移动通信系统中的信道特性

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1、移动通信系统中的信道特性1学习目标学习完成本课程您将会：了解移动通信中的无线传播和信道的特性了解移动通信中的抗衰落技术2无线传播特性无线传播的特性无线信道的特性大尺度路径损耗小尺度衰落和多径效应无线信道抗衰落技术移动通信系统中信号传播的效应3无线传播特性传播的开放性接收点地理环境的复杂性与多样性通信用户的随机移动性4无线传播特性1、传播的开放性一切无线信道都是基于电磁波在空间传播来实现信息传播的。5无线传播特性2、接收点地理环境的复杂性与多样性一般可将地理环境划分为下列四类典型区域：高楼林立的城市中心繁华区，也称密集城区；一般楼宇的城市区域，也称一般城区；以

2、一般性建筑物为主的近郊小城镇区，也称郊区；以山丘、湖泊、平原为主的农村及远郊区。6无线传播特性3、通信用户的随机移动性慢速步行时的通信；高速车载时的不间断通信。7无线信道的特性无线传播的特性无线信道的特性大尺度路径损耗小尺度衰落和多径效应无线信道抗衰落技术移动通信系统中信号传播的效应8无线信道的特性时延扩展频域扩展9无线信道的特性时延扩展——信道的时间弥散性（Timedispersion）无线信道中电波的传播不是单一路径，而是许多路径来的众多反射波的合成。由于电波通过各个路径的距离不同，因而各个路径来的反射波到达时间不同，也就是各信号的时延不同。当发送端发送

3、一个极窄的脉冲信号时，移动台接收的信号由许多不同时延的脉冲组成，我们称为时延扩展。10无线信道的特性频域扩展——信道的频率弥散性（Frequencydispersion）11大尺度路径损耗无线传播的特性无线信道的特性大尺度路径损耗小尺度衰落和多径效应无线信道抗衰落技术移动通信系统中信号传播的效应12大尺度路径损耗五种基本传播机制直射波（自由空间传播）反射波绕射波散射波透射波13大尺度路径损耗14大尺度路径损耗15大尺度路径损耗1、直射波：它指在视距覆盖区内无遮挡的传播，直射波传播的信号最强。2、多径反射波：指从不同建筑物或其他物体反射后到达接收点的传播信号，

4、其信号强度次之。3、绕射波：从较大的山丘或建筑物绕射后到达接收点的传播信号，其强度与反射波相当。4、散射波：由空气中离子受激后二次发射所引起的漫反射后到达接收点的传播信号，其信号强度最弱。5、透射波：当射线到达两种不同介质界面时，有一部分能量透射到第二种介质中。透射会使场强产生急剧衰减。16大尺度路径损耗路径传播损耗又称衰耗，它是指电波在空间传播所产生的损耗，它反映了传播在宏观大范围（即公里量级）的空间距离上的接收信号电平平均值的变化趋势。17小尺度衰落和多径效应无线传播的特性无线信道的特性大尺度路径损耗小尺度衰落和多径效应无线信道抗衰落技术移动通信系统中信

5、号传播的效应18小尺度衰落和多径效应小尺度衰落：简称衰落，是指无线信号在经过短时间或短距传播后其幅度快速衰落19小尺度衰落和多径效应什么是多径在CDMA系统中当两信号的多径时延相差大于一个扩频码片宽度时，这两个信号是不相关的，或者说是可分离的。我们习惯上将某一可分离的信号叫做信号的径。20小尺度衰落和多径效应小尺度多径传播表现为：经过短距或短时传播后信号强度的急速变化。在不同多径信号上，存在着时变的多普勒频移引起的随机频率调制。多样传播时延引起的扩展(回音)。21在高楼林立的市区，由于移动天线的高度比周围建筑物矮很多，因而不存在从移动台到基站的视距传播，这就

6、导致了衰落的产生。即使有这样一条视距传播路径存在，由于地面与周围建筑物的反射，多径传授仍会发生。入射电波以不同的传授方向到达，具有不同的传播时延。空间任一点的移动台所收到的信号都由许多平面波组成，它们具有随机分布的幅度、相位和入射角度。这些多径成分被接收机天线按向量合并，从而使接收信号产生衰落失真。即使移动接收机处于静止状态，接收信号也会由于无线信道所处环境中的物体的运动而产生衰落。如果无线信道中的物体处于静止状态，并且运动只由移动台产生，则衰落只与空间路径有关。此时，当移动台穿过多径区域时，它将信号中的空间变化看作瞬时变化。在空间不同点的多径波的影响下，高

7、速运动的接收机可以在很短时间内经过若干次衰落。更为严重的情况是，接收机可能停留在某个特定的衰落很大的位置上。在这种情况下，尽管可能由行人或车辆改变了场模型，从而打破接收信号长时间维持失效的情况，但要维持良好的通信状态仍非常困难。天线空间分集可以防止极度衰落以至于无效的情况。由于移动台与基站的相对运动，每个多径波都经历了明显的频移过程。移动引起的接收机信号频移被称为多普勒频移。它与移动台的运动速度、运动方向，以及接收机多径波的入射角有关。22小尺度衰落和多径效应影响小尺度衰落的因素：多径传播移动台的运动速度环境物体的运动速度信号的传输带宽23无线信道中许多物理

8、因素影响小尺度衰落，包括：多径传播——信道中反射及反