【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的 關(guān) 系 ：1如 果 要 求 頻 率 分 量 的 相 關(guān) 函 數(shù) ， 則501如 果 要 求 頻 率 分 量 的 相 關(guān) 函 數(shù) ， 則5注： 相干帶寬與均方根時(shí)延擴(kuò)展之間并不存在確切的關(guān)系，上面的式子僅僅是估計(jì)值。 第四章 小尺度衰落和多徑效應(yīng) 通院通信工程系 西 安 電 子 科 技 大學(xué)XIDIANUNIVIRESTY1931 34 西安電子科技大學(xué) 無線通信系統(tǒng) 第四節(jié) 移動(dòng)多徑信道的參數(shù) ?三、多普勒擴(kuò)展和相干時(shí)間： 時(shí)延擴(kuò)展和相干帶寬參數(shù)是用于描述信道色散的兩個(gè)參數(shù)，但它們并未提供描述信道時(shí)變特性的信息。 信道的時(shí)變特性主要是由于移動(dòng)臺(tái)與基站之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的，或是由電波傳播路徑上的物體的運(yùn)動(dòng)引起的。 即時(shí)變特性的主要原因是 “ 運(yùn)動(dòng) ” ，因此可用多普勒擴(kuò)展和相干時(shí)間來描述小尺度內(nèi)信道的時(shí)變特性。 第四章 小尺度衰落和多徑效應(yīng) 通院通信工程系 西 安 電 子 科 技 大學(xué)XIDIANUNIVIRESTY1931 35 西安電子科技大學(xué) 無線通信系統(tǒng) 第四節(jié) 移動(dòng)多徑信道的參數(shù) 1. 多普勒擴(kuò)展 定義：為一頻率范圍，在此范圍內(nèi)接收的多普勒譜有非零值。 設(shè)：發(fā)送信號(hào)為正弦波， 則接收信號(hào)的頻率為： 最大頻移即為 DBc o sc d c vf f f f ??? ? ? ?cDvfvBC???譜展寬的測(cè)量值 或信道時(shí)間變化速率的量度 載波頻率 DB如 果 基 帶 信 號(hào) 的 帶 寬 ， 則 可 忽 略 多 普 勒 擴(kuò) 展 的 影 響第四章 小尺度衰落和多徑效應(yīng) 通院通信工程系 西 安 電 子 科 技 大學(xué)XIDIANUNIVIRESTY1931 36 西安電子科技大學(xué) 無線通信系統(tǒng) 第四節(jié) 移動(dòng)多徑信道的參數(shù) 2. 相干時(shí)間 定義：信道的沖擊響應(yīng)維持不變的時(shí)間間隔的平均值。 換句話說：相干時(shí)間是一段時(shí)間間隔，在此間隔內(nèi)到達(dá)的兩個(gè)信號(hào)具有很強(qiáng)的幅度相關(guān)性；超此間隔到達(dá)的兩個(gè)信號(hào)相關(guān)性很小。 cT多普勒擴(kuò)展的時(shí)域表示 描述信道頻率色散在時(shí)域的時(shí)變特性 第四章 小尺度衰落和多徑效應(yīng) 通院通信工程系 西 安 電 子 科 技 大學(xué)XIDIANUNIVIRESTY1931 37 西安電子科技大學(xué) 無線通信系統(tǒng) 第四節(jié) 移動(dòng)多徑信道的參數(shù) 3. 現(xiàn)代數(shù)字通信中一般取上面兩個(gè)式子的幾何平均，即： DcBT與 的 關(guān) 系 ：016cDmcmTBfTf?1若 要 求 時(shí) 間 相 關(guān) 函 數(shù) ＝ ， 則 ＝ ＝9若 要 求 時(shí) 間 相 關(guān) 函 數(shù) ， 則 ＝216cmmT ff? ?9 0 . 4 2 3＝給出了瑞利衰落信道可能急劇起伏的時(shí)間間隔，過寬 過于嚴(yán)格 ()ccTT實(shí) 數(shù) 字 傳 輸 系 統(tǒng) 的 符 合 速 率 1/或 符 合 寬 帶 時(shí) ， 信 道 不 會(huì) 導(dǎo) 致際 指 導(dǎo) 意 義 ：信 號(hào) 失 真 。第四章 小尺度衰落和多徑效應(yīng) 通院通信工程系 西 安 電 子 科 技 大學(xué)XIDIANUNIVIRESTY1931 38 西安電子科技大學(xué) 無線通信系統(tǒng) 第五節(jié) 小尺度衰落的類型 在無線通信信道中：多徑時(shí)延擴(kuò)展 → 時(shí)間色散 多普勒頻移 → 頻率色散 這兩種特性對(duì)信號(hào)的影響是不同的，而信號(hào)又有窄帶和寬帶之分。因此不同信道特性和信號(hào)特性的組合，會(huì)產(chǎn)生四種小尺度衰落類型。即： ?多徑時(shí)延擴(kuò)展 → 平坦衰落 或 頻率選擇性衰落 ?多普勒頻移 → 快衰落 或 滿衰落 第四章 小尺度衰落和多徑效應(yīng) 通院通信工程系 西 安 電 子 科 技 大學(xué)XIDIANUNIVIRESTY1931 39 西安電子科技大學(xué) 無線通信系統(tǒng) 第五節(jié) 小尺度衰落的類型 ?一、多徑時(shí)延擴(kuò)展產(chǎn)生的衰落效應(yīng)： ? 平坦衰落和頻率選擇性衰落 ? 1. 平坦衰落 ? 產(chǎn)生條件： 無線信道的相干帶寬 信號(hào)的帶寬 或：無線信道的均方根時(shí)延擴(kuò)展 信號(hào)的符號(hào)速率 ? 特點(diǎn)： – 由于 BsBc，因此信號(hào)不會(huì)產(chǎn)生失真。 但由于信道是時(shí)變的，其增益會(huì)隨時(shí)間的變化而變化，因此信號(hào)的幅度會(huì)隨時(shí)間的變化而變化。 – 幅度：服從瑞利分布；相位：均勻分布。 c s sB B T???? ??或第四章 小尺度衰落和多徑效應(yīng) 通院通信工程系 西 安 電 子 科 技 大學(xué)XIDIANUNIVIRESTY1931 40 西安電子科技大學(xué) 無線通信系統(tǒng) 第五節(jié) 小尺度衰落的類型 ? 平坦衰落圖解 第四章 小尺度衰落和多徑效應(yīng) 通院通信工程系 西 安 電 子 科 技 大學(xué)XIDIANUNIVIRESTY1931 41 西安電子科技大學(xué) 無線通信系統(tǒng) 第五節(jié) 小尺度衰落的類型 ?頻率選擇性衰落： ? 產(chǎn)生條件： 無線信道的相干帶寬 信號(hào)的帶寬 或：無線信道的均方根時(shí)延擴(kuò)展 信號(hào)的符號(hào)速率 ? 特點(diǎn)： 由于 BsBc，信道對(duì)信號(hào) S(t)不同的頻譜分量的增益和相位的作用不同，導(dǎo)致信號(hào)失真。 c s sB B T????或10sT ???通 常 情 況 下 ， 如 果 ， 就 認(rèn) 為 信 道 是 頻 率 選 擇 性 衰 落（ 這 一 范 圍 與 調(diào) 制 類 型 有 關(guān) ）第四章 小尺度衰落和多徑效應(yīng) 通院通信工程系 西 安 電 子 科 技 大學(xué)XIDIANUNIVIRESTY1931 42 西安電子科技大學(xué) 無線通信系統(tǒng) 第五節(jié) 小尺度衰落的類型 ? 頻率選擇性衰落圖解 第四章 小尺度衰落和多徑效應(yīng) 通院通信工程系 西 安 電 子 科 技 大學(xué)XIDIANUNIVIRESTY1931 43 西安電子科技大學(xué) 無線通信系統(tǒng) 第五節(jié) 小尺度衰落的類型 ?二、多普勒頻移擴(kuò)展引起的衰落效應(yīng) ? 快衰落和慢衰落 ? 1. 快衰落： ? 產(chǎn)生條件： 信道的多普勒擴(kuò)展 信號(hào)的帶寬 或：信道的相干時(shí)間 信號(hào)的符合速率 (周期 ) ? 含義： 信道的沖擊響應(yīng)在信號(hào)的符合周期內(nèi)快速變化，或載頻的變化范圍大于信號(hào)的帶寬（或兩者可比擬）。 注： 當(dāng)信道被認(rèn)為是快 /慢衰落時(shí)，一般不再稱其為平坦衰落或頻率選擇性衰落。 D S C SB B T T??或第四章 小尺度衰落和多徑效應(yīng) 通院通信工程系 西 安 電 子 科 技 大學(xué)XIDIANUNIVIRESTY1931 44 西安電子科技大學(xué) 無線通信系統(tǒng) 第五節(jié) 小尺度衰落的類型 ? 2. 慢衰落： ? 產(chǎn)生條件： 信道的多普勒擴(kuò)展 信號(hào)的帶寬 或：信道的相干時(shí)間 信號(hào)的符合速率 (周期 ) ? 含義： 信道的沖擊響應(yīng)變化率比發(fā)送的基帶信號(hào)變化率低得多，或載頻的變化范圍遠(yuǎn)小于信號(hào)的帶寬。 D S C SB B T T?? ?或第四章 小尺度衰落和多徑效應(yīng) 通院通信工程系 西 安 電 子 科 技 大學(xué)XIDIANUNIVIRESTY1931 45 西安電子科技大學(xué) 無線通信系統(tǒng) 第六節(jié) 瑞利分布和萊斯分布 ?一、瑞利衰落分布： 對(duì)于平坦衰落信道，接收信號(hào)由 N個(gè)多徑信號(hào)構(gòu)成。這 N個(gè)信號(hào)的幅值和相位都時(shí)隨機(jī)的，且統(tǒng)計(jì)獨(dú)立。 0 0 00000( ) e xp [ ]( ) e xp ( ) e xp [ ]( ) e xp [ ]iiS t a j tS t a j j tx jy j t??? ? ?????? ? ??設(shè) 發(fā) 射 信 號(hào) 為 ：則 接 收 信 號(hào) 為 ：常用于描述平坦衰落信號(hào)的統(tǒng)計(jì)時(shí)變特性的一種分布類型 c o ss iniiiix a jy a j??????其 中 ：第四章 小尺度衰落和多徑效應(yīng) 通院通信工程系 西 安 電 子 科 技 大學(xué)XIDIANUNIVIRESTY1931 46 西安電子科技大學(xué) 無線通信系統(tǒng) 第六節(jié) 瑞利分布和萊斯分布 可見， x和 y也是 N個(gè)獨(dú)立的隨機(jī)變量之和。 概率的中心極限定理：大量的獨(dú)立隨機(jī)變量之和的分布趨于正態(tài)分布。 故 x和 y的分布為正態(tài)分布且相互獨(dú)立。 2222221()21()2xyxxyyp x ep y e?????????? ?????????第四章 小尺度衰落和多徑效應(yīng) 通院通信工程系 西 安 電 子 科 技 大學(xué)XIDIANUNIVIRESTY1931 47 西安電子科技大學(xué) 無線通信系統(tǒng) 第六節(jié) 瑞利分布和萊斯分布 22221( , ) ( ) ( ) e x p ( )22xyxyp x y p x p y? ? ?? ? ??? ? ? ?通 常 ， ＝ ＝2 2 2r x yyagxrct? ????令 ，— — 包 絡(luò)— — 附 加 相 位2222 22200( , ) e xp( )22( ) ( , ) e xp( ) ( 0 )21( ) ( , ) ( 0 2 )2rrprrrp r p r d rp p r dr??? ? ?????? ? ? ??????? ? ? ? ? ?????? ? ? ?????則 ： 可見： r服從瑞利分布； θ 服從均勻分布 第四章 小尺度衰落和多徑效應(yīng) 通院通信工程系 西 安 電 子 科 技 大學(xué)XIDIANUNIVIRESTY1931 48 西安電子科技大學(xué) 無線通信系統(tǒng) 第六節(jié) 瑞利