移動通信系統(tǒng)中的信道特性(文件)
【正文】 衰落對數(shù)字通信系統(tǒng)性能的影響移動環(huán)境下由同一信源發(fā)出的經(jīng)過不同路徑到達的電波相互干涉造成了多徑衰落（快衰落）。如果發(fā)射端發(fā)送的只是一個單脈沖信號，那么接受端收到的將是多個具有不同時延的脈沖的疊加。擴頻系統(tǒng)可以利用分集接收技術(shù)（如RAKE接收機）合并可分離的多徑信號，從而改善接收信號的質(zhì)量。參考：《TD中TA值的變化情況》可以更清楚的理解時延擴展。也就是說，衰落信號中的兩個頻率分量，當其頻率分量小于相關帶寬時，它們是相關的，其衰落具有一致性；當頻率間隔大于相關帶寬時，它們就不相關了，其衰落不具有一致性。對于數(shù)字移動通信系統(tǒng)來說，當碼元速率較低，信號帶寬遠小于信道相關帶寬時，信號通過信道傳輸后各頻率分量的變化具有一致性，則信號波形不失真，無碼間串擾，此時的衰落為平坦衰落；反之，當碼元速率較高，信號帶寬大于信道相關帶寬時，信號通過信道傳輸后各頻率分量的變化不一致，將引起波形失真，造成碼間串擾，此時的衰落為頻率選擇性衰落 場強的隨機快速起伏慢速度步行時的通信和高速車載時的不間斷通信等等通信環(huán)境中，接收信號會發(fā)生頻率偏移，稱為多普勒頻移。對于載頻為的發(fā)射信號，接收信號是許多經(jīng)過多普勒頻移的平面波的合成。故： 這是移動臺接收天線輸出的功率頻譜密度。根據(jù)數(shù)字信號的碼速率、帶寬和多譜勒頻展、時延擴展的關系，衰落信道可以分為以下四類：1．非彌散信道，即平坦衰落(Flat Fading)2．時間彌散信道，即頻率選擇性衰落3．頻率彌散信道，即時間選擇性衰落4．時間－頻率彌散信道，即時間選擇性衰落和頻率選擇性衰落同時存在一般地，當碼元傳輸速率較低時，衰落信號處于頻率彌散信道。至于前面所說的慢衰落特性，因為它的變化速度十分慢，通?？梢酝ㄟ^調(diào)整設備參量（如調(diào)整發(fā)射功率）來彌補。根據(jù)B與S/N的關系可以確定最大的信道容量。如果這些多徑信號相互間的延時超過了一個碼片的長度（（多徑分量之間的長度差＝光速247。 圖 4 2 Rake接收機 交織交織可以在不附加任務開銷的情況下，使系統(tǒng)獲得時間分集。舉個例子，交織矩陣為：01 06 11 1602 07 12 1703 08 13 1804 09 14 1905 10 15 20按列寫入，假設原始信息序列是：01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20假設突發(fā)性錯誤是07 08 09 10按行讀出，解碼以后的信息序列為：01 06 11 16 02 07 12 17 03 08 13 18 04 09 14 19 05 10 15 20，錯誤特性隨機化了。均衡器不能抵銷平衰落。分集方式包括：空間分集：空間發(fā)射分集、空間接收分集。分集的三種主要合并方式：最大比合并、選擇比合并、等增益合并。 信道編碼目的：信道編碼是為了保證信息傳輸?shù)目煽啃?、提高傳輸質(zhì)量而設計的一種編碼。具有很強的檢錯能力，而且編碼器及譯碼器都很容易實現(xiàn)。3GPP選用turbo碼作為各類非實時業(yè)務高速數(shù)據(jù)的糾錯編碼。Turbo編碼：Turbo碼采用幾項關鍵技術(shù)措施，交織技術(shù)、級聯(lián)碼技術(shù)、軟輸出技術(shù)、迭代技術(shù)，其性能非常優(yōu)異，很好地應用了隨機性編譯碼的條件，從而獲得了幾乎接近香農(nóng)理論極限的譯碼性能。實質(zhì)：信道編碼實際上是以降低信息的傳輸效率為代價來增加碼字的抗干擾能力。等增益合并：調(diào)整各個支路主徑的相位，使之同相，然后進行等增益相加。頻率分集：寬帶信號。heq(t)= d(t) 就有： Heq(f)F*(f)=1Heq(f)為均衡器頻域響應，F(xiàn)(f)為信道頻域響應。主要指對信道中幅度和延遲進行補償。重要特點是將突發(fā)性誤碼連續(xù)錯誤變成了隨機性的獨立差錯。3840000chip/s＝78m），這在無線環(huán)境里面是很容易實現(xiàn)的（市區(qū)的典型值是1到2us）），那么它們將被CDMA接收機看作是互不相關的多徑分量。圖 4 1 擴頻原理 RakeWCDMA擴頻碼在選擇時就要求它有很好的自相關特性。在不同的系統(tǒng)中有不同的編碼方式，來消除干擾和提高無限信道的韌性 擴頻香農(nóng)公式：C＝B （1＋S/N），C為信道容量，B為信號帶寬，S/N為信噪比。第4章 無線信道抗衰落技術(shù)amp。無論時域或頻域中的擴展都意味著彌散，即本來分開的波形或頻譜出現(xiàn)了交疊。在角度上的內(nèi)所有輸入功率表示為.假設：接收天線在水平面上是定向的，天線增益為小區(qū)基站天線的極化角與移動臺天線的相同則：在角度內(nèi)的接收功率可表示為： 考慮多普勒頻移，當?shù)竭_信號與移動臺移動方向有一定角度時，接收的頻率為： 其中。此時，接收頻率不再是，而是。對于某個特定的移動環(huán)境，其時延擴展可由大量實測數(shù)據(jù)經(jīng)過統(tǒng)計處理計算出來，從而其相關帶寬也是確定的，也就是說相關帶寬是信道本身的特性參數(shù)，與信號無關。從頻域來看，時延擴展可以導致頻率選擇性衰落。顯然，時延擴展與信道的電波傳播環(huán)境密切相關，不同時間、地域和用戶情況的信道，其時延擴展量有著顯著的差異。時延擴展對數(shù)字信號的傳輸有重要影響。而多徑衰落則直接影響信號的質(zhì)量，必須加以有效的抗多徑措施，來消除多徑衰落對信號質(zhì)量的不利影響。若移動臺朝向入射波方向運動，則多普勒頻移為正(即接收頻率上升)；若移動臺背向入射波方向運動，則多普勒頻移為負(即接收頻率下降)。無線電波從源S出發(fā)，在X點與Y點分別被移動臺接收時所走的路徑差為。所以，小尺度信號的強度和短距傳輸后信號模糊的可能性與多徑信道的特定幅度、時延及傳輸信號的帶寬有關。以后臺看到．信道帶寬可用相干帶寬量化。環(huán)境物體的運動速度——如果無線悟道中的物體處于運動狀態(tài)，就會引起時變的多普勒頻移。不同多徑成分具有的隨機相位和幅度引起信號強度波動，導致小尺度衰落、信號失真等現(xiàn)象。移動引起的接收機信號頻移被稱為多普勒頻移。更為嚴重的情況是，接收機可能停留在某個特定的衰落很大的位置上。即使移動接收機處于靜止狀態(tài)，接收信號也會由于無線信道所處環(huán)境中的物體的運動而產(chǎn)生衰落。即使有這樣一條視距傳播路徑存在，由于地面與周圍建筑物的反射，多徑傳輸仍會發(fā)生。三個主要效應表現(xiàn)為：l 經(jīng)過短距或短時傳播后信號強度的急速變化。這種衰落是由于同一傳輸信號沿兩個或多個路徑傳播，以微小的時間差到達接收機的信號相互干涉所引起的。【為什么說TD系統(tǒng)中移動終端的速度不超過120km/h】：運動引起多普勒現(xiàn)象。 其中B為最大多普勒擴展。
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