第2章无线信道与MIMO信道.ppt

* 多径信道MIMO系统输入输出关系 * MIMO信道相关性 表示Kronecker乘积 为支路增益相关 为发送天线相关矩阵 为接收天线相关矩阵 * 2.5 仿真实例 实例2-1 瑞利分布与莱斯分布 clear, clf N=200000; %产生200000个信道系数供统计使用 level=30; %统计区间被划分的分数。 K_dB=[-40 0 15]; %莱斯因子为-40dB、0dB、15dB gss=[k-*; k-o; k-+;k-^]; %绘制曲线的颜色、线形与标志符号 * % 瑞利模型 Rayleigh_ch=Ray_model(N); %调用Ray_model子程序，产生瑞利分布幅度系数 [temp,x]=hist(abs(Rayleigh_ch(1,:)),level); %统计数据分布 plot(x,temp,gss(1,:)) hold on * %莱斯模型 for i=1:length(K_dB); %对不同莱斯因子进行信道模型仿真 Rician_ch(i,:) = Ric_model(K_dB(i),N); %调用Ric_model产生莱斯分布幅度系数 [temp x] = hist(abs(Rician_ch(i,:)),level); %统计数据分布 plot(x,temp,gss(i+1,:)) end xlabel(x), ylabel(Occurrence) legend(Rayleigh,Rician, K=-40dB,Rician, K=0dB,Rician, K=15dB) * %瑞利信道模型子程序 function H=Ray_model(L) H = (randn(1,L)+j*randn(1,L))/sqrt(2); %莱斯信道模型子程序 function H=Ric_model(K_dB,L) K = 10^(K_dB/10);%将dB值描述的莱斯因子转换为幅度值 H = sqrt(K/(K+1)) + sqrt(1/(K+1))*Ray_model(L); * 莱斯分布衰落信道 知识回顾Knowledge Review * 2.1 引言 移动通信电波传播路径损耗和多径衰落 第2章 无线信道与MIMO信道 * 慢衰落:慢衰落指的是接收信号强度随机变化缓慢，具有 十几分钟或几小时的长衰落周期。 快衰落:接收信号强度随机变化较快，具有几秒钟或几分 钟的短衰落周期。 典型信号衰落特性 快衰落 慢衰落 * 信号通过无线信道时，会遭受各种衰落的影响，一般来说接收信号的功率可以表达为 表示移动台与基站的距离 （1）电波在自由空间内的传播损耗 ,也被称作大尺度衰落。其中 取值一般为2~4； （2） ：阴影衰落 （3） ：多径衰落 * 2.2 无线信道 2.2.1 大尺度衰落与阴影效应 最简单的大尺度路径损耗的模型可以表示为 表示本地平均发射信号功率； 表示接收功率； 表示发射机与接收机之间的距离 ； 是独立于距离、功率和带宽的常数； 可以得到平均的信号噪声比( )为 是单边噪声功率谱密度， 是信号带宽。 1. 大尺度衰落 * 如果为保证可靠接收，要求 表示信噪比门限 可见，如果不采用其他特殊的技术，则数据的符号速率以及电波的传播范围都会受到很大的限制。但是在一般的蜂窝系统中，由于小区的规模相对较小，所以这种大尺度衰落对移动通信系统的影响并不需要单独加以考虑。 * 2. 阴影衰落 路径损耗与阴影衰落合并在一起反映了无线信道在大尺度上对传输信号的影响，可以合称为大尺度衰落，因为这种衰落对信号的影响反映为信号随传播距离的增加而缓慢起伏变化，所以也称为慢衰落。 电磁波在空间传播时受到地形起伏、高大建筑物的阻挡，在这些障碍物后面会产生电磁场的阴影，造成场强中值的变化，从而引起信号衰减，称为阴影衰落。阴影衰落是以较大的空间尺度来衡量的，其统计特性通常符合对数正态分布。 * 2.2.2 多径衰落 三种最重要的多径衰落效应： 信号强度在一段很小的传播距离或时间间隔内快速变化； 不同路径信号的多普勒频移的变化引起的随机频率调制； 多径传播时延引起的扩展； 影响多径衰落的因素： 1.多径传播 2.移动台的速度 3.周围物体的速度 4.信号的发射带宽 * 多径传播信道的冲激响应模型 是所有传播路径的数目; 和 是每路信号的强度和到达时间。 对上式进行傅立叶变换得到信道多径环境下的频率响应（传输函数） 设发射信号为 ，则接收到的信号是