第三章无线移动通信信道

第三章无线移动通信信道内容摘要：

r  sinsTr c o s s in( , ) s in c o s( , )cs rTTJrrr    2222( , ) ( , ) 2 rcs rp r p T T J e        0 2 r2 2 1drre2 1)(p 22  22222 r2202 r2 erdre2 1)r(p       25 3 )r(rp]r[E R0m e a nr  222022220. 4292222][][   drrE R rEr  222022220 . 4 2 9 2222][][   drrE R rEr)rr(P m  mr  Rr Rp e x pdrrpRr022)2(1)()(P ( R ) mr图 2－ 9 瑞利分布的概率分布密度 莱 斯 分 布 环境条件 概率密度函数 莱斯因子 莱斯分布的环境条件 直射系统 中，接收信号中有视距信号成为主导分量，同时还有不同角度随机到达的多径分量迭加于其上 非直射系统 中，源自某一个散射体路径的信号功率特别强 Play 莱斯分布的概率密度函数 概率密度函数 式中 , A是主信号的峰值 I0()是 0阶第一类修正贝塞尔函数 莱斯因子 K 主信号的功率与多径分量方差之比 分贝式 意义 完全决定了莱斯的分布：  当 ，莱斯分布变为 瑞利分布  强直射波的存在使接收信号包络从瑞利变为 莱斯分布  当直射波进一步增强（ ），莱斯分布将趋进 高斯分布 22() 22022( ) ( 0 , 0 )rArAp r e I A r   222AK   222Al o g10dBK dBK,0A 12A2 瑞利分布 莱斯分布 高斯分布 图 210 莱斯分布的概率密度函数 时延扩展 1()pe   0 ()a pd    典型的归一化时延谱图 图中，描述多径时延谱的参数有 p(τ) 为归一化时延信号的包络 ，近似为指数曲线。 Tm为最大时延扩展， 归一化时延信号包络p(τ)= XdB时所对应的时延差值。 τ a为归一化时延谱曲线的数学期望（平均延时） Δ为归一化时延谱曲线的均方值时延扩展 220 ( ) ( )a pd      时延扩展  均方根时延扩展 Δ是对多径信道时延特性的统计描述，其含义表示时延谱扩展的程度。  Δ值越小，时延扩展就越轻微； 反之，时延扩展就越严重， 表征时延扩展对平均延时 τa的偏离程度。  在数字传输系统中，由于时延扩展，接收信号中一个码元的波形会扩展到其他码元周期中，引起码间串扰。 为避免码间串扰，应使码元周期大于时延扩展。  不同环境下平均时延扩展是不一样的 相关带宽 ()() jw tirS t e ()()( , ) 1()jw tociStH j w t reSt  两条路径信道模型  首先考虑图所示的两条路径信道模型情况。 第一条路径信号为 Si(t)，第二条路径信号 为其中 r为比例常数。 两路径信道的等效网络传递函数为 ( , ) | 1 c o s ( ) s in ( ) |A t r t jr t      信道的幅频特性 相关带宽 设两个信号的包络为 和 ，频率差为 ，则 包络相关系数 此处，相关函数 若 信号衰落符合瑞利分布 ， 则 式中， 为零阶 Bessel函数， 为最大多普勒频移。 不失一般性，可令 ，简化后 通常，根据包络的相关系数 来测度相关带宽 代入得 相关带宽 (＊ ) 1222221 1 2 2( , )( , ) rrR f r rfr r r r       1 2 1 2 1 2 1 20( , ) , ( , )rR f r r r r p r r d r d r   2022( 2 )( , )1 ( 2 )mrJfff  221()1 ( 2 )r f f   1()rt 2()rt 12f f f  0()J  mf0( ) 0 .5r f 12cB 12f 衰落的分类及判定 判定 由信道和信号两方面决定 分类 不同频率分量的衰落 信号波形 频率选择性衰落 不一致 失真 非频率选择性衰落（平坦衰落） 相关的 一致的 不失真 数字通信系统 信号带宽小于信道相关带宽 BsBc 信号带宽远大于信道相关带宽 BsBc 平坦衰落 频选衰落 码间干扰 衰落特性的特征量 衰落深度 衰落速率 电平 通过率 衰落持续时间 小尺度衰落二阶统计特性 电平通过率 ： 单位时间内信号包络以正斜率通过某一规定电平值 R的平均次数 平均衰落持续时间： 信号包络低于某个给定电平值的概率与该电平所对应的电平通过率之比 电平通过率与平均衰落持续时间 负斜率 T 正斜率 t 1 t 2 t 3 t 4 1 2 3 4 R TRn /4)(  414/)(itRt T 0 ][ 处上穿的速率在电平门限 REN R  0222222222( , )1( , ) e x p , 0 ,22122R x RzzmzN r p x r d rR R rp R r x yf            amp。 amp。 amp。 amp。 amp。 amp。 amp。 amp。 其 中电平通过率  2222 e xp222 e xp=/Rmzzmr m sRRNffR R rm s     其 中 是 特 定 平 相 于 衰 落 包 的 本 地 幅 度 行 一 化 后 的 值11l i ml i m()TRTMiiTRTTMiiTtMNTMtTP r R平均衰落持续时间 220( ) ( ) 1 e x p 2xzxP r x p r d r    22222()1 e xp ( / 2 )2 ( / 2 ) e xp ( / 2 )e xp ( ) 12RRzm z zmP r RNR。