没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
移动通信的信道环境,无线通信的开端可以追溯到公元1901年,当年的12月12日,意大利科学家列莫·马可尼实现了人类历史上首次无线电通信。
资源推荐
资源详情
资源评论
第一章:移动通信的发展状况.........................................................................................................2
第二章:无线信道.............................................................................................................................2
2.1 无线信道的定义...................................................................................................................2
2.2 大尺度路径损耗及小尺度衰落...........................................................................................3
2.3 电磁波基本知识...................................................................................................................4
2.4 无线信道的特点...................................................................................................................5
2.4.1 传播路径与信号衰落................................................................................................5
2.4.2 多径效应与瑞利衰落................................................................................................6
2.4.3 多径时散与相关带宽..............................................................................................10
2.5 信道类别.............................................................................................................................13
2.5.1 短波信道..................................................................................................................13
2.5.2 超短波信道..............................................................................................................14
2.5.3 微波信道..................................................................................................................14
2.6 无线信道的干扰特性.........................................................................................................15
第三章 无线环境传播模型..............................................................................................................16
3.1 自由空间传播模型.............................................................................................................16
3.2 无线视距传播模型.............................................................................................................18
3.3 超越障碍的衍射传播模型.................................................................................................19
3.4 无线信道经验模型.............................................................................................................20
3.4.1 哈特模型(Hata Model).......................................................................................20
3.4.2 COST-231/Walfish/Ikegami 模型......................................................................20
3.5 多径信道的冲激响应模型.................................................................................................22
3.5.1 基本多径信道的冲激响应模型..............................................................................22
3.5.2 GSM 标准中的多径信道模型................................................................................24
3.5.3 COST-207 多径信道模型........................................................................................26
第四章 信道对移动通信的影响.....................................................................................................28
第五章 编写瑞丽信道......................................................................................................................30
第一章:移动通信的发展状况
无线通信的开端可以追溯到公元 1901 年,当年的 12 月 12 日,意大利科
学家列莫·马可尼实现了人类历史上首次无线电通信。而我们通常认为的现代数
字通信的开端是以 1924 年奈奎斯特(Nyquist)的工作为标志的。当时,他研究
并解决了在信道带宽给定的前提下,系统可实现的无码间干扰传输最高速率的
问题。1948 年,香农(C.E.Shannon)在前人研究成果的基础上发表了那篇划
时代的论文—(A Mathematical Theory of Communication)。该文建立了
信息传输的数学基础,同时提出了通信系统无差错传输的极限信息速率。该文
中的一个著名公式为:
)1log(
WNo
p
WC
sbit /
其中,C 是信道容量,P 是发射信号的平均功率,W 是信道的带宽,
0
N
是白噪
声的单边功率谱密度。二十世纪六、七十年代美国贝尔实验室提出了蜂窝网的
概念。二十世纪七十年代适于无线通信的高可靠、小型化的晶体射频硬件也发
明了。这两者,一个是理论,一个是硬件,极大地推动了无线通信的发展。从
此,无线通信进入了蓬勃发展的时期。十几年间,移动用户的迅猛增长,既极
大推动了无线通信的蓬勃发展,又证明着无线通信对社会生产力发展和人们生
活水平提高的 巨 大 推 动 作 用 。 在 当 前 的 无 线 宽 带 通 信 领域中, MIMO 和
OFDM,这两项技术特别引人注目。MIMO 是英文 Multiple-Input Multiple-
Output 的简称,也就是多输多输出,它被认为是“现代通信中最重要的技术突
破之一”。
任何一个通信系统,信道是必不可少的组成部分。信道按传输媒质分为有线信道和无
线信道。有线信道包括架空明线、电缆和光纤;无线信道中有中、长波地表面传播,短波
电离层反射传播,超短波和微波直接传播以及各种散射传播。根据信道特性参数随外界各
种因素的影响而变化的快慢,通常可以分为恒参信道和变参信道。所谓恒参信道,是指其
传输特性的变化量极微且变化速度极慢;或者说,在足够长的时间内,其参数基本不变。
变参信道与其相反,其传输特性随时间的变化较快。移动信道为典型的变参信道。
第二章:无线信道
2.1 无线信道的定义
无线信道指无线通信中发射天线到接收天线之间的电波通路。对于无线电
波而言,从发送端到接收端并没有一个有形的连接,电波的传播路径也有可能
不只一条(多径传播、反射等)。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
有一定的频带宽度,正如公路有一定的宽度一样。无线通信系统的性能主要受
到移动无线信道的制约。无线信道不像有线信道那样固定并可预见,而是具有
很大的随机性,通常难于分析。甚至移动台的速度都会对信号电平的衰落产生
影响。
无线通信是利用电磁波在空间的传播特性进行信息传输与信息交换的通信
方式。掌握电磁波传输特性与分析方法是无线通信系统研究与应用的基础。
对于无线通信系统来说,电磁波可以通过多种传播方式从发射天线到达接
受天线,如地球表面波传输、空间波传输、对流层反射和电离层反射等。不同
的传播方式具有不同的传播机理,传播特性会有很大的差别。此外,无线通信
系统大多工作在城市地物环境,电磁波的传播环境非常复杂,发射机和接收机
之间基本上无视线传播路径,电磁波从发射机到达接收机一般要经过多条路径,
多径传播现象普遍存在,而且高层建筑物引起的绕射损耗也非常大。
多径传播一方面会使接收信号产生多径衰落,接受信号电平急剧起伏,严
重影响通信效果,甚至造成通信中断。同时多径传播还会产生时间色散现象,
造成码间干扰。所以,多径传播是影响无线通信系统性能和通信效果的主要因
素。目前,在无线通信系统中已经采取多种技术措施减少多径传播的影响,如
各种分集接收技术(时间分集、空间分集、频率分集)和匹配滤波技术等。
电磁波的传播机制总体上主要是反射、透射、散射和绕射等。对这些传播
机制的研究是掌握电磁波传输特性的基础。
2.2 大尺度路径损耗及小尺度衰落
在无线通信的不同传播环境下,我们主要关心电磁波的两个方面的传播特
性:
第一个主要的传播特性是在距发射机一定距离处,无线通信接收机可以接
收到来自发射机的平均信号强度。在一定的传播环境下,这个平均接收信号强
度主要取决于接收机与发射机的距离。反映无线电波传播过程的路径损耗特性,
决定该无线通信系统的无线覆盖性能。由于这个路径损耗描述的是发射机与接
收机之间长距离上的信号强度变化,所以称为大尺度路径损耗。大尺度路径损
耗是无线通信规划设计中的一个基本参数。大尺度路径损耗决定了接收机与发
射机相距一定距离时的平均接收信号电平。但这个平均电平一般也是随接收机
所处位置不同而变化的。电磁波传播路径上遇到高大建筑物、树林、地形起伏
等障碍物时会形成电磁波的阴影,产生阴影衰落。当接收机移动到这些阴影区
域时,虽然接收机与发射机之间的距离没有变化,但平均接受电平会发生变化。
另外,气象因素的变化也会影响信号传播的衰落特性。所以,在实际情况下,
距离发射机相同距离处实测接收信号的平均强度也是不相同的。这种因阴影效
应或气象因素产生的电平起伏现象,一般随距离的变化比较缓慢,因此成为慢
衰落或大尺度衰落。
第二种主要的传播特性是在距离发射源一定距离处,接收机不移动,或者
只是在很多的距离上或者很短的时间内移动,接收信号电平表现出在平均接收
信号电平附近的瞬间快速起伏变化特性,这就是多径传播造成的小尺度衰落现
象。
由于在无线电波的传播路径上会存在各种不同的地形、地物,电磁波会受
到各种不同地形、地物的阻挡而发生反射、散射等,因此接收机收到的无线信
号可能来自不同的传播方向,经过不同的传播路径,这种现象称为多径传播。
经由不同传播路径到达接收天线的电磁波会因传播距离不同而存在相位差。由
于电场强度为矢量,因此经多条路径传播的电磁波,在接收天线上合成的接收
信号强度会出现比较大的起伏,往往达到几十个 dB,即便是接收机位置不动,
信号强度的快速起伏有时也会非常大,这就是多径衰落(或称小尺度衰落)产
生的原因。
多径衰落现象对通信效果影响比较大,当接收机天线处在深衰落位置点上,
甚至会造成通信中断。
2.3 电磁波基本知识
变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场,这就是电磁场。
变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波,常称为电波或者无线电波。因此电
磁波是电磁场的一种运动形态。
根据电磁场理论,这种基本的辐射体将向空间辐射电磁场。依据辐射电磁
场的空间特性不同,可以将其划分为三个不同的区域:
1.感应场成分占主导的发射天线近场区。在这一区域中,电磁场的分布形式与
静电场相似,也称为准静态场,其主要特点是场强随距离的 3 次方成正比快速
衰减,并且感应场的电场和磁场相位相差 90 度,波印廷矢量为虚数,没有能
量向外辐射;
2.以辐射场成分为主的远场区。在这一区域中,电磁场强度随距离的增加而成
反比衰减,这一区域中的电磁场表现出向外辐射的特性,电场和磁场矢量在空
间上成垂直关系,相位相同,波印廷矢量指向电磁波的传播方向。
3.在近场区和远场区之间的过渡区,称为中间区。中间区的感应场和辐射场相
差不大。
电磁波在自由空间的传播速度等于光速 C。在传播方向上,距离最近的电
场(或磁场强度相位相同的两点之间的距离就是该电磁波的波长 λ。电场强度方
向每秒钟变化的次数就是该电磁波的频率 f。满足:λ=c/f;
由于电场和磁场都是既有方向又有大小的矢量,因此依据电场取向、磁场
取向以及电磁波传播方向三者之间的关系进行分类,电磁波有横电波、横磁波、
横电磁波三种。在空间传播的电磁波其电场矢量、磁场矢量和波的传播方向三
者相互垂直,且电场矢量和磁场矢量均垂直于传播方向的平面内,这样的电磁
波称为横电磁波,即 TEM 波。电场矢量的取向称为电磁波的极化方向,电场和
磁场的振幅沿传播方向的垂直方向做周期性交变。
按照波长或者频率的排序把电磁波排列起来,就是电磁波的频谱。把每个
波段的频率由低至高依次排列,它们是工频电磁波、无线电波、红外线、可见
光、紫外线、X 射线及 y 射线等。
2.4 无线信道的特点
2.4.1 传播路径与信号衰落
在 VHF、 UHF 移动信道中, 电波传播方式除了直射波和地面反射波之外,
还需要考虑传播路径中各种障碍物所引起的散射波。
剩余32页未读,继续阅读
资源评论
fengdeyewan_2008
- 粉丝: 0
- 资源: 4
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
最新资源
- 359B-VB一款N-Channel沟道SOT23的MOSFET晶体管参数介绍与应用说明
- 三菱PLC例程源码定長度裁端子机程序
- 355A-VB一款N-Channel沟道SOT23的MOSFET晶体管参数介绍与应用说明
- 三菱PLC例程源码电子元件玻璃烘烤机PLC程序
- C#,图论与图算法,有向图(Directed Graph)的环(Cycle)的普通判断算法与源代码
- 351A-VB一款N-Channel沟道SOT23的MOSFET晶体管参数介绍与应用说明
- 三菱PLC例程源码电子元件玻璃烘烤机
- C#,精巧实用的代码,图片像素(Bitmap Pixel)的读取与绘制的快速方法与源程序
- 351AN-VB一款N-Channel沟道SOT23的MOSFET晶体管参数介绍与应用说明
- C#,图论与图算法,图最短路径的迪杰斯特拉(Dijkstra)算法与源代码
资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议,欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理!
点击此处反馈
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功