告内容： 一、立题依据 （一）研究背景 近年来, 随着通信技术的发展, 移动通信以其独特的优点, 得到了广泛的应用, 并且将在未来个人通信中发挥重要的作用。无线信道是无线通信的重要组成部分，而与其他通信信道相比，无线信道是最为复杂的一种。在无线信道中传输的电波受到周围环境的影响，到达接收端时会发生很大的衰落变化。对所处信道条件的认知在很大程度上影响着一个无线通信网质量的好坏。为了探测质量好坏的程度，在实际工作中，人们通常采用现场测试的方法，但费用高，时间长，且对信道条件难以控制。与之相比，仿真试验系统具有很多优点。它可以很容易地制造出各种典型信道特性环境和电磁环境；能够模拟的地域跨度非常广阔，不受气候条件限制，可以随时进行多次重复试验。 （二）研究目的 1、学习和掌握有色高斯噪声过程的计算机模拟方法； 2、熟悉和掌握MATLAB软件的使用方法以及在通信领域的应用； 3、通过这次课题设计，把已掌握的理论知识与实践相结合，在巩固理论知识的同时，提高解决实际问题的能力。 （三）研究的意义 1、有色高斯噪声过程的计算机模拟是衰落信道的理论模型在现实条件下应用的基础； 2、有利于在同一信道条件下，比较不同通信设备或通信手段的优缺点; 3、能灵活地仿真各种典型信道环境特性，克服了现场测试方法的许多缺点，有利于更快更高效多改善系统性能;
无线信道传播特性分 析总结
无线信道传播特性分析总结 班级学号姓名 随着科学技术的发展，无线通信已经渗透到我们生活的各个方面，对我们的生活工作有着巨大的影响。在无线通信系统中，无线通信的信道的特性对整个系统有着巨大的影响。 1、无线信道的概念 要想搞明白无线信道具有哪些特性，就要先了解什么是无线信道。信道是对无线通信中发送端和接收端之间的通路的一种形象比喻，对于无线电波而言，它从发送端传送到接收端，其间并没有一个有形的连接，它的传播路径也有可能不只一条，但是我们为了形象地描述发送端与接收端之间的工作，我们想象两者之间有一个看不见的道路衔接，把这条衔接通路称为信道。信道具有一定的频率带宽，正如公路有一定的宽度一样。 与其它通信信道相比,无线信道是最为复杂的一种,其衰落特性取决于无线电波传播环境。不同的环境,其传播特性也不尽相同。无线信道可能是很简单的直线传播,也可能会被许多不同的因素所干扰,例如:信号经过建筑物,山丘,或者树木所有反射而产生的多径效应,使信号放大或衰落。在无线信道中,信号衰落 是经常发生的,衰落深度可达30。对于数字传输来说,衰落使比特误码率大 大增加。这种衰落现象严重恶化接收信号的质量,影响通信可靠性。移动信道与非移动点对点无线信道相比,信号传输的误比特率前者比后者高106倍。 另外,在陆地移动系统中,移动台处于城市建筑群之中或处于地形复杂的区域,其天线将接收从多条路径传来的信号,再加移动台本身的运动,使得信号产生多普勒效应,并且信道的特性也随时间变化而变化,增加了信号的不确定性,使得移动台和基站之间的无线信道多变且难以控制。所以,与传统模型相比,无线信道多径数目增多,时延扩展加大,衰落加快。 2、无线信道的特性 信号从发射天线到接收天线的传输过程中，会经历各种复杂的传播路径，包括直射路径、反射路径、衍射路径、散射路径以及这些路径的随机组合。同时，电波在各条路径的传播过程中，有用信号会受到各种噪声的污染，包括加性噪声(如高斯白噪声)、乘性噪声的污染，因而会出现不同情形的损伤，严重时，会使有用信号难以恢复。无线信号在传播时，不仅存在自由空间固有的传输损耗，还会受到由于建筑物、地形等的阻挡而引起信号功率的衰减，这种衰减还会由于移动台的运动和信道环境的改变出现随机的变化。 下面将对无线信道的一些特性来进行分析。