移动通信信道2.pptx
《移动通信信道2.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《移动通信信道2.pptx(64页珍藏版)》请在课桌文档上搜索。
1、第三讲移动通信信道 2 多径传播特性及定量描述,数字移动通信,上次课重点回顾,VHF和UHF电波主要有几种传播方式?自由空间中电波传播损耗变化有何规律?大气对电波传播有何影响?绕射损耗与哪些因素有关?反射模型中,电波传播损耗变化有何规律?,第2章 移动通信信道,2.1 陆地无线电波传播特性2.2移动通信信道的多径传播特性2.3描述多径衰落信道的主要参数2.4 阴影衰落的基本特性2.5 电波传播损耗预测模型2.6 多径衰落信道的建模和仿真2.7 MIMO信道简介,第一次课,第二次课,第三次课,本次课的要求与重难点,要求与重点掌握多径传播的基本特性和多径衰落对数字移动通信的影响。理解描述多径信道的
2、参数,了解小尺度衰落模型。重点:相关(干)带宽、相关时间、相关距离 难点:多径衰落对接收信号的影响,本次课需要解决的主要问题,什么是电波传播三级模型?多径传播对接收信号有何影响?如何定量描述多径传播特性?多普勒扩展对接收信号有何影响?如何定量描述?描述信道特性的关键参数有哪些?多径衰落信道如何分类?,2.2.1 移动通信信道中的电波传播损耗特性2.2.2 移动环境下的多径传播2.2.3 多普勒频移2.2.4 多径接收信号的统计特性(自学)2.2.5 衰落信号幅度的特征量,2.2 移动通信信道的多径传播特性,一、电波传播损耗特性,移动信道是一种变参信道 信号传播过程中会遭受不同类型的损耗,传播损
3、耗,阴影衰落,多径衰落,:移动台与基站的距离,大尺度衰落,小尺度衰落,1、传播损耗(路径损耗)长程范围内的信号电平变化(几千米量级)电波传播引起的平均接收功率衰减 取决于发射机与接收机之间的距离 自由空间时,n=2,一般情况下n=35,一、电波传播损耗特性,2、阴影衰落 阳光不能普照 短程范围内的信号电平变化(数百波长量级)由大型障碍物的遮挡引起,包括传播环境中的地形起伏、人造建筑物等,一、电波传播损耗特性,3、小尺度衰落 余音绕梁 主要由多径效应和多普勒效应引起 数十波长量级内的信号电平变化 接收信号场强的瞬时值快速变化,在几个波长间距内的变化幅度可达30dB,一、电波传播损耗特性,传播损耗
4、,一、电波传播损耗特性,距离(km),场强,02468,806040200,大尺度路径损耗传播模型 描述发射机和接收机之间长距离上平均场强的变化,用于预测平均场强并估计无线覆盖范围。受到收发距离及地形地貌的影响。小尺度多径衰落传播模型 描述移动台在极小范围内移动时,短距离(几个波长)或短时间(秒级)上接收场强的快速变化,根据小尺度衰落确定应采取的抗衰落技术。,当移动通信跨越比较大的区域时,会同时受到大尺度衰落和小尺度衰落的影响!,一、电波传播损耗特性,2.2.1 移动通信信道中的电波传播损耗特性2.2.2 移动环境下的多径传播2.2.3 多普勒频移2.2.4 多径接收信号的统计特性(自学)2.
5、2.5 衰落信号幅度的特征量,2.2 移动通信信道的多径传播特性,二、移动环境的多径传播,1、多径传播的基本概念 信道中存在各种反射物和散射物 发射波到达接收机时形成在时间、空间上相互区别的多个无线电波,二、移动环境下的多径传播,余音绕梁,多径传播示意图,1、多径传播的基本概念,二、移动环境下的多径传播,2、多径传播对接收信号产生的影响,当两个多径信号同相时,合成信号是什么样的?,当两个多径信号相位相差180度时,合成信号是什么样的?,多径传播会导致接收信号在不到一个波长范围内会出现几十分贝的电平变化和剧烈的相位摆动。延长信号到达接收机的时间,引起码间串扰。,二、移动环境下的多径传播,2、多径
6、传播对接收信号产生的影响,二、移动环境下的多径传播,2、多径传播对接收信号产生的影响 典型实例,800MHz室内环境中典型传播时延扩展为1s,符号速率200kbps,符号宽度?重叠率?,符号宽度5s,重叠覆盖率20%,2.2.1 移动通信信道中的电波传播损耗特性2.2.2 移动环境下的多径传播2.2.3 多普勒频移2.2.4 多径接收信号的统计特性(自学)2.2.5 衰落信号幅度的特征量,2.2 移动通信信道的多径传播特性,三、多普勒频移,1842年由奥地利数学家、物理学家克里斯琴.多普勒.约翰首先提出。定义:当发射源与接收体之间发生相对运动时,接收频率与发射频率之差。火车汽笛声的变化?从远而
7、近时,汽笛音调变尖从近而远时,汽笛音调变低对无线通信场景如何更直白的理解?,1、何为多普勒频移?,三、多普勒频移,接收信号的频率与发射信号的频率不一致!多普勒频移与移动台运动速度及移动台方向与无线电波入射方向之间的夹角有关。频率变化值:,2、多普勒频移与移动台运动间的关系,三、多普勒频移,思考:频率变化有什么趋势?朝向入射波方向移动多普勒频移为正值;背向入射波方向移动多普勒频移为负值。,2、多普勒频移与移动台运动间的关系,思考:移动台连续的运动,会造成什么现象?,2.2.1 移动通信信道中的电波传播损耗特性2.2.2 移动环境下的多径传播2.2.3 多普勒频移2.2.4 多径接收信号的统计特性
8、(自学)2.2.5 衰落信号幅度的特征量,2.2 移动通信信道的多径传播特性,2.2.4 多径接收信号的统计特性(提示),移动通信信道统计分析:对接收信号的功率或电压包络进行定量描述。以瑞利分布为例,接收信号的包络和相位(为方差):包络概率密度函数(瑞利分布):相位概率密度函数(均匀分布):,3-24,四、衰落信号幅度的特征量,1、研究衰落信号幅度特征量的必要性 链路设计需要得到链路性能的幅度特点 一条衰落信道每隔多长时间就会衰落到某一特定的电平之下?这条信道将在该门限下持续多长时间?工程应用中,常常用一些特征量表示衰落信号的幅度特点。,2、衰落率,定义:信号包络在单位时间内以正斜率通过中值电
9、平的次数 与发射频率、移动台行进速度、方向及多径传播的路径数有关。当移动台的行进方向朝着或背着电波传播方向时,衰落最快。,四、衰落信号幅度的特征量,3、电平通过率,包络在单位时间以正斜率通过某规定电平R的次数 深度衰落发生的次数较少,浅度衰落发生得相当频繁。衰减20dB概率为1%,衰减30dB和40dB的概率分别为0.1%和0.01%。,四、衰落信号幅度的特征量,4、平均衰落持续时间,定义:信号包络低于某个给定电平值的概率与该电平值所对应的电平通过率之比。思考:如何理解物理含义?信号包络低于某个给定电平值的概率-值越大,衰落情况越严重 电平通过率-值越大,衰落变化速度越快,停留在某状态的时间越
10、短,四、衰落信号幅度的特征量,4、平均衰落持续时间,思考:平均衰落持续时间对工程设计的意义在哪里?接收信号电平低于接收机门限电平时,就可能造成语音中断或误比特率突然增大。由平均衰落持续时间可判断通信受影响的程度,确定是否会发生突发错误及突发错误的长度。,四、衰落信号幅度的特征量,2.3.1 时延扩展和相关带宽2.3.2 多普勒扩展和相关时间2.3.3 角度扩展和相关距离(自学)2.3.4 多径衰落信道的分类,2.3 描述多径衰落信道的主要参数,1、时延扩展的概念定义:多径传播造成的信号时间扩散 假设发射一个极短的脉冲信号,经过多径信道后,接收信号是什么样的?接收信号呈现为一串脉冲,出现时间色散
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 移动 通信 信道
链接地址:https://www.desk33.com/p-379533.html