2-3第二章移动通信基础(多径效应).ppt

这一部分就介绍到这里 第二章 无线通信基础 2.3 小尺度衰落和多径效应 主要内容 2.3.1小尺度多径传播 1、时不变多径效应 2、时变多径效应 3、多径传播的时间色散 4、无线多径信道特性参数 发射机、接收机和空间反射物体三者处于相对静止状态。 多径传播的存在，但多径传播特性不随时间变化。 接收机处于某些位置时，接收信号会比较强，接收机处于另一些位置时，会出现衰落深陷。 1、时不变多径效应 1、时不变多径效应 假设两条路径差别不大 1、时不变多径效应 1、时不变多径效应 1、时不变多径效应 当接收机处于不同空间位置时，两路信号具有不同的相位差 。 某些位置相位差φ△为π的偶数倍，两路信号同相相加，接收信号比较强。 某些位置φ△为π的奇数倍，两路信号反相相减，这时接收信号可能会非常弱。出现衰落深陷。 接收信号峰值电平位置与衰落深陷位置对应的双线传播路径差大约为半个波长。 移动台对应相长干涉的峰值电平位置与相消干涉的衰落深陷位置两点之间的距离称为相干距离。 1、时不变多径效应 1、时不变多径效应 建设固定地址无线通信系统时， 发射机和接收机地址的选择， 必须避开可能产生衰落深陷的位置点。 1、时不变多径效应 发射机、接收机和空间反射物体三者处于相对运动中。 多径传播的距离差（或时延差）将随时间而变化，使得经多径传播的信号在接收机中形成干涉，造成时变的多径衰落。 当接收机移动很小的距离（波长的数量级），甚至不移动时接收信号电平也会快速大范围地起伏，这也是多径衰落也称为小尺度衰落的原因。 2、时变多径效应 时变多径效应源于接收机、发射机或空间反射体之间的相对运动。 分析时变多径效应的一种等效方法，是考虑因相对运动产生的多普勒频移。 2、时变多径效应 当发射机、接收机和空间反射体之间存在相对运动时，接收信号将产生多普勒频移， 不同多径信号的传播方向不同，所产生的多普勒频移一般不相同。 多普勒效应的产生，在接收端形成几个不同载波的多径信号，它们相互干涉，使接收信号产生衰落深陷序列。 2、时变多径效应 2、时变多径效应 以只有接收机处于运动状态的情况为例分析多普勒频移的产生。 2、时变多径效应 2、时变多径效应 多普勒频移 两个不同多普勒频移信号的干涉效应 例： 若一个PCS基站发射机的发射载频为1.9GHz，一列动车组以200km/h的速度行驶，分别就1）列车沿直线朝向发射机行驶；2）列车沿直线背向发射机行驶两种情况，计算列车上移动台接收信号的载波频率。 3、多径传播的时间色散 时间色散的产生原因 基带符号 功率时延分布：将基于本地区域的瞬时功率延时分布取平均后得到的功率延时分布。 时间色散的测量效果——功率时延分布 将基于本地区域的瞬时功率延时分布取平均后得到的功率延时分布。 4、无线多径信道特性参数 多径时延扩展 平均附加时延 均方根（rms）时延扩展 相干带宽 多普勒扩展 相干时间 信道多径时延扩展： 定义最大附加时延为到达多径信号的电平从最大值衰落到指定值（一般是最小可检测多径信号电平）处的附加时延τx ， 最大附加时延与第一个到达多径分量时延之差称为多径时延扩展Td。 4、无线多径信道特性参数 信道平均附加时延： 功率时延谱P(τ)的一阶矩 均方根（rms）时延扩展 功率时延谱的二阶矩的平方根 4、无线多径信道特性参数 无线信道的相干带宽：指一定的频率范围，在该频率范围内，两个频率分量有很强的幅度相关性。 当两信号的频率间隔超出相干带宽时，幅度相关性很小。 定义为多径时延扩展的倒数 工程定义 4、无线多径信道特性参数 无线信号的多普勒扩展 指一定的频率范围，在该频率范围内接收的多普勒频率为非0值。 定义：因多普勒频移使发射信号频谱展宽的最大值。 4、无线多径信道特性参数 信道相干时间：指一段时间间隔，在此间隔内两个到达信号有很强的幅度相关性。 当两信号的时间间隔超出相干时间时，幅度相关性很小。 理论上可以直接定义为最大多普勒频移的倒数，即1/fm 工程定义 4、无线多径信道特性参数 平坦衰落：发送信号的所有频率分量经历相同的衰落（同时放大或衰减）。 频率选择性衰落：不同频率分量经历不同的衰落。 快衰落：衰落变化快于基带信号传输。 慢衰落：衰落变化慢于基带信号变化。 阴影衰落和衰落储备：由于阴影造成的衰落 小尺度衰落类型 平坦衰落信道特性 频率选择性信道衰落特性