【正文】 15 每個居于顯著地位的多徑幅度服從對數(shù)正態(tài)分布，多徑的幅度為： 20/)( ,10 kk Xkk P ??? ?? （ ） 式中： kP 信號隨機翻轉(zhuǎn) Mkk ??? 0,20 )10ln (21?? （ ） MkNX k ??? 0),0( 21, ?? （ ） 設(shè)最先到達的多徑延遲 00?? ，它由反射引起的信號符號翻轉(zhuǎn)為正極性，即 10 ??p ，因為在 LOS 條件下直射的路徑可以假設(shè) 為符號沒有經(jīng)過翻轉(zhuǎn)。 K?? 模型作為室內(nèi)寬帶信道的模型，同 SalehValenzuela 模型一樣也是假設(shè) UWB 信道中多徑成分成簇到達。 K 的值由測試決定，但迄今還沒有試驗測試在特定的 UWB 系統(tǒng)中 K 的取值，一般情況下， K 取典型值 2 或 ，1?K 時，信道出現(xiàn)成簇的現(xiàn)象。對各個模型的原理和信道參數(shù)進行了介紹，為介紹超寬帶室內(nèi)多徑的標準模型 IEEE 做了理論準備。 室內(nèi)多徑信道的主要參數(shù) 根據(jù) Foerster 和 Hashemi 的研究結(jié)果，用來表征室內(nèi)多徑信 道的主要參數(shù)為： （ 1） 可分辨多徑分量的數(shù)目； （ 2） 多徑時延； （ 3） 多徑強度分布； （ 4） 多徑幅度衰落分布； （ 5）多徑到達時間。比如： 在每個可分辨的延遲時間內(nèi)（分辨路徑為 3cm），只有極少的多徑成分重疊，因此中心極限定理不再適用，幅度衰落統(tǒng)計不再表現(xiàn)為 Rayleigh 衰落的特征。通常每一簇中包含大量射線，即 ???? 。 幅 度 時 間 延 遲??1 ?1 ? 圖 41 SV 模型原理圖 SV 模型的信道沖激響應(yīng) SV 模型的信道沖 激響應(yīng)可以表示為 ? ????? ??? 0 0 , )()(,l k lkljlk Tteth lk ??? ? （ ） 其中， ,...3,2,1,0, ?lTl 為第 l 個到達簇的到達時間， ,...3,2,1,0, ?klk? 為第 l 個簇中第 k 個到達射線的到達時間， 00?T 為第一個到達簇的到達時間， 01,0 ?? 為第 l 個簇中第一條射 第 4 章 超寬帶室內(nèi)多徑傳播模型 21 線到達時間。先后到達的多徑信號增益統(tǒng)計獨立，多徑信號的平 均功率（幅度的均方值）隨簇和簇內(nèi)射線成雙指數(shù)衰減，其幅 第 4 章 超寬帶室內(nèi)多徑傳播模型 20 度呈瑞利分布。由于室內(nèi)環(huán)境中天花板、墻壁、門、家具、陳設(shè)品、人等均能造成信號的多徑傳播，同時超寬 帶脈沖信號又具有較高的多徑分辨率，這就導致超寬帶信號在室內(nèi)環(huán)境產(chǎn)生所謂密集多徑傳播的現(xiàn)象。這里時間間隔 ? 與采樣頻率有關(guān)。 kk? 定義為 : 2,)1( 111??????????krKrrkkk?? （ ） 式中： kr 是第 k 個微小時間段的占據(jù)率 在用 K?? 模型擬合 UWB 信道的實測數(shù)據(jù)時，第 k 個微小時間段上的沖激響應(yīng)的幅度 k? 可以用對數(shù)正態(tài)分布近似，且隨時間延遲呈指數(shù)衰減，即： ? ? ),(l o g20 210 ??? kk N? （ ） 也就是： ? ? 20/10 ??? Xk k ?? ，且多徑的能量為： ?? /02)( kTk eE ??? （ ） 20 )10ln (10ln /)(10)ln (10 220 ???? ???? kk （ ） 式中： 0? 第 1 徑的平均功率 k? 第 k 徑的時間延遲 ? 包絡(luò)衰減因子 雖然 K?? 模型提供了描述 UWB 信道多徑按簇到達現(xiàn)象的方法，但在很多的情況下并不能很好的擬合 UWB 信道中的實測數(shù)據(jù)。 MkW Mkk ?????? ,20 10ln10ln /)(1022????? （ ） MkNX k ?? ),0( 22, ?? （ ） K? 模型 多徑到達的一個簡單、常用模型是泊松過程模型。 在 LOS 環(huán)境下，最先到達的多徑幅度比后到達的多徑幅度要強，強度居顯著地位的多徑數(shù) 目 M 是隨機的，且 4。為以后建立 UWB 信道模型及仿真做了充足的準備。通常數(shù)據(jù)處理中均選擇相對門限作為 Clean 算法的截止門限。（即收發(fā)天線正對）的實測數(shù)據(jù)，如圖 24 所示，用做提取模板信號使用。確 定去卷積后的信道沖激響應(yīng)的時間起點，并設(shè)置為時間零點，以確定后續(xù)到達多徑分量的到達時間。 Clean 算法是一種時域去卷積方法。 ② 路徑損耗特性測量。室內(nèi)傳輸環(huán)境（如辦公室、住宅），多徑信號的時延通常小于幾十納秒，擴頻法限制了測量系統(tǒng)的帶寬，在室內(nèi)環(huán)境下很難分辨具有較小時延的多徑信號，所以當前對室內(nèi)超寬帶信道基本都采用時域法或頻域法。 信道測量技術(shù) 概述 獲得信道沖激響應(yīng)是研究信道傳播特性的核心問題，這主要是由于： （ 1） 信道沖激響應(yīng)包含所有信道信息，輸入信號與信道沖激響應(yīng)的卷積就是經(jīng)過信道傳輸后的接收信號；（ 2） 由信道沖激響應(yīng)計算得出的各種統(tǒng)計量，如平均附加時延、 RMS（ Root Mean Square）時延擴展、平均多徑數(shù)目、功率延遲分布等，不但能夠更好地了解在各種不同信道下信號的傳播特性，還可以用于優(yōu)化接收機的設(shè)計； （ 3） 在對實測信道沖激響應(yīng)數(shù)據(jù)進行分類、分析和建模的基礎(chǔ)上建立的數(shù) 學解析模型（即信道模型）可以對實際信道進行模擬，通過計算機仿真或解析分析計算，可以準確地預(yù)測信號經(jīng)過信道后的特性，繼而可以準確分析接收機在相應(yīng)信道下的性能，提高接收機的設(shè)計效率。 由于超寬帶信號傳播所具有的上述兩個特殊性質(zhì)，使得對超寬帶信道的測量、數(shù)據(jù)處理分析以及信道建模均與傳統(tǒng)方法有所不同。國家自然科學基金和 “863”計劃己開始支持這方面的研究和開發(fā)工作，并已取得了初步進展。 20xx 年， 、 等人首先提出了一種基于時域窄脈沖測量方法得到的統(tǒng)計抽頭延時線模型（ STDL） ，其時間分辨率為2ns，反映典型室內(nèi)環(huán)境 1GHz 頻段的信道傳播特征，多徑衰落服從納卡伽米 （ Nakagami）分布。這種環(huán)境包括生活環(huán)境、生產(chǎn)環(huán)境、辦公環(huán)境等，主要用于對各種對象（人和物）進行檢測、識別、控制和通信。在家辦公室中，各種計算機、外設(shè)和數(shù)字多媒體設(shè)備根據(jù)需要，利用UWB 技術(shù)，在小范圍內(nèi)動態(tài)地組成分布式自組織（ Ad Hoc）網(wǎng)絡(luò)，協(xié)同工作，連接，傳送高速多媒體數(shù)據(jù)，并可通過寬帶網(wǎng)關(guān)，接入高速互聯(lián)網(wǎng)或其帶網(wǎng)絡(luò)。 FCC 對于超寬帶信號的定義為任何相對帶寬（信號帶寬與中心頻率之比）大于 20%或絕對帶寬大于 500MHz，并滿足 FCC 功率譜密度限制要求的信號。由于 UWB 技術(shù)的種種優(yōu)點， UWB 技術(shù)通信系統(tǒng)獲 得了業(yè)界、媒體與學術(shù)界的極大重視，使其成為無線個人局域網(wǎng)絡(luò) WPAN（ Wireless Personal Area Network） 的主要技術(shù)之一。文中首先簡要介紹了超寬帶的基本概念及特點，并對 UWB 信道的基本理論做了簡要的介紹。 作者簽名： 日期： 畢業(yè)論文（設(shè)計）授權(quán)使用說明 本論文（設(shè)計）作者完全了解紅河學院有關(guān)保留、使用畢業(yè)論文（設(shè)計）的規(guī)定，學校有權(quán)保留論文（設(shè)計）并向相關(guān)部 門送交論文（設(shè)計）的電子版和紙質(zhì)版。有權(quán)將論文（設(shè)計）用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論文（設(shè)計）進入學校圖書館被查閱。在信道基本理論的介紹中重點介紹了時域測量 技術(shù)及建模過程中的后期數(shù)據(jù)處理方法 —CLEAN 算法，以便于信道建模的仿真分析。 超寬帶（ UWB）無線通信技術(shù)概述 超寬帶（ UWB， Ultra Wideband）技術(shù)最早可以追溯到 100 年前波波夫和馬克尼發(fā)明的越洋無線電報的時代。這里中心頻率和相對帶寬表達式如下： 2/)( LH ff ??中心頻率 （ ） 2/)( LH LH ff ff ??相對帶寬 （ ） 式中， Hf 為能量功率譜密度的上限頻率， GHz； Lf 為能量功率譜密度的下限頻率， GHz。這一領(lǐng)域?qū)⑷诤嫌嬎銠C、通信和消費娛樂業(yè)，被視為具有超過電話的最大市場發(fā)展?jié)摿Α? UWB 信道與傳統(tǒng)信道的比較 傳統(tǒng)的窄帶和寬帶帶寬小于 20MHz，它的小尺度衰落分布服從 Rayleigh 分布或 Rician分布。 UWB 技術(shù)向民用領(lǐng)域的開放極大地促進了 UWB 信道測量和建模工作的開展，測量頻率范圍延伸至 11GHz 甚至更高，測試環(huán)境涵蓋了家庭、辦公室、實驗室、工廠等。我國應(yīng)該提出有自主知識產(chǎn)權(quán)的 UWB 技術(shù)的理論和技術(shù)成果，以此為支撐制定自主 第 1 章 緒論 5 的相關(guān)標準和規(guī)范，推動我國 UWB 產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，以便在激烈的國際市場競爭中取得應(yīng)有的地位。 UWB 信號的傳播特性 超寬帶信號傳播的弱衰落性 在傳統(tǒng)基于連續(xù)波的窄帶或?qū)拵到y(tǒng)（信號 帶寬通常小于 20MHz）中，由于傳輸中信道的隨機調(diào)制特性，使接受多徑信號在幅度和相位上發(fā)生隨機的變化，接受端信號進行相干疊加，這種疊加可以是建設(shè)性或破壞性的，從而導致信號的幅度產(chǎn)生劇烈的波動，也就是所謂的多徑衰落。獲得信道沖激響應(yīng)最直接和準確的途徑就是對實際信道進行測量，因此可以說信道測量是研究信道傳輸特性的基礎(chǔ)和著眼點。 時域測量技術(shù) （ 1） 時域測量采用的設(shè)備 脈沖發(fā)生器、數(shù)字抽樣示波器、觸發(fā)信號發(fā)生器、超寬帶天線（通常為 TEM 定向天線或雙錐 全向天線）、寬帶功放和寬帶低噪放等。應(yīng)以發(fā)射天線為圓心，以距離間隔為 1m作同心圓，將接收天線放置在同心圓周的不同位置，如圖 12 所示，通過對不同同心圓上實測數(shù)據(jù)的分析可以給出室內(nèi)信道 路徑損耗特性，測量距離一般選擇在 1～ 15m的范圍內(nèi)。接收信號可以看作模板脈沖與信道沖擊響應(yīng)作卷積的計算結(jié)果， Clean 算法就是使用模板脈沖對接收信號進行去卷積，然后得到信道沖激響應(yīng)。 （ 3） 確定系統(tǒng)分辨率，并重新計算多徑增益。從其中提取具有最大幅度完整的脈沖信號作為時域單模板 Clean 算法去卷積處理的模板信號。 在使用相對門限對實測數(shù)據(jù)處理中，當逐漸降低門限值時，恢復(fù)接收信號的能量誤差逐漸變少，其他各項信道指標統(tǒng)計量逐漸變大。 第 3 章 超寬帶室內(nèi)信道模型