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课程目标：l了解无线传播特性l了解无线衰落l掌握TD中抗衰落的技术参考资料：l参考资料1目录第1章概述1第2章无线电波传播特性22.1移动无线电传播环境22.1.1无线传播环境之LOS32.1.2无线传播环境之NLOS32.1.3无线传播环境之穿透到室内42.2接收点地理环境的复杂性与多样性42.2.1典型密集城区地理环境42.2.2典型普通城区地理环境52.2.3典型郊区环境62.2.4典型农村环境62.3几种基本传播机制72.3.1直射波（自由空间传播）72.3.2反射波82.3.3绕射波82.3.4透射波92.3.5散射波9第3章无线信道衰落103.

2、1移动无线信道统计分析103.1.1瑞利分布103.1.2莱斯分布113.1.3对数正态分布123.1.4慢衰落123.1.5快衰落133.1.6多普勒频移193.2衰落对数字通信系统性能的影响203.2.1时延扩展203.2.2频域扩展21-29-3.2.3场强的随机快速起伏213.2.4四类衰落信道22第4章无线信道抗衰落技术244.1扩频244.2Rake254.3交织254.4均衡264.5分集274.6信道编码27-29-第1章概述&知识点l概述l本课题主要从：无线电波的传播特性、无线信道衰落、衰落对无线信道的影响、抗衰落技术等方面来介绍信道特性。介绍了和无线信道特性有

3、关的一些基本的概念；引入了典型传播环境的实例图解，图文结合有助于理解一些传播环境；本文没有过多的用高等数学来推导一些结论，主要对信道特性达到理解程度。关于第三章节介绍的抗衰落技术，在本文中只是简单介绍，由于文档类别和页数限制没有做详细的阐述。-29-第1章无线电波传播特性&知识点l视距非视距传播环境l城区环境划分l无线传播机制现代通信的发展，尤其是在移动通信商业化后，手机、车载台等移动通信终端的出现使人们充分领略了现代生活的风采。在享受其带来的种种便利时，我们也积累了很多诸如此类的“生活经验”：当我们在高速行驶的汽车上用手机通话时，接收到的信号往往不尽人意；当我们在城市的某一个角

4、落时，接收到的语音质量常常让用户对运营商不满；当我们站在群峰之巅，“一览众山小”时，却不能用手机向朋友直抒胸臆……为什么会有这些遗憾呢？我们知道，移动通信正是以其可移动性而具有强大的生命力，但是这也使得移动通信的无线电传播环境比有线通信更加恶劣。一方面，携带信息的电磁波的传播是扩散的，另一方面，地理环境复杂多变、用户移动随机不可预测，所有这些都造成了无线电波传播的损耗。因此，对无线电传播环境的了解、研究，对于整个移动通信系统的无线方面的优化和无线通信系统的发展至关重要。1.1移动无线电传播环境大家都知道：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。基站天线、移动用户天线

5、和两付天线之间的传播路径，我们称之为无线移动信道。从某种意义上来说，对移动无线电传播环境的研究就是对无线移动信道的研究。其中传播路径可分为直射传播(LOS，Line-of-sight)和非直射传播(nonLOS)。一般情况下，在基站和移动台之间不存在直射信号，此时接收到的信号是发射信号经过若干次反射、绕射或散射后的叠加。而在某些空旷地区或基站天线较高时可能存在直射传播路径。-29-1.1.1无线传播环境之LOS图21LOS无线传播环境1.1.2无线传播环境之NLOS图22NLOS无线传播环境-29-1.1.1无线传播环境之穿透到室内图23室内穿透传播环境在复杂的环境中，接收

6、到信号可能是直射波、地面反射波和散射波的合成信号，接收到的合成场强为各部分的矢量合成波，从而产生多径效应。即使收发之间存在LOS环境，由于地面及周围建筑物的反射影响，多径仍然存在。由于多径是同一信号源经过不同的路径进行传播，存在微小的时延差到达接收点，由于矢量的叠加，会引起信号的幅度的变化。其变化的程度取决于多径信号的幅度、时延以及传播信号的带宽。信道的时变性引起信号频率的展宽，导致Doppler效应。信道的多径传播会引起信号在时间上展宽应导致频率选择性衰落。1.2接收点地理环境的复杂性与多样性1.2.1典型密集城区地理环境环境描述：地形平坦，地物分布密集，不均匀，多数街道比较狭

7、窄，10层以上高楼较多，地物高度上不均匀。-29-图24典型密集城区地理环境图1.1.1典型普通城区地理环境环境描述：地形平坦，地物分布非常密集，均匀，多数街道为狭窄的小巷子。无高楼，所有建筑物几乎都在25米以下，平均建筑物高度10～15米，高度较均匀。图25典型普通城区地理环境-29-1.1.1典型郊区环境环境描述：地形略有起伏，地物不规则分布，有村落、厂房、田地、小山丘等多种场景。村落内民房分布较紧凑，其余建筑分布稀疏。建筑物均较低矮，平均高度为15～20m以下。图26