【文章內(nèi)容簡介】 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延擴展之間并不存在確切的關(guān)系，上面的式子僅僅是估計值。 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) 移動多徑信道的參數(shù) ?三、多普勒擴展和相干時間： 時延擴展和相干帶寬參數(shù)是用于描述信道色散的兩個參數(shù)，但它們并未提供描述信道時變特性的信息。 信道的時變特性主要是由于移動臺與基站之間的相對運動引起的，或是由電波傳播路徑上的物體的運動引起的。 即時變特性的主要原因是 “ 運動 ” ，因此可用多普勒擴展和相干時間來描述小尺度內(nèi)信道的時變特性。 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) 移動多徑信道的參數(shù) 1. 多普勒擴展 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)送信號為正弦波， 則接收信號的頻率為： 最大頻移即為 DBc o sc d c vf f f f ??? ? ? ?cDvfvBC???譜展寬的測量值 或信道時間變化速率的量度 載波頻率 DB如 果 基 帶 信 號 的 帶 寬 ， 則 可 忽 略 多 普 勒 擴 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) 移動多徑信道的參數(shù) 2. 相干時間 定義：信道的沖擊響應(yīng)維持不變的時間間隔的平均值。 換句話說：相干時間是一段時間間隔，在此間隔內(nèi)到達(dá)的兩個信號具有很強的幅度相關(guān)性；超此間隔到達(dá)的兩個信號相關(guān)性很小。 cT多普勒擴展的時域表示 描述信道頻率色散在時域的時變特性 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式子的幾何平均，即： DcBT與 的 關(guān) 系 ：016cDmcmTBfTf?1若 要 求 時 間 相 關(guān) 函 數(shù) ＝ ， 則 ＝ ＝9若 要 求 時 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間間隔，過寬 過于嚴(yán)格 ()ccTT實 數(shù) 字 傳 輸 系 統(tǒng) 的 符 合 速 率 1/或 符 合 寬 帶 時 ， 信 道 不 會 導(dǎo) 致際 指 導(dǎo) 意 義 ：信 號 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：多徑時延擴展 → 時間色散 多普勒頻移 → 頻率色散 這兩種特性對信號的影響是不同的，而信號又有窄帶和寬帶之分。因此不同信道特性和信號特性的組合，會產(chǎn)生四種小尺度衰落類型。即： ?多徑時延擴展 → 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、多徑時延擴展產(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 信號的帶寬 或：無線信道的均方根時延擴展 信號的符號速率 ? 特點： – 由于 BsBc，因此信號不會產(chǎn)生失真。 但由于信道是時變的，其增益會隨時間的變化而變化，因此信號的幅度會隨時間的變化而變化。 – 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 信號的帶寬 或：無線信道的均方根時延擴展 信號的符號速率 ? 特點： 由于 BsBc，信道對信號 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： 信道的多普勒擴展 信號的帶寬 或：信道的相干時間 信號的符合速率 (周期 ) ? 含義： 信道的沖擊響應(yīng)在信號的符合周期內(nèi)快速變化，或載頻的變化范圍大于信號的帶寬（或兩者可比擬）。 注： 當(dāng)信道被認(rèn)為是快 /慢衰落時，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： 信道的多普勒擴展 信號的帶寬 或：信道的相干時間 信號的符合速率 (周期 ) ? 含義： 信道的沖擊響應(yīng)變化率比發(fā)送的基帶信號變化率低得多，或載頻的變化范圍遠(yuǎn)小于信號的帶寬。 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： 對于平坦衰落信道，接收信號由 N個多徑信號構(gòu)成。這 N個信號的幅值和相位都時隨機的，且統(tǒng)計獨立。 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 為 ：則 接 收 信 號 為 ：常用于描述平坦衰落信號的統(tǒng)計時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個獨立的隨機變量之和。 概率的中心極限定理：大量的獨立隨機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