描述多徑衰落信道的主要參數(shù).doc

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1、§2-3描述多徑衰落信道的主要參數(shù)移動無線信道是彌散信道。及信號通過無線空間將在時間域和頻率域產(chǎn)生彌散，即本來在時間和頻譜上分開的波形會產(chǎn)生交疊，使信號出現(xiàn)衰落失真。這便是選擇性衰落。所謂選擇性是指在不同的空間，不同的頻率和不同的時間其衰落特性是不一樣的。一般快衰落將影響無線信道的選擇性。按選擇性的不同可分為以下三類：空間選擇性衰落、頻率選擇性衰落、時間選擇性衰落。一、各種影響彌散信道的因素n多徑效應(yīng)在時域上引起信號的時延擴展，使得接收信號的時域波形展寬，相應(yīng)地在頻域上規(guī)定了相關(guān)（干）帶寬性能。當信號帶寬大于相關(guān)帶寬時就會發(fā)生頻率選擇性衰落。功率時延分布（PDP，PowerDelayProfi

2、le）n多普勒效應(yīng)在頻域上引起頻譜擴展，使得接收信號的頻譜產(chǎn)生多普勒擴展，相應(yīng)地在時域上規(guī)定了相關(guān)（干）時間性能。多普勒效應(yīng)會導致發(fā)送信號在傳輸過程中，信道特性發(fā)生變化，產(chǎn)生所謂的時間選擇性衰落。多普勒功率譜密度（DPSD，DopplerPowerSpreadDensity）n散射效應(yīng)會引起角度擴展。移動臺或基站周圍的本地散射以及遠端散射會使得天線的點波束產(chǎn)生角度擴散，在空間上規(guī)定了相關(guān)距離性能?？沼蛏喜ㄊ慕嵌葦U散造成了同一時間、不同地點的信號衰落起伏不一樣，即所謂的空間選擇性。功率角度譜（PAS，PowerAzimuthSpectrum）二、頻率選擇性衰落:信號頻譜內(nèi)具有不同增益①時間色散

3、(TimeDispersionParameters)原因：因多徑傳播造成信號時間擴散的現(xiàn)象。典型情況：由遠處的山丘與高大建筑物反射而形成的干擾信號，使得信號在時域和空間角度上產(chǎn)生了擴散。定義：發(fā)射信號經(jīng)過不同路徑到達接收點的時間各不相同。圖時變多徑信道響應(yīng)示例(a)N=3(b)N=4(c)N=5假設(shè)發(fā)射端發(fā)射的是一個時間寬度極窄的脈沖信號，經(jīng)過多徑信道后，由于各信道時延的不同，接收端接收到的信號為一串脈沖，即接收信號的波形比原脈沖展寬了。這種由于信道時延引起的信號波形的展寬稱為時延擴展，或叫時間彌散，它會引起碼間干擾。描述時間色散的重要參數(shù):1)平均附加時延------------------

4、（2.18）2)rms時延擴展------------------（2.19），其中3）最大附加時延(XdB)：多徑能量從初值衰落到低于最大能量處XdB的時延，即tx-t0通常時延功率譜曲線滿足負指數(shù)分布，即=，由于指數(shù)分布的均值和均方根值相同，即=。時延擴展典型實測值如P29。時延擴展的取值范圍1，市區(qū)的時延要比郊區(qū)大，市區(qū)一般大于3，郊區(qū)和開闊地帶較小，分別小于0.5和0.2。即從多徑時間色散考慮，市區(qū)傳播條件更為惡劣。為了避免碼間干擾，如無抗多徑措施，則要求信號的傳輸速率必須比1/低得多。②相關(guān)帶寬時延擴展產(chǎn)生頻率選擇性衰落。在信號頻率間隔很小的單音的衰落在時間上近乎一致，所以它們在所有

5、時刻具有相同的衰落；然而當兩個單音頻率間隔增大時，他們的衰落將趨向獨立，這意味著在某個特定時間，兩單音信號的衰落不同。若信號中同時包含著兩種頻率的分量，經(jīng)過多徑信道，兩分量的衰減不同，這種現(xiàn)象叫頻率選擇性衰落。頻率選擇性衰落用相干帶寬描述。相關(guān)帶寬：其定義為信道在兩個頻移處的頻率響應(yīng)保持強相關(guān)時的最大頻率差。相干帶寬越小，時延擴展越大；反之，相干帶寬約大，時延擴展越小。由時域和頻域的相關(guān)函數(shù)是一對傅立葉變換對，易知相關(guān)帶寬B=（推導可見p30）。如果相干帶寬定義為頻率相關(guān)系數(shù)大于0.9的某特定帶寬，則相干帶寬近似為：如果將定義放寬至相關(guān)函數(shù)值大于0.5，則相干帶寬近似為：而工程上，一般計算相關(guān)

6、帶寬。------------------（2.20）例如，=3，則=53kHz。此時的傳輸信號帶寬應(yīng)小于53kHz。③抗多徑措施：均衡技術(shù)、采用Rake接收方式，但頻率相關(guān)區(qū)間一定要大于200kHz，才有多徑分級效果。其中RAKE接收機（RAKEreceiver）一種能分離多徑信號并有效合并多徑信號能量的最終接收機。多徑信號分離的基礎(chǔ)是采用直接序列擴展頻譜信號。RAKE接收機利用直擴序列的相關(guān)特性，采用多個相關(guān)器來分離直擴多徑信號，對其進行延時和相位校正，使之在某一時刻對齊，然后按一定規(guī)則將分離后的多徑信號合并起來以獲得最大的有用信號能量。這樣將有效地利用多徑分量，提高多徑分集的效果。當直擴

7、序列碼片寬度為TC時，系統(tǒng)所能分離的最小路徑時延差為TC。據(jù)CDMA系統(tǒng)中可分離的徑的概念，當兩信號的多徑時延相差大于一個擴頻碼片寬度時，可以認為這兩個信號是不相關(guān)的，或者說是路徑可分離的。反應(yīng)在頻域上，即信號的傳輸帶寬大于信號的相干帶寬時，認為這兩個信號是不相關(guān)的，或者說是路徑可分離的。由于CDMA系統(tǒng)是寬帶傳輸?shù)?，所有信道共享頻率資源，所以CDMA系統(tǒng)可以使用RAKE接收技術(shù)，而其他兩種多址技