【正文】 ()(~lim m a x020 ????? fJrr uuuuNi ???? (47) 成立。相反，當 ??Ni 時，復確定性過程 )(?)(~)(~ 21 tujtutu ?? 的自相關函數 )(~?uur 完全趨近于參考模型 的自相關函數 )(?uur 。 圖 41 21 NN ? =9時的功率譜密度和自相關函數 江蘇技術師范學院畢業(yè)設計說明書 (論文 ) 第 14 頁 共 28 頁 即使對于 ??iN ,自相關函數 )(~ ?uiuir 并不趨近于 )(?uiuir 。即使對于小值 ? ，從圖中可以看出確定過程 )(~1tu 和 )(~2tu的自相關函數完全偏離理想自相關函數 )2()( m a x020 ???? fJruiui ? 。由于 nif, ? 0，對時間均值關系式 0~ ?? uiui mm （ i = 2,1 ）成立。 下面的關系式對多普勒系數 niC, 、離散多普勒頻率 nif, 和多普勒相位ni,?成立： 00,02sin( ) 1 , 2 , ... , 1 , 11122c os( ) 1 , 2 , ... , 1 , 2112, 1 , 212iiii n iiiiinn N iNNnC n N iNNn N iN? ?? ????? ? ? ???????? ? ? ???????? ?????? （ 41） 江蘇技術師范學院畢業(yè)設計說明書 (論文 ) 第 13 頁 共 28 頁 m a x,m a xc o s( ) 1 , 2 ... , 1 , 1 , 221, 1 , 2iiininf n N iNff n N i?? ? ? ???? ????? （ 42） , 0 1, 2 , ..., , 1, 2i n in N i? ? ? ? 式中， 21 NN ? 。 離散多普勒頻率和多普勒系數的計算方法 JAKES 法是專門為 JAKES 功率譜密度而提出的一種方法。然而只要使用有限數量的諧波函數，我們就會得到統(tǒng)計特性完全不同的確定性過程 ，在特殊情況下，它完全偏離參考模型的統(tǒng)計特性。這個不足是可以避免的，本次設計主要使用 JAKES 法，然而這種方法通常不能夠滿足給定的要求，也就是對描述瑞利過程 的復高斯隨機過程的實部和虛部要求不相關。這三種方法僅僅在多普勒系數怎樣與所要求的多普勒功率譜密度相適應的特殊方式上有所不同。 江蘇技術師范學院畢業(yè)設計說明書 (論文 ) 第 12 頁 共 28 頁 第四 章 確定性過程模型參數的計算方法 到目前為止，已經有多種計算仿真模型主要參數（多普勒系數 niC, 和離散多普勒頻率 nif, ）的方法。那么可以得到 )(~tui 的功率譜密度表示如下： ?? ???? Nin nininiu iu i ffffcfS 1 ,2, )]()([4)(~ ?? （ 37） 因此， )(~tui 的功率譜密度函數是對稱的線性譜，即 )(~)(~ fSfS uiuiuiui ?? 。即 )0(~~2 uiuiui r?? 。 自相關函數： 對于確定性過程 )(~tui 的自相關函數，得到的封閉形式表達式為： ??? Nin niniu iu i fcr 1 ,2, )2c os (2)(~ ??? （ 36） 應當注意， )(~ ?uiuir 取決于多普勒系數 niC, 和離散多普勒頻率 nif, ，而與多普勒相位ni,?無關。 平均功率：設 )(~tui 是一個確定性過程。 均值：設 )(~tui 是一個確定性過程 。 1 , 1 1 , 1c os( 2 )ft?? ?1 , 2 1 , 2c o s ( 2 )ft?? ?1 , 1 1 , 1c o s ( 2 )NNft?? ?2 , 1 2 , 1c o s ( 2 )ft?? ?2 , 2 2 , 2c os( 2 )ft?? ?2 , 2 2 , 2c os( 2 )NNft?? ?++1,1c1 , 2c11, Nc 2 ,1c 2,2c 2,2 Nc. )(~ t? )2c o s ()(2 ptftm ??? ? ?? )2c o s ()(1 ptftm ??? ? ?? )(~ tu p 圖 35 萊斯過程的確定性仿真模型 江蘇技術師范學院畢業(yè)設計說明書 (論文 ) 第 11 頁 共 28 頁 由于我們的目標是使用特有的確定性過程來對由多普勒效應引起的時變衰落特征建模，因此，我們把描述確定性過程的參數 niC, ， nif, 和ni,?分別稱為多普勒系數，離散多普勒頻率 ， 多普勒相位。由此， )(?tui 將被稱為實確定性高斯過程，并且 )(?)(~)(~ 21 tujtutu ?? 被稱為復確定性高斯過程。 ,1 ,1c o s ( 2 )i ift?? ?, 2 , 2c o s ( 2 )iift?? ?,c os( 2 )iift?? ???+,1ic,2ic,i N ic? ()iut 圖 33正弦波疊加法：隨機仿真模型 +,1ic,2ic,i N ic()iut, 1 , 1c os( 2 )iift?? ?, 2 , 2c o s ( 2 )iif?? ?,c o s ( 2 )i N i i N ift?? ? 圖 34 正弦波疊加法：確定型仿真模型 只有在區(qū)間 (0,2? ]上服從均勻分布的隨機發(fā)生器中得到的相位ni,?（ n = 2,1 ? iN ）江蘇技術師范學院畢業(yè)設計說明書 (論文 ) 第 10 頁 共 28 頁 之后，相位ni,?就不再表示隨機變量而是一個常量，因為現在它們是隨機變量的實現，因此可知 ?? ?? Nin nininii tfctu 1 , )2c o s ()(~ ?? （ 32） 是一個確定性過程或者確定性函數 [5]。可以看出，當 ??iN 時， )(?tui ? )(tui .這時，必須強調仿真模型仍然具有隨機特性，因為對于所有的 n = 2,1 ? , iN ,相位ni,?都是服從均勻分布的隨機變量。所以，為了產生特定的多普勒功率譜的隨機過程，可以采用相應的成形濾波器。圖 31為 上述 三種多普勒頻譜模擬方法 。第二類方法利用一組復正弦波之和模擬。 江蘇技術師范學院畢業(yè)設計說明書 (論文 ) 第 8 頁 共 28 頁 第 三 章 確定性信道過程的理論導論 確定性信道建模的原理 多譜勒頻譜的實現方法有兩類。對于 )(fSuu ，可以得到下面的表達式： )(fSuu = )()( 2211 fSfS uuuu ? （ 23） 式中， 20 m a xm a x m a xm a x1 ( )()0u iu ifff f fSfff??? ???? ?? ?? (24) 對 i = 2,1 成立且 maxf 表示最大多普勒頻率。而且，通常都是理想化的假設使到達移動用戶（接收機）天線的入射波角度江蘇技術師范學院畢業(yè)設計說明書 (論文 ) 第 7 頁 共 28 頁 在 ?0 ?2 上服從均勻分布。也加大了移動通信的復雜性 [4]。 在移動通信中，當移動臺移向基站時，頻率變高，遠離基站時，頻率變低，所以我們在移動通信中要充分考慮多普勒效應。多 普勒功率譜密度的波形圖如圖 21所示 。但是由于缺少實驗設備，多普勒當時沒有用實驗驗證、幾年后有人請一隊小號手在平板車上演奏，再請訓練有素的音樂家用耳朵來辨別音調的變化，以驗證該效應。 多普勒效應 指出，波在波源移向觀察者時接收頻率變高，而在波源遠離觀察者時接收頻率變低。特別需要注意的是信號的 “ 深衰落 ” 現象，此時信號能量的衰減達到數千倍，即 30～ 40分貝 。相對運對導致接收信號的 多普勒頻移 。 瑞利衰落屬于小尺度的衰落效應，它總是疊加于如 陰影 、衰減等大尺度衰落效應上。在 曼哈頓 的實驗證明，當地的無線信道環(huán)境確實接近于瑞利衰落。 瑞利衰落模型適用于描述建筑物密集的城鎮(zhèn)中心地帶的無線信道。 瑞利衰落信道模型的實現 瑞利衰落信道 是一種無線電信號傳播環(huán)境的統(tǒng)計模型。 在無線電波傳播過程中 ,信道會不可避免地受到各種 噪聲 的干擾 ,比如 :加性 高斯白噪聲、瑞利衰落、萊斯衰落等 ,這種影響表現為一種快速衰落過程 ,它對無線信號的傳輸質量起著決定性的作用 ,因此無線通信系統(tǒng)的很多研究工作都是圍繞著如何降低這種干擾進行的 [3]。衰落直接體現了無線信道的復雜性和隨機性 ,是決定移動通信系統(tǒng)性能的基本問題。由于電波的反射、繞射及散射現象 ,接收端所接收到的信號是各個方向到達的電磁波的疊加。 移動 無線信道的衰落 無線信道是自然界中較為惡劣的通信介質。多重路徑效應 會造成各個路徑信號到達接收機時有不同的相位、振幅、與時間延遲 ,因此會產生信號的時散效應與頻率選擇性衰落 。而小尺度傳播模型則是描述信號在短時間之內 ,受到信道影響瞬間所產生江蘇技術師范學院畢業(yè)設計說明書 (論文 ) 第 5 頁 共 28 頁 的變化 ,兩者不可混肴。這種衰落是基帶信號處理所必須要面對的主要問題。小尺度傳播模型是用來探討小尺度衰落的現象 ,小尺度衰落也簡稱為衰落 ,主要是用來描述無線電信號經過一段很短的時間 (或是很短的距離 )所產生的快速變化 。以及大型物體 (如山脈或摩天大樓 )導致的信號衍射而產生的衰落 ,并且大尺度衰落的信號的平均功率是緩慢變化的。對 數常態(tài)遮蔽效應指的就是 :在相同的傳收距離下 ,不同接收機所接收到的信號強度 (單位為dB)將呈現高斯或是常態(tài)分布 ,這也就是說傳播路徑所造成的功率損耗 (以 dB為單位 )是呈現高斯或是常態(tài)分布的 ,而且這個隨機變數標準差 ? 的單位也是 dB。 大尺度傳播模型 這個模型是用 來 描述信號經過長距離傳播的變化 (幾百個波長或更多波長 ),主要探討各類地形與地物對傳播信號所產生的遮蔽效應。 移動 無線信道的類型 在無線通信系統(tǒng)中 ,無線信道通常是利用信道的統(tǒng)計特性來分析和仿真的 ,一般來說 ,整個無線信道對信號產生的影響 ,可以分為以下三大類 : 傳播路徑損耗模型 一般來說 ,可以把接收信號的功率或者傳播路徑的損耗看作一個隨機變量 ,而傳播路徑損耗模型是用來描述接收信號的平均功率或是傳播路 徑的平均損耗 ,平均功率會隨著傳播距離的增加而減少 ,而傳播路徑的損耗會隨著傳播距離的增加而增加 ,因此 ,這個隨機變量是傳播距離的函數 ,隨著距離的改變 ,會有不同的平均值或中間值。如果信號持續(xù)的時間比較短，在這個比較短的持續(xù)時間里內，信 道的特性