无线传输信道的特性

2022移动通信第三章移动信道的传播特性在当今的信息时代，移动通信已经成为我们生活中不可或缺的一部分。

无论是日常的沟通交流，还是工作中的信息传递，都离不开移动通信的支持。

而要实现稳定、高效的移动通信，就必须深入了解移动信道的传播特性。

这一章，我们就来探讨一下 2022 年移动通信中移动信道的传播特性。

移动信道是指移动终端（如手机）和基站之间的无线传播路径。

它的传播特性非常复杂，受到多种因素的影响。

首先，地形地貌是影响移动信道传播特性的重要因素之一。

在城市环境中，高楼大厦林立，会导致信号的反射、折射和散射。

信号可能会在建筑物之间来回反射，形成多径传播。

这就好比我们在一个有很多镜子的房间里说话，声音会经过多次反射才到达对方的耳朵，从而使得声音变得复杂和不稳定。

在山区，地形起伏较大，信号可能会被山峰阻挡，出现阴影效应，导致某些区域信号较弱甚至完全没有信号。

其次，气候条件也会对移动信道的传播特性产生影响。

例如，在雨天，雨水会吸收和散射无线电波，从而导致信号衰减。

大雾天气中，水汽会对信号产生类似的影响。

此外，雷电等恶劣天气还可能会产生电磁干扰，影响信号的质量。

移动信道的传播特性还与信号的频率有关。

一般来说，频率越高，信号的穿透力越弱，但能够提供更高的数据传输速率。

在移动通信中，不同的频段具有不同的传播特性。

低频段的信号传播距离较远，但带宽较窄，数据传输速率相对较低；高频段则相反，虽然传输速率快，但传播距离较短，覆盖范围较小。

多径传播是移动信道的一个重要特性。

当信号从发射端发出后，可能会通过多条不同的路径到达接收端。

这些路径的长度和传播环境各不相同，导致信号到达接收端的时间、相位和幅度都有所差异。

这种多径效应会引起信号的衰落，包括瑞利衰落和莱斯衰落。

瑞利衰落通常发生在没有直射路径的情况下，信号幅度服从瑞利分布；而当存在较强的直射路径时，则会出现莱斯衰落。

为了应对移动信道的复杂传播特性，移动通信系统采用了一系列的技术手段。

无线信号原理无线信号是通过无线电波传输信息的一种方式。

它广泛应用于无线通信系统中，如无线局域网、蜂窝网络、卫星通信等。

无线信号传输的基本原理是利用电磁波在空间中传播的特性，将信息转换为电磁波进行传输，然后再将电磁波转换回信息。

无线信号的传输所涉及的技术非常复杂，需要涉及无线电、调制解调、信道编解码、天线设计等多个领域的知识。

本文将从无线信号的基本原理、传播特性、调制解调技术、信道编解码等方面进行介绍。

一、无线信号的基本原理无线信号的传输基于电磁波的传播。

电磁波是通过振荡的电场和磁场传播的一种波动。

根据电磁波的频率范围不同，可以将其划分为不同的波段，如无线电波、微波、红外线、可见光等。

在无线通信中，我们主要关注的是无线电波的传播。

无线电波是一种由交变电流所激发的电磁波。

通过振荡的电场和磁场之间相互作用传播。

当电流通过天线时，会产生电磁波，这些电磁波会在空间中传播，并将携带的信息送达接收端。

接收端的天线接收到信号后，会将电磁波转换为电流信号，然后再经过解调等处理，转换为原始信息。

无线信号的传输有两种基本模式，即广播模式和点对点模式。

广播模式是将信息以向所有接收器发送的方式传输，如广播电台、电视台等。

而点对点模式则是将信息以对特定接收器发送的方式传输，如手机通信、互联网通信等。

在实际应用中，我们会根据具体的通信需求选择不同的传输模式。

二、无线信号的传播特性无线信号的传播特性受到很多因素的影响，如天线高度、发射功率、频率、大气条件等。

在传播距离较近的情况下，无线信号的传播主要受到自由空间传播损耗和绕射损耗的影响。

自由空间传播损耗是指无线信号在空间中传播时由于能量分散和传播距离增加而引起的信号衰减。

自由空间传播损耗与传播距离的平方成反比，即信号的功率损耗随传播距离的增加而成平方增长。

因此，信号的传输距离受到自由空间传播损耗的限制。

绕射损耗是指无线信号在传播过程中会受到地形、建筑等障碍物的影响而发生散射和绕射，从而引起信号的衰减。

在5G(NR)网络中媒体接入控制层MAC)是为无线链路控制(RLC)层提供服务的逻辑信道。

逻辑信道根据它所携带信息类型定义一般被分为:控制信道（用于传输控制和配置信息）和传输信道（用于用户数据的传输）。

1.5G(NR)网络中的逻辑信道o BCCH（广播控制信道）：用于传送系统信息从网络到小区覆盖用户端的传输。

在接入网络前，用户需获取系统信息来获取系统配置。

BCCH信道用于5G(NR) 的独立(SA)组网方式，对于非独立组网(NSA)，系统信息由LTE小区提供，没有BCCH。

o PCCH（寻呼控制信道）：这是用来寻呼终端的信道，其所属小区网络侧并不知道。

因此，寻呼消息在多个小区中发送。

与BCCH PCCH相同用于独立(SA)组网，对于非独立组网(NSA) ，寻呼消息由LTE小区提供，没有PCCH.。

o CCCH（公共控制信道）：它是用来传输对UE接入进行控制信息的信道；o DCCH(专用控制信道)：它用于对UE进行专门控制信息传送/ 接收的信道。

这个信道用于（UE单独）专用配置的信道，如不同的层参数设置不同。

o DTCH(专用传输信道)：它用于将用户数据传送/接收到用户终端。

这是传输所有（用户）单独上行和下行用户数据的逻辑信道。

2.5G(NR)网络中的传输信道传输信道是通过无线接口传输信息的方式和特点。

在物理层，MAC层均以传输信道的形式进行服务。

传输信道上的数据被编排成传输块。

o BCH(广播信道)：它用于传输BCCH系统信息，也就是主信息块(MIB)。

根据规范它有一个固定的传输格式；o PCH(寻呼信道)：用于从PCCH逻辑信道下发寻呼信息。

PCH支持不连续接收(DRX)，允许设备在预定的时间瞬间唤醒接收PCH消息以节省电池电量。

o DL-SCH(下行共享信道):这是5G(NR)传输下行数据的主要传输信道。

它支持动态速率自适应和信道调度、HARQ和空间复用等关键特性。

DL-SCH还用于传输某些部分没有映射到BCH的BCCH系统信息。

无线通信信号的传输特性和衰减规律引言：无线通信已经成为现代社会中不可或缺的一部分，它提供了人们互相沟通、信息传递和数据传输的便利。

然而，了解无线通信信号的传输特性和衰减规律对于优化信号传输和提高通信质量非常重要。

本文将详细介绍无线通信信号的传输特性和衰减规律的内容和步骤。

一、无线通信信号的传输特性：1. 传输速率：无线通信信号的传输速率是指在单位时间内传输的信息量。

传输速率主要受到信道带宽和调制方式的影响。

例如，高带宽和高阶调制方式可以提高传输速率。

2. 传输距离：无线通信信号的传输距离是指一个信号从发送端到接收端所需的距离。

传输距离主要受到发射功率、接收器灵敏度和环境干扰等因素的影响。

3. 传输延迟：无线通信信号的传输延迟是指一个信号从发送端到接收端所需的时间。

传输延迟主要受到传输距离和信号处理时间等因素的影响。

二、无线通信信号的衰减规律：1. 自由空间衰减：自由空间衰减是指无线通信信号在自由空间中由于传输距离增加而衰减。

自由空间衰减的规律遵循反比关系，即信号功率与传输距离的平方成反比。

2. 多径衰落：多径衰落是指无线通信信号在传输过程中遇到多条路径的干扰而产生的衰减现象。

多径衰落的规律较为复杂，常见的有瑞利衰落和莱斯衰落等。

3. 阴影衰落：阴影衰落是指由于地形、建筑物或其他物体对信号传播的遮挡而产生的衰减现象。

阴影衰落的规律取决于遮挡物的位置和信号频率。

4. 天线增益和方向性：天线增益和方向性是指通过优化天线设计和调整天线方向来提高信号的传输距离和减小衰减。

天线增益和方向性可以根据具体需求进行调整。

步骤：1. 选择合适的频段和调制方式：根据通信需求和环境条件选择合适的频段和调制方式，以提供更高的传输速率和更好的通信质量。

2. 优化发射功率和天线设计：通过合理设置发射功率和优化天线设计，可以提高信号的传输距离和减小衰减现象，以增强通信性能。

3. 考虑多径衰落和阴影衰落：在通信系统设计中，应考虑多径衰落和阴影衰落对信号传输的影响，并采取相应的调整措施，如使用天线阵列、均衡器等。

信道分类及其特点根据通信的概念，信号必须依靠传输介质传输，所以传输介质被定义为狭义信道。

另一方面，信号还必须经过很多设备(发送机、接收机、调制器、解调器、放大器等)进行各种处理，这些设备显然也是信号经过的途径，因此，把传输介质(狭义信道)和信号必须经过的各种通信设备统称为广义信道。

我们这里研究的是狭义上的信道，即信号的传输介质。

信道可分为两大类：一类是电磁波的空间传播渠道，如短波信道、超短波信道、微波信道、光波信道等；它们具有各种传播特性的自由空间，习惯上称为无线信道；另一类是电磁波的导引传播渠道。

如明线信道、电缆信道、波导信道、光纤信道等。

它们具有各种传输能力的导引体，习惯上就称为有线信道。

一、有线信道：1、架空明线，即在电线杆上架设的互相平行而绝缘的裸线，它是一种在20世纪初就已经大量使用的通信介质。

架空明线安装简单，传输损耗比电缆低，但通信质量差，受气候环境等影响较大并且对外界噪声干扰比较敏感，因此，在发达国家中早已被淘汰，在许多发展中国家中也已基本停止了架设，但目前在我国一些农村和边远地区受条件限制的地方仍有不少架空明线在工作着2、双绞线电缆(TP)：将一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中，为了降低信号的干扰程度，电缆中的每一对双绞线一般是由两根绝缘铜导线相互扭绕而成，也因此把它称为双绞线。

双绞线分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)。

目前市面上出售的UTP分为3类，4类，5类和超5类四种：3类：传输速率支持10Mbps，外层保护胶皮较薄，皮上注有“cat3”4类：网络中不常用5类（超5类）：传输速率支持100Mbps或10Mbps，外层保护胶皮较厚，皮上注有“cat5”超5类双绞线在传送信号时比普通5类双绞线的衰减更小，抗干扰能力更强，在100M网络中，受干扰程度只有普通5类线的1/4，目前较少应用。

STP分为3类和5类两种，STP的内部与UTP相同，外包铝箔，抗干扰能力强、传输速率高但价格昂贵。

信道的名词解释信道是指信息传递的通道或媒介，是信息传输系统中至关重要的部分。

它可以是物理通信线路、电磁波传播的媒介，也可以是无线电、光纤、卫星等传输方式。

信道在现代通信技术中扮演着桥梁的角色，使得信息能够被准确、高效地传递。

一、信道的定义信道是指信息从发送者到接收者的传输媒介。

在通信系统中，信息通过信号的形式进行传输。

信道的任务就是承载这些信号并保证它们的准确传递。

这意味着信道必须具备一定的带宽和传输能力，能够在发送和接收之间传输信号。

信道的好坏直接影响到信息传输的质量和速度。

二、信道的分类信道可以根据传输媒介的不同分为有线信道和无线信道。

1. 有线信道有线信道是指通过电缆、光纤等有线媒介进行信号传输的通道。

它的传输速度和质量较高，可以同步传输多路信号。

有线信道可以实现长距离或高速率的信号传输，被广泛应用于有线电视、互联网、电话等领域。

2. 无线信道无线信道是指通过电磁波进行信号传播的媒介，如无线电、微波、红外线和可见光等。

无线信道具有灵活性高、覆盖范围广的特点，适用于移动通信、无线网络等场景。

然而，无线信道容易受到干扰和衰减，传输速率和可靠性相对较低。

三、信道的特性1. 带宽信道的带宽是指信道能够传输的频率范围。

它决定了信道能够传输的最高频率和信号的带宽。

带宽越大，信道传输的数据量就越大，传输速度也就越快。

2. 容量信道的容量是指信道能够传输的最高数据速率。

容量受到信道带宽和信噪比的影响，理论上，信道容量与带宽成正比。

3. 信噪比信号与噪声的比值被称为信噪比。

信道中存在的噪声会干扰信号的传输，降低信号的质量和可靠性。

信噪比越大，信号质量就越好，信道传输的误码率就越低。

4. 延迟信道传输数据时，由于信号的传播速度有限，会产生传输延迟。

延迟取决于信道的物理长度和传播速度，特别是光纤信道的延迟较低。

五、信道的应用信道在现代通信系统中广泛应用于各个领域。

无论是有线通信还是无线通信，都需要可靠且高效的信道。

信道知识点总结一、信道的定义与分类1. 信道的定义信道是信息传输的媒介，在通信系统中起到传输信息的作用。

它可以是电磁波、光波、声波等形式的媒介，用来传输信号或数据。

2. 信道的分类根据不同的标准，信道可以分为多种类型，常见的有以下几种：（1）按传输方式分类：有线信道和无线信道。

（2）按传输方向分类：单向信道和双向信道。

（3）按传输介质分类：光纤信道、微波信道、声波信道等。

二、信道的特性与参数1. 信道的特性信道的特性包括带宽、传输速率、传输距离、信噪比、误码率等。

- 带宽：信道能够传输的频率范围，带宽越大，传输速率越高。

- 传输速率：信道能够传输的数据量，通常以每秒传输的比特数表示。

- 传输距离：信道能够传输数据的最远距离。

- 信噪比：信号与噪声的比值，反映了信号传输的质量。

- 误码率：在传输过程中产生错误的比率。

2. 信道的参数信道的参数有很多，主要包括衰减、延迟、频谱容量、多径效应等。

- 衰减：信号在传输过程中逐渐减弱的现象。

- 延迟：信号在传输中所需要的时间。

- 频谱容量：信道传输数据的最大能力。

- 多径效应：信号在传输过程中遇到多条路径，产生干扰和衰减。

三、信道传输技术1. 信道编码信道编码是指在信息传输过程中为了提高信道传输质量而对信息进行编码的过程。

常见的信道编码方式包括奇偶校验码、循环冗余校验码、汉明码、卷积码等。

2. 调制与解调调制是指将数字信号转换成模拟信号的过程，解调是指将模拟信号转换成数字信号的过程。

调制技术有幅度调制、频率调制、相位调制等。

3. 多路复用多路复用是指将多个信号通过同一信道传输的技术，包括频分复用、时分复用、码分复用等。

4. 故障检测与纠正在信道传输中，常常会出现传输错误的情况，故障检测与纠正技术可以帮助我们发现和纠正传输错误，提高传输可靠性。

四、信道建模与传输性能分析1. 信道建模信道建模是指对信道进行描述和抽象，以便对信道进行分析和仿真。

常用的信道建模方式包括概率模型、时域模型、频域模型等。

信道特性对信号传输的影响1．无失真传输要求（1）振幅-频率特性要求振幅特性与频率无关，即其振幅-频率特性曲线是一条水平直线。

（2）相位-频率特性要求相位特性是一条通过原点的直线，或其传输群时延（即系统在某频率处的相位对频率的变化率）与频率无关，等于常数。

2．失真（1）线性失真①频率失真a．定义：频率失真是指信道的振幅-频率特性曲线不满足呈一条理想水平直线而引起的失真。

b．影响：使模拟信号的波形产生畸变。

在传输数字信号时，造成码间串扰。

c．补偿措施：用一个线性网络进行补偿，使其频率特性与信道的频率特性之和在信号频谱占用的频带内为一条水平直线。

②相位失真a．定义：相位失真是由信道的相位特性不满足群时延为常数的理想特性而引起的失真。

b．影响：相位失真对于数字信号的传输影响很大，引起码间串扰，使误码率增大。

c．补偿措施：用一个线性网络进行补偿。

（2）非线性失真①定义非线性失真是指信道输入和输出信号的振幅关系不是直线关系的失真。

②分类a．谐波失真定义：非线性特性使信号产生新的谐波分量。

产生原因：由信道中的元器件特性不理想造成。

b．频率偏移失真定义：信道输入信号的频谱经过信道传输后产生了平移。

产生原因：由发送端和接收端中用于调制解调或频率变换的振荡器的频率误差引起。

c．相位抖动失真定义：信道输入信号的相位谱经过信道传输不稳定。

产生原因：由振荡器的频率不稳定产生。

③特性图图4-10 非线性特性（3）衰落①衰落的定义衰落是指信号的包络因传播而产生起伏变化的现象。

②衰落的分类快衰落：由多径效应引起的衰落。

慢衰落：由于移动台的不断运动，电波传播路径地形地貌的不断变化，路径上季节、日夜、天气等的变化使得衰落的起伏周期较长的一种衰落。

频率选择性衰落：衰落和频率有关，不同频段上衰落特性不一样，当频率超过相干带宽时发生频率选择性衰落。

（4）多径效应①产生原因信号经过几条路径到达接收端，而且每条路径的长度（时延）和衰减都随时间而变。

毕业论文无线信道设计无线信道设计无线通信技术在当今社会中得到了广泛的应用，它已经成为了人们沟通交流的必备手段。

而在无线通信技术发展的过程中，无线信道设计是其中一个十分关键的部分。

本文将从无线信道的定义、特点以及其设计方法等方面展开阐述。

一、无线信道的定义和特点无线信道是指信息传输的媒介，包括了电磁波和光波等，是无线通信技术中的核心组成部分。

无线信道的物理特性是随着传输距离的增加而变化的，同时会受到环境的影响，如障碍物、电磁干扰等。

在无线信道中，干扰、多径传输和衰落等是常见的问题。

由于干扰，信道中的无用信息会干扰到有效的信息，导致信噪比降低，影响通信品质。

同时，多径传输会导致发送的信号经过多条路径到达接收端，发生时延和相位延迟等问题，导致信号失真。

另外，在高频信号传输过程中，受到其他频段的干扰或是因为传输距离过长而导致的衰落会使得信号逐渐衰减，直至完全消失。

二、无线信道设计方法无线信道设计的主要目的是为了优化信号的传输质量，提高传输速率和有效性。

常用的无线信道设计方法一般有以下几种：1、天线设计天线的设计是关键之一，直接影响到信号的传输效果和距离。

受限于卫星技术还无法满足所有用户的使用需求，所以天线一般会考虑向上收角度、向下收角度和幅度等因素，来降低天线在地面和建筑物上的影响。

同时，合理的天线高度对信号接收效果也有很大的影响。

2、频谱设计频谱是指无线信号中的电频范围。

合理的频谱规划可以有效地提高信号利用率和传输速度。

同时，也需要根据不同的地理环境和网络架构合理规划频率带宽，避免在使用频率时发生干扰。

3、功率控制功率控制可以有效地减轻多径传输和衰落等问题。

通过调整信号的功率，使其达到合适的强度，可以降低信号的抗干扰性，提高信号的传输质量，使得信息传输更加可靠。

4、误码率设计误码率是指误码位数与总位数之比。

信道优化的目的是通过调整信道参数和解调器来降低误码率，提高信号传输的效率和可靠性。

误码率设计需要根据不同的系统和网络架构来进行调整，合理地选择码错纠系统和解码器，确保信号的传输质量。

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、无线电波传播频段与途径 (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直线传播与自由空间损耗 (5)3.2 反射和透射 (6)斯涅尔〔Snell〕定律 (6)4d 功率定律 (7)断点模型 (8)3.3绕射 (9)单屏或楔形绕射 (9)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，那么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、散射路径以与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、无线电波传播频段与途径2.1无线电波频段划分现代的数字通信系统频谱主要集中在300KHz到5GHz之间，尤其是500KHz到2GHz之间的频段使用更密集，比方GSM系统使用的是900MHz和1800MHz，WCDMA系统使用的是1940MHz—1955MHz和2130MHz—2145MHz。