无线通信技术-第二章 无线电的传播(二).pdf

宽带无线通信技术 上海大学通信与信息工程学院 2012年10月 第二章无线电传播 2.2小尺度衰落和多径效应 小尺度衰落： 简称衰落，是指无线电信号在经过短时间或短距离传播后 其幅度快速变化，以至于大尺度路径损耗的影响可以忽略 不计。 原因：同一传输信号沿两个或多个路径传播，以微小的时 间差到达接收机，多个信号互相叠加。接收机天线将之合 成为一个幅度和相位都急剧变化的信号，其变化程度取决 于多径的强度、相对时延和信号带宽 2013年4月25 日 3 2.2小尺度衰落和多径效应 小尺度衰落： 2013年4月25 日 4 2.2小尺度衰落和多径效应 无线信道的多径导致了小尺度衰落的产生 小尺度衰落的三个主要表现: (1) 经过段距离或短时间传播后信号强度急剧快速变化; (2) 在不同的多径信号上，存在着时变的多普勒频移所引起的随机频率调 制; (3) 不同的传播时延引起的时间扩展; 多普勒频移 由于移动台与基站的相对运动，每个多径波都经历了明显的频移过程。 移动引起的接收机信号频移被称为多普勒频移。 2013年4月25 日 5 2.2小尺度衰落和多径效应 影响小尺度衰落的因素 (1) 多径传播 信道中反射物的存在，构成了一个不断消耗信号能量的环境，导致接收信号幅度、相位以 及到达时间的变化。多径传播常常延长信号基带部分到达接收机所用的时间，由码间干扰引 起信号模糊。 (2) 移动台的运动速度 移动台相对于基站运动，会引起随机频率调制，这是由多径分量存在的多普勒频移引起 的。多普勒频移是正频移还是负频移取决于相对运动的方向。 (3)环境物体的运动速度 如果无线信道中的物体处于运动状态，就会引起时变 多普勒频移。如果环境物体以大于 移动台的移动速度运动，那么这种运动将对小尺度衰落起决定作用。否则，可仅考虑移动台 运动速度的影响，而忽略环境物体运动速度的影响。 (4) 信号的传输带宽 如果无线信号的传输带宽大于多径信道带宽，接收信号将会失真，但是接收信号的强度 不会衰落很多。后面将会看到，信道带宽可用相关带宽量化。相关带宽是一个频率范围，在 此范围内，传输信号的幅度保持很强的相关性。若相对于信道带宽来说，传输信号为窄带信 号，则信号幅度就会迅速改变，但信号不会出现时间失真。 2013年4月25 日 6 2.2小尺度衰落和多径效应 多普勒频移 当移动台以速率在长度为，端点为X和Y的路径上运动时，收到来自S 源的信号。无线电波从S发出，在X点和Y点分别被移动台接收时所经历的 路径差为 l d cos vtcos 那么由路程差造成的接收信号相位变化为    2 l 2 v t  cos    2013年4月25 日 7 2.2小尺度衰落和多径效应 由此可