移动通信的信道环境
第一章：移动通信的发展状况 (2)
第二章：无线信道 (2)
2.1无线信道的定义 (2)
2.2大尺度路径损耗及小尺度衰落 (3)
2.3电磁波基本知识 (4)
2.4无线信道的特点 (5)
2.4.1传播路径与信号衰落 (5)
2.4.2多径效应与瑞利衰落 (6)
2.4.3多径时散与相关带宽 (9)
2.5信道类别 (12)
2.5.1短波信道 (12)
2.5.2超短波信道 (13)
2.5.3微波信道 (13)
2.6无线信道的干扰特性 (14)
第三章无线环境传播模型 (15)
3.1自由空间传播模型 (15)
3.2无线视距传播模型 (16)
3.3超越障碍的衍射传播模型 (17)
3.4无线信道经验模型 (18)
3.4.1哈特模型（Hata Model） (18)
3.4.2 COST-231／Walfish／Ikegami模型 (19)
3.5 多径信道的冲激响应模型 (20)
3.5.1基本多径信道的冲激响应模型 (20)
3.5.2 GSM标准中的多径信道模型 (22)
3.5.3 COST-207多径信道模型 (24)
第四章信道对移动通信的影响 (26)
第五章编写瑞丽信道 (28)
第一章：移动通信的发展状况
无线通信的开端可以追溯到公元1901年，当年的12月12日，意大利科学家列莫2马可尼实现了人类历史上首次无线电通信。而我们通常认为的现代数字通信的开端是以1924年奈奎斯特(Nyquist)的工作为标志的。当时，他研究并解决了在信道带宽给定的前提下，系统可实现的无码间干扰传输最高速率的问题。1948年，香农(C.E.Shannon)在前人研究成果的基础上发表了那篇划时代的论文—(A Mathematical Theory of Communication)。该文建立了信息传输的数学基础，同时提出了通信系统无差错传输的极限信息速率。该文中的一个著名公式为:
C+
W
=s
)
1
log(p
bit/
N是白噪声其中，C是信道容量，P是发射信号的平均功率，W是信道的带宽，0
的单边功率谱密度。二十世纪六、七十年代美国贝尔实验室提出了蜂窝网的概念。二十世纪七十年代适于无线通信的高可靠、小型化的晶体射频硬件也发明了。这两者，一个是理论，一个是硬件，极大地推动了无线通信的发展。从此，无线通信进入了蓬勃发展的时期。十几年间，移动用户的迅猛增长，既极大推动了无线通信的蓬勃发展，又证明着无线通信对社会生产力发展和人们生活水平提高的巨大推动作用。在当前的无线宽带通信领域中，MIMO和OFDM，这两项技术特别引人注目。MIMO是英文Multiple-Input Multiple-Output的简称，也就是多输多输出，它被认为是“现代通信中最重要的技术突破之一”。
任何一个通信系统，信道是必不可少的组成部分。信道按传输媒质分为有线信道和无
线信道。有线信道包括架空明线、电缆和光纤；无线信道中有中、长波地表面传播，短波电
离层反射传播，超短波和微波直接传播以及各种散射传播。根据信道特性参数随外界各种因
素的影响而变化的快慢，通常可以分为恒参信道和变参信道。所谓恒参信道，是指其传输特
性的变化量极微且变化速度极慢；或者说，在足够长的时间内，其参数基本不变。变参信道
与其相反，其传输特性随时间的变化较快。移动信道为典型的变参信道。
第二章：无线信道
2.1无线信道的定义
无线信道指无线通信中发射天线到接收天线之间的电波通路。对于无线电波而言，从发送端到接收端并没有一个有形的连接，电波的传播路径也有可能不只一条(多径传播、反射等)。为了形象地描述发送端与接收端之间的工作，我们想
象两者之间有一个看不见的道路衔接，把这条衔接通路称为信道。信道有一定的频带宽度，正如公路有一定的宽度一样。无线通信系统的性能主要受到移动无线信道的制约。无线信道不像有线信道那样固定并可预见，而是具有很大的随机性，通常难于分析。甚至移动台的速度都会对信号电平的衰落产生影响。
无线通信是利用电磁波在空间的传播特性进行信息传输与信息交换的通信方式。掌握电磁波传输特性与分析方法是无线通信系统研究与应用的基础。
对于无线通信系统来说，电磁波可以通过多种传播方式从发射天线到达接受天线，如地球表面波传输、空间波传输、对流层反射和电离层反射等。不同的传播方式具有不同的传播机理，传播特性会有很大的差别。此外，无线通信系统大多工作在城市地物环境，电磁波的传播环境非常复杂，发射机和接收机之间基本上无视线传播路径，电磁波从发射机到达接收机一般要经过多条路径，多径传播现象普遍存在，而且高层建筑物引起的绕射损耗也非常大。
多径传播一方面会使接收信号产生多径衰落，接受信号电平急剧起伏，严重影响通信效果，甚至造成通信中断。同时多径传播还会产生时间色散现象，造成码间干扰。所以，多径传播是影响无线通信系统性能和通信效果的主要因素。目前，在无线通信系统中已经采取多种技术措施减少多径传播的影响，如各种分集接收技术（时间分集、空间分集、频率分集）和匹配滤波技术等。
电磁波的传播机制总体上主要是反射、透射、散射和绕射等。对这些传播机制的研究是掌握电磁波传输特性的基础。
2.2大尺度路径损耗及小尺度衰落
在无线通信的不同传播环境下，我们主要关心电磁波的两个方面的传播特性：
第一个主要的传播特性是在距发射机一定距离处，无线通信接收机可以接收到来自发射机的平均信号强度。在一定的传播环境下，这个平均接收信号强度主要取决于接收机与发射机的距离。反映无线电波传播过程的路径损耗特性，决定该无线通信系统的无线覆盖性能。由于这个路径损耗描述的是发射机与接收机之间长距离上的信号强度变化，所以称为大尺度路径损耗。大尺度路径损耗是无线通信规划设计中的一个基本参数。大尺度路径损耗决定了接收机与发射机相距一定距离时的平均接收信号电平。但这个平均电平一般也是随接收机所处位置不同
而变化的。电磁波传播路径上遇到高大建筑物、树林、地形起伏等障碍物时会形成电磁波的阴影，产生阴影衰落。当接收机移动到这些阴影区域时，虽然接收机与发射机之间的距离没有变化，但平均接受电平会发生变化。另外，气象因素的变化也会影响信号传播的衰落特性。所以，在实际情况下，距离发射机相同距离处实测接收信号的平均强度也是不相同的。这种因阴影效应或气象因素产生的电平起伏现象，一般随距离的变化比较缓慢，因此成为慢衰落或大尺度衰落。
第二种主要的传播特性是在距离发射源一定距离处，接收机不移动，或者只是在很多的距离上或者很短的时间内移动，接收信号电平表现出在平均接收信号电平附近的瞬间快速起伏变化特性，这就是多径传播造成的小尺度衰落现象。
由于在无线电波的传播路径上会存在各种不同的地形、地物，电磁波会受到各种不同地形、地物的阻挡而发生反射、散射等，因此接收机收到的无线信号可能来自不同的传播方向，经过不同的传播路径，这种现象称为多径传播。经由不同传播路径到达接收天线的电磁波会因传播距离不同而存在相位差。由于电场强度为矢量，因此经多条路径传播的电磁波，在接收天线上合成的接收信号强度会出现比较大的起伏，往往达到几十个dB，即便是接收机位置不动，信号强度的快速起伏有时也会非常大，这就是多径衰落（或称小尺度衰落）产生的原因。
多径衰落现象对通信效果影响比较大，当接收机天线处在深衰落位置点上，甚至会造成通信中断。
2.3电磁波基本知识
变化的电场和变化的磁场构成了一个不可分离的统一的场，这就是电磁场。变化的电磁场在空间的传播形成了电磁波，常称为电波或者无线电波。因此电磁波是电磁场的一种运动形态。
根据电磁场理论，这种基本的辐射体将向空间辐射电磁场。依据辐射电磁场的空间特性不同，可以将其划分为三个不同的区域：
1.感应场成分占主导的发射天线近场区。在这一区域中，电磁场的分布形式与静电场相似，也称为准静态场，其主要特点是场强随距离的3次方成正比快速衰减，并且感应场的电场和磁场相位相差90度，波印廷矢量为虚数，没有能量向外辐射；
2.以辐射场成分为主的远场区。在这一区域中，电磁场强度随距离的增加而成反
比衰减，这一区域中的电磁场表现出向外辐射的特性，电场和磁场矢量在空间上成垂直关系，相位相同，波印廷矢量指向电磁波的传播方向。
3.在近场区和远场区之间的过渡区，称为中间区。中间区的感应场和辐射场相差不大。
电磁波在自由空间的传播速度等于光速C。在传播方向上，距离最近的电场（或磁场强度相位相同的两点之间的距离就是该电磁波的波长λ。电场强度方向每秒钟变化的次数就是该电磁波的频率f。满足：λ=c/f;
由于电场和磁场都是既有方向又有大小的矢量，因此依据电场取向、磁场取向以及电磁波传播方向三者之间的关系进行分类，电磁波有横电波、横磁波、横电磁波三种。在空间传播的电磁波其电场矢量、磁场矢量和波的传播方向三者相互垂直，且电场矢量和磁场矢量均垂直于传播方向的平面内，这样的电磁波称为横电磁波，即TEM波。电场矢量的取向称为电磁波的极化方向，电场和磁场的振幅沿传播方向的垂直方向做周期性交变。
按照波长或者频率的排序把电磁波排列起来，就是电磁波的频谱。把每个波段的频率由低至高依次排列，它们是工频电磁波、无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线及y射线等。
2.4无线信道的特点
2.4.1传播路径与信号衰落
在VHF、 UHF移动信道中，电波传播方式除了直射波和地面反射波之外，还需要考虑传播路径中各种障碍物所引起的散射波。
图2.4.1移动信道的传播路径
直射波的传播距离为d, 地面反射波的传播距离为1d，散射波的传播距离为2d。移动台接收信号的场强由上述三种电波的矢量合成。假设反射系数
R=-1(镜面反射)，则合成场强E 为
)e e
1(212j 22j 10d d E E ?-?---=λπλπαα 式中，0E 是直射波场强，λ是工作波长，1α和2α分别是地面反射波和散射波相对于直射波的衰减系数， 而d d d -=?11，d d d -=?22。
图2.4.2 典型信号的衰落特性
2.4.2多径效应与瑞利衰落
在陆地移动通信中，移动台往往受到各种障碍物和其它移动体的影响，以致到达移动台的信号是来自不同传播路径的信号之和。
图2.4.3 移动台N 条接收路径信号
假设基站发射的信号为
)](ex p[)(0000?ω+=t j a t S
式中，0ω为载波角频率，0?为载波初相。 经反射(或散射)到达接收天线的第i
个信号为)
(t S i ， 其振幅为i a , 相移为i ?。 假设)(t S i 与移动台运动方向之间的夹角为
i θ, 其多普勒频移值为 i m i i f f θθλ
υcos cos ==
式中，υ为车速，λ为波长，
m f 为i θ=0°时的最大多普勒频移， 因此)(t S i 可
写成 )](ex p[)]cos 2(ex p[)(00?ωθυλπ
?++=j t j a t S i i i i
假设N 个信号的幅值和到达接收天线的方位角是随机的且满足统计独立， 则接收信号为∑-=N
i i t s t S 1)()( 令i i i t θυλπ
?φcos 2+=,∑∑--==N i N i i i i x a x 11cos φ,∑∑--==N i N
i i i i y a y 11sin φ
则S(t)可写成
S(t) = (x+jy)[])(j ex p 00?ω+
由于x 和y 都是独立随机变量之和，因而根据概率的中心极限定理，大量独立随机变量之和的分布趋向正态分布，即有概率密度函数为
22222221
)(21
)(y x y y x x e y p e x p σσπσπσ
--==
式中，x σ、y σ分别为随机变量x 和y 的标准偏差。x 、 y 在区间dx 、dy 上的取
值概率分别为p(x)dx 、 p(y)dy ，由于它们相互独立，所以在面积dxdy 中的取值概率为
p(x,y)dxdy = p(x)dx·p(y)dy
式中，p(x, y)为随机变量x 和y 的联合概率密度函数。
假设222σσσ==y x ，且p(x)和p(y)均值为零，则
2222e π21),(σσy x y x p +=
通常，二维分布的概率密度函数使用极坐标系(r, θ)表示比较方便。此时，接收天线处的信号振幅为r, 相位为θ，对应于直角坐标系为
x y y x r arctan
2
22=+=θ
在面积θd d r 中的取值概率为 p(r,θ)drd θ = p(x,y)dxdy
得联合概率密度函数为
a r
r p r 222e 2)0,(σπσ-=
对θ积分，可求得包络概率密度函数p(r)为
22222202e e 21
)(σσπσθπσr r r d r r p --==?
同理，对r 积分可求得相位概率密度函数p(θ)为
ππσθσ2121
)(22202==-∞?dr re p r
由式(2 - 14)不难得出瑞利衰落信号的如下一些特征：
σσπ253.12)()(0====?∞dr r rp r E m
均方值
2
0222d )()(σ==?∞r r p r r E
瑞利分布的概率密度函数p(r)与r 的关系如图 2.4.4所示
图2.4.4瑞利分布的概率密度
图2.4.5 瑞利衰落的累积分布
2.4.3多径时散与相关带宽
多径效应在时域上将造成数字信号波形的展宽:
图2.4.6多径失散实例
假设基站发射一个极短的脉冲信号)()(0t a t S i δ=，经过多径信道后，移动台接收信号呈现为一串脉冲，结果使脉冲宽度被展宽了。这种因多径传播造成信号时间扩散的现象，称为多径时散。
必须指出，多径性质是随时间而变化的。如果进行多次发送脉冲试验，则接收到的脉冲序列是变化的（即便是地点不变），它包括脉冲数目N 的变化、脉冲大小的变化及脉冲延时差的变化。
图2.4.7 时变多径信道相应示例 （a ）N=3 （b ）N=4 （c ）N=5
一般情况下，接收到的信号为N 个不同路径传来的信号之和，即
[]
)()(10t t S a t S i N i i i τ-=∑=
式中，i a 是第i 条路径的衰减系数；)(t t i 为第i 条路径的相对延时差。
表2.4.1多径时散参数典型值
参数
市区 郊区 平均时延s μτ/
对应路径距离差/m
1.5～
2.5 450～750 0.1～2.0 30～600 时延扩展s μ/?
1.0～3.0 0.2～
2.0 最大时延s μτ/max 5.0～12
3.0～7.0
从频域观点而言，多径时散现象将导致频率选择性衰落，即信道对不同频率成分有不同的响应。若信号带宽过大，就会引起严重的失真。为了说明这一问题，先讨论两条射线的情况，即如图2.4.8所示的双射线信道。为分析简便，不计信道的固定衰减，用“1”表示第一条射线，信号为)(t S i ;用“2”表示另一条射线，其信号为)()(t j i e t rS ?ω，这里r 为一比例常数。于是，接收信号为两者之和， 即
)e 1)(()()(j 0t i r t S t S ?+=ω
双射线信道等效网络的传递函数为
)
(01)()(),(t j i e re t S t S t H ?+==ωω
信道的幅频特性为
)(sin )(cos 1),(t jr t r t A ?+?+=ωωω
由上式可知，当ωΔ(t)=2n π时(n 为整数)，双径信号同相叠加，信号出现峰点；而当
ωΔ(t)=(2n+1)π时，双径信号反相相消，信号出现谷点。
图2.4.8双射线信道等效网络
由图可见，其相邻两个谷点的相位差为
Δφ =Δω3Δ(t) = 2π
)(12)(π2t B t c ?=?=?=
?πωω
由此可见，两相邻场强为最小值的频率间隔是与相对多径时延差Δ(t)成反比的，通常称c B 为多径时散的相关带宽。若所传输的信号带宽较宽，以至与c B 可比拟时，则所传输的信号将产生明显的畸变。
实际上，移动信道中的传播路径通常不止两条，而是多条，且由于移动台处于运动状态，相对多径时延差Δ(t)也是随时间而变化的，因而合成信号振幅的谷点和峰点在频率轴上的位置也将随时间而变化，使信道的传递函数呈现复杂情况，这就很难准确地分析相关带宽的大小。工程上，对于角度调制信号，相关带宽可按下式估算：
?=π21
c B
式中，Δ为时延扩展。
2.5信道类别
2.5.1短波信道
短波按照国际无线电咨询委员会(CCIR，现在的ITU-R)，的划分是指波长在l00m~l0m，频率为3MHz~30MHz的电磁波。利用短波进行的无线电通信称为短波通信，又称高频(HF)通信。实际上，为了充分利用短波近距离通信的优点，短波通信实际使用的频率范围为1.5MHz~30MHz。与卫星通信、地面微波、同轴电缆、光缆等通信手段相比，短波通信也有着许多显著的优点：
(1)短波通信不需要建立中继站即可实现远距离通信，因而建设和维护费用低，建设周期短;
(2)设备简单，可以根据使用要求固定设置，进行定点固定通信。也可以背负或装入车辆、舰船、飞行器中进行移动通信;
(3)电路调度容易，临时组网方便、迅速，具有很大的使用灵活性;
(4)对自然灾害或战争的抗毁能力强。通信设备体积小，容易隐蔽，便于改变工作频率以躲避敌人干扰和窃听，破坏后容易恢复。
短波通信也存在着一些明显的缺点：
(1)可供使用的频段窄，通信容量小。按照国际规定，每个短波电台占用3.7kHz 的频率宽度，而整个短波频段可利用的频率范围只有28.5MHz。为了避免相互间的干扰，全球只能容纳7700多个可通信道，通信空间十分拥挤。并且3kHz通信频带宽度，在很大程度上限制了通信的容量和数据传输的速率。
(2)短波的天波信道是变参信道，信号传输稳定性差。短波无线电通信主要是依赖电离层进行远距离信号传输的，电离层作为信号反射媒质的弱点是参量的可变性很大。它的特点是路径损耗、延时散步、噪声和干扰，都随昼夜、频率、地点而不断变化着。一方面电离层的变化使信号产生衰落，衰落的幅度和频次不断变化。另一方面天波信道存在着严重的多径效应，造成频率选择性衰落和多径延时。选择性衰落使信号失真，多径延时使接收信号在时间上扩散，成为短波链路数据传输的主要限制。
(3)大气和工业无线电噪声干扰严重。随着工业电器化的发展，短波频段工业电
器辐射的无线电噪声干扰平均强度很高，加上大气无线电噪声和无线电台间干扰，在过去，几瓦、十几瓦发射功率就能实现的远距离短波无线电通信，而在今天，10倍、几十倍于这样的功率也不一定能够保证可靠的通信。大气和工业无线电噪声主要集中在无线电频谱的低端，随着频率的升高，强度逐渐降低。虽然，在短波频段这类噪声干扰比中长波段低，但强度仍很高，影响着短波通信的可靠性，尤其是脉冲型突发噪声，经常会使数据传输出现突发错误，严重影响通信质量。
2.5.2超短波信道
利用30～300 兆赫波段的无线电波传输信息的信道。由于超短波的波长在1～10米之间，所以也称米波通信。整个超短波的频带宽度有 270兆赫，是短波频带宽度的10倍。
(1）超短波通信利用视距传播方式，比短波天波传播方式稳定性高，受季节和昼夜变化的影响小。
(2）天线可用尺寸小、结构简单、增益较高的定向天线。这样，可用功率较小的发射机。
(3）频率较高,频带较宽,能用于多路通信。
(4）调制方式通常用调频制，可以得到较高的信噪比。通信质量比短波好。
2.5.3微波信道
微波常指频率在1000兆赫（MHz）以上（波长在30厘米以下）的电磁波。微波的传播特性类似于光的传播，一般沿直线传播，绕射能力很弱，一般进行视距内的通信，对于长距离通信可采用接力的方式，为微波接力通信，或称微波中继通信也可利用对流层传播进行通信，称为对流层散射通信；或利用人造卫星进行转发，即卫星通信。
微波通信的特点是：
(1）通信频段的频带宽，传输信息容量大。
(2）通信稳定、可靠。
(3）在进行地面上的远跟离通信时，必须采用接力的方式，发端信号经若干中间站多次转发，才能到达收端。
(4）通信灵活性较大。
(5）天线增益高、方向性强。
(6）投资少、建设快。
2.6无线信道的干扰特性
1、外部噪声干扰
外部噪声干扰一是来源于天电、宇宙和太阳的自然噪声，其特点是强度大、时间短，往往很难克服，但干扰只是瞬间的。二是来源于工业电器、高压输电线、电汽车辆等人为噪声，其特点是频谱宽、噪声强度随频率的升高而下降，噪声源的数量随地点和时间而随机变化。
2、通信设备本身的干扰
通信设备本身产生的干扰主要是指收、发信机及天线等内部产生的噪声干扰。包括发信和边带噪声，发信和杂散辐射，接收机杂散响应，邻道辐射干扰等干扰因素。在超短波通信电台的收、发信机中，主振晶体振荡器、调制器、倍频器、放大器等部件在工作时都会产生热噪声，这些噪声一旦被调制就会形成干扰信号发射出去。当电源滤波不好时，外界的杂散电磁波及噪声也会串扰进电源电路，经各次交流脉动谐波进入发射电路形成发射噪声。发射机的寄生辐射和邻道辐射以及接收机的寄生响应（组合波干扰）等设备自身机制因素都会对通信的效果带来影响。
3、无线信道中的干扰
在无线电通信网中，由于众多电台之间的相互作用，相互影响，可产生互调干扰、阻塞干扰、邻道干扰和同频干扰，其中互调干扰、阻塞干扰和同频干扰对通信网影响较严重。互调干扰的基本原因是由于部件的非线性引起的。一是多个频率信号加至非线性器件上产生大量组合频率。二是无线系统内部，系统之间频率和功率关系不协调。互凋干扰中，高次谐波由于其分量小，能量也小，并且受输入回路衰减严重，对通信质量影响不大，影响最严重的是三阶互调干扰。
4、信道间的干扰
在同一区域内，往往存在着隶属于不同系统的许多通信网，每个网络自成体系。这些网络之间的相互影响就形成了网间干扰。
另外使用通信干扰设备发射专门的干扰信号，破坏或扰乱敌方的无线通信，是通信对抗的进攻手段。
第三章 无线环境传播模型
各类信号从发射端送出之后，在到达接收端之前所经过的路径，我们统称为信道。通道对传送信号所产生的影响，是各类通信系统接收机设计的一个关键考量。其中，如果传送的是无线电信号，电磁波传播所经过的路径，我们特别称为无线信道。无线信道可能是很简单的直线传播，也可能会被许多不同的因素所干扰，例如信号经过建筑物、山丘等反射所产生的多径效应，多径效应会造成信号放大或衰减，最大和最小可以相差30到40dB ；此外，发射端和接收端的相对运动，会使信号产生多普勒效应，多普勒效应会使通道的特性随着时间而改变，增加了信号品质的不确定性。对无线通信系统而言，因为传播路径的多样性与时变性，无线信道的特性便在接收机的设计中，扮演者关键的角色。
3.1自由空间传播模型
无线电自发射端送出后，在空间中呈现发散的特性向四面八方传播出去，情况就像一个不断膨胀的球体，基于能量守恒的原理，无论半径为多少，整个球体表面积所散布的能量必须守恒，而球体的表面积是与距离的平方成正比，这也就是为何在真空中，接收功率和传播距离平方成反比的缘故。此模型是用来估测当发射端和接收端之间没有任何障碍物，此时发射端和接收端之间的距离也是最短的。基本上，在这种传播模式底下，接收机所接收到的信号强度和距离的平方成反比，这也是依据球面积和能量守恒定律所得来的结果。
由电磁场理论可知，若各向同性天线的辐射功率为T P 瓦，则距辐射源得出的电场强度有效值0E 为
d P E T
300= （V/m ）
磁场强度有效值0H 为
d P H T
π120300= (A/m)
单位面积上的电波功率密度S 为
24d P S T
π= （2/m W ）
接收天线获取的电波功率等于该点的电波功率密度乘以接收天线的有效面积，即
R R SA P =
式中，R A 为接收天线的有效面积，它与接收天线增益R G 满足下列关系：
R R G A πλ42
= 式中，πλ42
为各向同性天线的有效面积。
2)4(d G G P P R T T R πλ=
当收、发天线增益为0dB ，即当1==R T G G 时，接收天线上获得的功率为
2
4??? ??=d P P T R πλ 由上式可见，自由空间传播损耗fs L 可定义为
24??? ??==λπd P P L R T fs
以dB 计，得
[])(4lg 20)(4lg 10)(2
dB d dB d dB L fs λπλπ=??? ??= 式中，d 的单位为km ，频率单位以MHz 计。
3.2无线视距传播模型
1.无线视距
由于大气的存在引起电磁波的折射，电磁波的传播路径并非直线，而是一条向地球弯曲的弧线，曲率约为地球半径的4倍。
图3.2.1无线视距传播示意图
对于理想平滑地面，无线视距路径距离为：
)(17)(34234342
2m h km d h r r h r d a LS a a LS ≈??≈??? ??-??? ??+=
无线电波传输距离比直视视距更远。
2.地形对无线视距的影响
假设：不规则地形的平均起伏高度差为Δh
天线有效高度ae h 为天线高于地形平均海拔的高度，则无线视距路径距离的统计均值为： ()m h h LS LI ae e
d d 5,max /07.0?-?=
不规则地形使无线视距减小。
表3.2地形对h ?的影响
3.3超越障碍的衍射传播模型
无线电波可以通过衍射进入障碍物阻挡的阴影区，但会形成衍射损耗，与障碍物高度、距离、频率等有关。
图3.3.1 超越障碍的衍射传播示意图
根据经典光学衍射理论，有障碍时阴影区的衍射损耗约为：
???+-+=υ
υυυlg 2095.1227.111.902.6)(2
A r
T d d d H λυ2=
图3.3.2障碍衍射损耗
3.4无线信道经验模型
3.4.1哈特模型（Hata Model ）
在市区的中值路径损耗的标准公式为(CCIR 采纳的建议)
d h h a h f dB Lurban b b b c lg )lg 55.69.44()(lg 82.13lg 16.2655.69)(-+--+= 式中：c f 是在150~1500MHz 内的工作频率；b h 是基站发射机的有效天线高度（单位为m ，适用范围30~200 m ），其定义为天线相对海平面高度ts h 减去距离从3 km 到15 km 之间的平均地面高度ga h ; r
e h 是移动台接收机的有效天线高度（单位为m ， 适用范围1~10 m ）; d 是收发天线之间的距离（单位为km ， 适用范围1~10km ）；a(re h )是移动台接收机的有效天线高度的修正因子。
对于小城市到中等城市，a(re h )的表达式为
a(re h )=(1.1lgfc-0.7)hre-(1.56lgfc-0.8)dB
对于大城市, a(re h )的表达式为
a(re h )=8.29(lg1.54re h )2-1.1dB ， fc ≤300 MHz
a(re h )=3.2(lg11.754re h )2-4.97dB ， fc ≥300 MHz
3.4.2 COST-231／Walfish ／Ikegami 模型
欧洲研究委员会COST-231在Walfish 和Ikegami 分别提出的模型的基础上，对实测数据加以完善而提出了COST-231／Walfish ／Ikegami 模型。这种模型考虑到了自由空间损耗、沿传播路径的绕射损耗以及移动台与周围建筑屋顶之间的损耗。COST-231模型已被用于微小区的实际工程设计。
该模型中的主要参数有：
建筑物高度h roof (m)；道路宽度w(m)；
建筑物的间隔b(m)；相对于直达无线电路径的道路方位φ。
图3.4.1 COST-231模型参数定义
该模型适用的范围：
频率f ： 800～2000 MHz ；
距离d ： 0.02～5 km ；
基站天线高度h b ： 4～50m ；
移动台天线高度h m ： 1～3 m 。
（1) 可视传播路径损耗
可视传播路径损耗的计算公式为
f d L b l
g 20lg 266.42++=
式中损耗b L 以dB 计算，距离d 以km 计算，频率f 以MHz 计算。(下面公式中的
参量单位与该式相同)
（2) 非可视传播路径损耗
非可视传播路径损耗的计算公式为
msd rts b L L L L ++=0
式中，L 0是自由空间传播损耗；L rts 是屋顶至街道的绕射及散射损耗；L msd 是多重屏障的绕射损耗。
对COST-231/Walfish/Ikegami 模型在某城市的预测值与实测值作比较，平均误差在±3 dB 的范围内，标准偏差为5～7 dB 。
假定f=880MHz ，m h =1.5m ，b h =30m ，roof h =30m ，平顶建筑， φ=90°，w=15m ，
则COST-231/Walfish/Ikegami 模型和Hata 模型的比较如图所示。从图中可以看出，Hata 模型给出的路径损耗要低13~16 dB 。
图3.4.2 COST-231/Walfish/Ikegami 模型和Hata 模型的比较
3.5 多径信道的冲激响应模型
3.5.1基本多径信道的冲激响应模型
我们已对多径的传输原理进行了讨论，在多径环境下，信道的冲激响应可以表示为
∑=-=N k j k k k
e t t a t h 0)()(θδ
式中: N 表示多径的数目；k a 表示每个多径的幅值（衰减系数）；k t 表示多径的
移动通信练习题+答案
1.（√）所谓移动通信，是指通信双方或至少有一方处于运动中进行信息交换的通信方式。 2.（×）邻道干扰是指相邻或邻近的信道（或频道）之间的干扰，是由于一个弱信号串扰强信号而造成的干扰。（强信号串扰弱信号） 3.（√）移动通信的信道是指基站天线、移动用户天线和两幅天线之间的传播路径。 4.（×）电波的自由空间传播损耗是与距离的立方成正比的。（平方） 5.（×）由于多径传播所引起的信号衰落，称为多径衰落，也叫慢衰落。 6.【】（×）移动通信中，多普勒频移的影响会产生附加的调频噪声，出现接收信号的失真。 7.（√）莱斯分布适用于一条路径明显强于其他多径的情况。在接收信号中没有主导分量时，莱斯分布就转变为瑞利分布。 8.（×）在多径衰落信道中，由于时间色散导致发送信号产生的衰落效应是快衰落和慢衰落。（频率色散）P39 9.（√）分集接收的基本思想，就是把接收到的多个衰落独立的信号加以处理，合理地利用这些信号的能量来改善接收信号的质量。 10.（√）在实际工程中，为达到良好的空间分集效果，基站天线之间的距离一般相当于10多个波长或更多。 11.（×）GSM移动通信系统中,每个载频按时间分为16个时隙,也就是16个物理信道.8 12.（√）GSM中的逻辑信道分为专用信道和公共信道两大类。 13.（×）GSM中的同频干扰保护比要求C/I＞-9dB，工程上一般增加3dB的余量。9 14.（×）GSM中的广播控制信道BCCH和业务信道TCH一样可通过跳频方式提高抗干扰性能。P261 15.（√）跳频就是有规则地改变一个信道的频隙（载频频带）。跳频分为慢跳频和快跳频。在GSM的无线接口上采用的是慢跳频技术。 16.（√）GPRS是指通用分组无线业务，是基于GSM网络所开发的分组数据技术，是按需动态占用频谱资源的。P293
移动通信参数表..
一. 移动通信参数表 参数缩写含义解释参数缩写含义解释 1 TCH 业务信道23 BSIC 基站色码 2 BCCH 广播控制信道24 CA 小区置配 3 CCCH 公共控制信道25 HSN 跳频序列 4 RACH 随机接入信道26 MA 移动配置 5 AGCH 接入允许信道27 MAIO 移动培植指数偏移 6 PCH 寻呼控制信道28 FN 帧号码 7 DCCH 专用控制信道29 TSC 训练序列码 8 CBCH 小区广播信道30 TN 时隙号 9 SDCCH 独立专用控制信道31 PD 协议识别语 10 SACCH 慢速随路控制信道32 TI 处理识别语 11 SCH 同步信道33 IMSI 国际移动用户识别 12 CM 连接管理34 TMSI 临时移动用户识别 13 MM 移动管理35 IMEI 国际移动设备识别 14 RR 无线资源管理36 MCC 国际移动码 15 DTX 非连续发送（由话音激活）37 MNC 移动网号 16 OMC 操作维护中心38 LAC 位置区号码 17 MS 手机39 PLMN 公共陆地移动网 18 BS 基站40 TA 时间提前 19 SIM 用户识别模块41 RXLEV 平均的接收电平 20 ARFCN 频道（载频）序号42 RXQUAL 信道接收质量 21 Um 基站子系统与MS间接口43 TXPWR 发信功率电平 22 C2 小区重选信道质量标准参数44 C1 路径损耗原则参数 二. 参数详述 (一) 频道配置参数 GSM网和TACS网一样都采用等间隔频道配置方法。 1. 工作频段、频段间隔、频道序列及频点 数字公用陆地蜂窝移动通信网采用900Mhz频段。 MS发，BS收：890 –915 Mhz (上行) BS发，MS收：935-960MHz（下行） 载频间隔为200kHz，共124个无线载频，在每端留有200 kHz的保护带。 按照国家规定，邮电部门占用905 –909MHz(上行) / 950 –954 MHz(下行)； 连通公司占用909 –915 MHz（上行）/ 954 –960 MHz(下行)； 10MHz频带共有49个频道（载频），序号（ARFCN）为76 –124 。注：但如果邮电部门将ETACS的模拟网退频将继续扩频。GSM在900MHZ共有16MHZ 频段. 频道标称中心频率与序号的关系由以下公式确定： 基站收：Fl(n)=890.200MHz + (n+1)x 0.200MHz
MIMO信道容量的仿真分析
数字移动通信与个人通信论文题目：MIMO系统信道容量的研究 学生姓名李其信 学号201120952 院系信息科学与技术学院 专业信号与信息处理
MIMO系统信道容量的研究 李其信 （西北大学信息科学与技术学院，陕西西安710127） 摘要：本文首先对MIMO技术进行了简要介绍。其次，从信息论角度研究了MIMO系统的信道容量，对 平均分配天线发射功率下的几种典型系统(SISO、MISO、SIMO、MIMO)的平均信道容量进行了分析和比 较，并对两类特殊的MIMO信道（全1信道和正交信道）的容量进行了特殊的分析，得到了信道容量的计 算公式。同时给出了当发射天线和接收天线数很大时的MIMO信道极限容量的估算方法。 关键词：多输入多输出（MIMO）系统；信道容量； 中图分类号：文献标识码：A文章编号：1001-2400(2XXX)0X-0-0 Research on the Capaity for MIMO System LI QI-xin ( College of Information Science and T echnology, Northwest University, Xi’a n 710127, China) Abstract: In this paper,firstly,it gives a brief introduction of MIMO technology. Secondly,some average capacities of several typical systems，such as SlSO，MISO，SIMO，MIMO，are theoretically analyzed and simulated from the point ofview of information theory．The difference among those typical systems is compared and the relationship between the capacity and different schemes of distributing power are discussed．And two types of special MIMO channel (all channels and orthogonal channel) capacity for a special analysis was calculated channel capacity.It gives the limit estimating method when the mumber of the transmitting and receiving antennas of MIMO. Key W ords: MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) channel capacity 随着信息技术，尤其是互联网技术的迅猛发展，信息的载体形式由传统的文字形式向多媒体形传统的无线通信系统是采用单一发射天线和单一接收天线的通信系统，即所谓的SISO天线系统。SISO天线系统在信道容量上具有一个通信上不可突破的瓶颈--Shannon容量限制。不管采用何种调制技术、编码策略或其他方法，无线信道总是给无线通信作了一个实际的物理限制。这一点在当前无线通信市场中形势尤为严峻，因为用户对更高的数据率的需求是非常迫切的[1-3]，必须进一步提高无线通信系统的容量。可以实现这个目标的方法有很多，如加大系统发射功率、设置更多的基站、拓宽带宽和提高频谱利用效率等。加大系统发射功率姑且不论可能引起人的健康状况的变化，对硬件设计者来说这也是非常困难的，因为功放器件在大功率区域下的线性工作特性是很难设计的。另外，散热及发射功率的加大所引起的功率消耗也是移动终端要考虑的问题。增设基站意味着采用更多的蜂窝，这是提高容量代价最大的办法。由于目前的实际无线应用市场仍是在UMTS和WLAN之间，是微波频带(UMTS大约为2GHz，WLAN技术的ISM频带为2～5GHz)，加大带宽，如利用毫米波频带，就会导致与现行系统具有非常大的兼容性问题，其代价也是很昂贵的，因此更高频段的使用在近期内不是提高无线通信系统容量的最佳方法。 目前在众多的信号处理技术中，最引人注目的是MIMO技术[4]，研究表明在多径环境中，采用收发多天线空时编码系统(MIMO系统)在不增加信号带宽及发射功率的前提下可以使频谱效率得以成 1
无线信道传播特性分析总结讲解学习
无线信道传播特性分 析总结
无线信道传播特性分析总结 班级学号姓名 随着科学技术的发展，无线通信已经渗透到我们生活的各个方面，对我们的生活工作有着巨大的影响。在无线通信系统中，无线通信的信道的特性对整个系统有着巨大的影响。 1、无线信道的概念 要想搞明白无线信道具有哪些特性，就要先了解什么是无线信道。信道是对无线通信中发送端和接收端之间的通路的一种形象比喻，对于无线电波而言，它从发送端传送到接收端，其间并没有一个有形的连接，它的传播路径也有可能不只一条，但是我们为了形象地描述发送端与接收端之间的工作，我们想象两者之间有一个看不见的道路衔接，把这条衔接通路称为信道。信道具有一定的频率带宽，正如公路有一定的宽度一样。 与其它通信信道相比,无线信道是最为复杂的一种,其衰落特性取决于无线电波传播环境。不同的环境,其传播特性也不尽相同。无线信道可能是很简单的直线传播,也可能会被许多不同的因素所干扰,例如:信号经过建筑物,山丘,或者树木所有反射而产生的多径效应,使信号放大或衰落。在无线信道中,信号衰落 是经常发生的,衰落深度可达30。对于数字传输来说,衰落使比特误码率大 大增加。这种衰落现象严重恶化接收信号的质量,影响通信可靠性。移动信道与非移动点对点无线信道相比,信号传输的误比特率前者比后者高106倍。 另外,在陆地移动系统中,移动台处于城市建筑群之中或处于地形复杂的区域,其天线将接收从多条路径传来的信号,再加移动台本身的运动,使得信号产生多普勒效应,并且信道的特性也随时间变化而变化,增加了信号的不确定性,使得移动台和基站之间的无线信道多变且难以控制。所以,与传统模型相比,无线信道多径数目增多,时延扩展加大,衰落加快。 2、无线信道的特性 信号从发射天线到接收天线的传输过程中，会经历各种复杂的传播路径，包括直射路径、反射路径、衍射路径、散射路径以及这些路径的随机组合。同时，电波在各条路径的传播过程中，有用信号会受到各种噪声的污染，包括加性噪声(如高斯白噪声)、乘性噪声的污染，因而会出现不同情形的损伤，严重时，会使有用信号难以恢复。无线信号在传播时，不仅存在自由空间固有的传输损耗，还会受到由于建筑物、地形等的阻挡而引起信号功率的衰减，这种衰减还会由于移动台的运动和信道环境的改变出现随机的变化。 下面将对无线信道的一些特性来进行分析。
卫星移动通信信道特性分析(精)
收稿日期 :2003-09-10 基金项目 :国家自然科学基金资助项目 /个人移动卫星通信电波传播特性研究0(60172006 作者简介 :1. 符世钢 (1979- , 男 , 云南安宁人 , 云南大学信息学院通信与信息系统专业在读硕士研究生 , 主要从事 移动通信关键技术研究 ; 2. 任友俊 (1973- , 男 , 云南宣威人 , 曲靖师范学院计科系讲师、工学硕士 , 主要从事网络通信及其编程研究 ; 3. 申东娅 (1965- , 女 , 云南昆明人 , 云南大学信息学院副教授 , 主要从事移动通信研究 . 卫星移动通信信道特性分析 符世钢 1, 任友俊 2, 申东娅 3 (1. 3. 云南大学信息学院 , 云南昆明 650091; 2. 曲靖师范学院计科系 , 云南曲靖 655000 摘要 :卫星移动通信作为地面移动通信的补充 , 是实现全球个人通信的必不可少的手段之一 , 同时也是目前发展最迅速的通信技术之一 . 卫星移动通信具有卫星固定业务和移动通信双重特点 , 其电波传输距离远 , 经历的环境特殊 , 导致其信道特性远比地面系统复杂 . 因此 , 研究其信道特性是设计出高效实用的通信系统的关键环节 . 本文对其信道特性进行了具体深入的分析 , 并对某些衰减因素的解决措施作了简要探讨 . 关键词 :卫星移动通信 ; 信道特性 ; 传输损耗 ; 多普勒频移 中图分类号 :TN927+123 文献标识码 :A 文章编号 :1009-8879(2003 06-0071-04
卫星移动通信是指利用卫星实现移动用户间或移动用户与固定用户间的相互通信 . 近年来地面蜂窝移动通信系统得到了飞速发展 , 但是它的覆盖范围有限 , 仅能为人口集中的城市及其附近地区提供服务 . 为了获得全球范围的无缝覆盖 , 实现名符其实的全球个人通信 , 不得不引入卫星移动通信来作为地面移动通信的补充 . 卫星移动通信具有覆盖面积大、业务范围广、适用于各种地理条件等优点 , 在过去二三十年中发展十分迅速 , 成为极具竞争力的通信手段之一 . 与地面移动通信系统不同 , 卫星移动通信系统的电波传播要经过漫长的距离 , 其间要受到多种因素的干扰 . 这大大增加了接收信号的波动性 , 成为保证通信质量的最大障碍 . 为此 , 研究信道特性成为设计通信系统的首要任务 . 本文将对其进行具体分析 . 1 传输损耗 卫星移动通信中电波传播要经过对流层 (含云层和雨层、平流层直至外层空间 , 传输损耗大致为自由空间传输损耗与大气损耗之和 . 111 自由空间传输损耗 在整个卫星无线路径中自由空间 (近于真空 状态占了绝大部分 , 因此 , 首先考虑自由空间传播损耗 . 卫星移动通信系统无线链路与大尺度无线电波传播模型类似 , 在自由空间模型中 , 接收功率的衰减为T-R 距离的幂函数 [1] . 当发射和接收天线均具有单位增益时 , 自由空间路径损耗为 :L f =10lg( K 2=20lg(3@108 d f (db (1 当 d 取 km 、 f 取 GHz 为单位时 , 可简化为下式 : L f =92145+20lgd +10lg f (db (2
移动衰落信道现状与发展
1.2研究现状分析 近年来，常用的信道建模方法可以分为两类:第一类是统计模型，它总结了建筑地形的统计特性(包括建筑物本身)，这种无线传播的统计描述包括地形和多次反射、散射、衍射的次数等；第二类是确定性射线跟踪模型，它利用了从地形 中各个障碍点到达接收机的多条射线进行直接计算，在接收点统计多条射线，以得到接收信号的统计特性，包括幅度、相位等，这样得到的结果十分精确。第二 种方法在未对环境进行功率测量的情况下就可以进行建模，因此比较省时方便。 使用统计模型来对无线信道建模的研究分析比较早。最早出现的是瑞利模 型、莱斯模型和对数正态模型，其中前面两个模型都是针对小尺度衰落而建立的，而对数正态模型则是针对大尺度衰落而建立的。后来随着人们对无线信道建模精确性要求的提高，越来越多的统计混合模型出现了，但都是以这三个模型为基础。 1960年Nakagami.M提出了以其名字命名的模型，这种衰落信道模型适用性十分广泛，比瑞利、莱斯和对数正态模型更适应复杂的环境，Suzuki提出瑞利对数正态模型，该模型同时反映了大尺度衰落和小尺度衰落的特性，描述了这样一种传播场景，在发射端发射的信号主波经过几次反射和衍射后，达到了一个建筑物密集的地方，主波由于当地物体的散射、衍射等的结果将会分为许多子路径。 模型令发射端到小区的路径服从对数正态分布，因为路径经历了乘法效应；而当地路径由于是加性散射效应导致的，服从瑞利分布；这时接收信号的包括服从瑞利一对数正态模型。 第一个移动信道多径统计模型是由Ossana在1964年提出，它基于入射波和建筑物表面随机分布的反射波相互干涉的原理。但该模型假设在收发之间存在一条直射路径，且反射的角度局限于一个严格的范围之内，所以该模型对于市区传播环境来说，既不方便也不准确。后来Clarke建立了移动台接收信号场强的统计特性是基于散射的统计模型，他认为接收端的电磁波由N个平面波组成，这些平面波具有任意载频相位、入射方位角及相等的平均幅度，Clarke模型已经被广泛使用。 以上都是针对小尺度衰落的统计模型，在大尺度衰落的统计建模方面的研究
移动通信综合实验 16QAM调制解调与信道分析
南昌大学实验报告 学生姓名：学号：专业班级： 实验类型：□验证□综合 设计□创新实验日期：2018/6/23 实验成绩： 一、实验名称 实验八16QAM调制解调与信道分析 二、实验目的 (1) 掌握QAM及解调原理与特性 (2) 了解星座图的原理及用途 (3) 分析高斯、瑞利、莱斯信道 三、实验内容 (1) 设计16QAM调制解调算法 (2) 比较GMSK和16QAM在高斯、莱斯和瑞利信道条件下的误码性能 (3) 撰写实验报告。 四、实验原理 正交振幅调制是用两个独立的基带数字信号对两个相互正交的同频载波进行抑制载波的双边带调制,利用这种已调信号在同一带宽内频谱正交的性质来实现两路并行的数字信息传输。 正交振幅调制信号的一般表示式为 16QAM是指包含16种符号的QAM调制方式，产生的框图如图1. 图 1 16QAM调制 相干解调原理如图2.
图 2 16QAM解调 五、实验步骤 (1) 16QAM调制与解调算法 先产生所需的二进制基带信号： %% 产生的随机二进制数据流 M = 16; %信号的星座尺寸 k = log2(M); %每个符号的比特数 n = 30000; %处理的比特数目 numSamplesPerSymbol = 1; %过采样因子 %% 创建二进制数据流作为列向量 rng default%使用缺省随机数发生器 dataIn = randi([0 1],n,1); %产生的二进制矢量数据 %% 将二进制信号转为整数值信号 dataInMatrix = reshape(dataIn,length(dataIn)/k,k);%数据整形成二进制4 元组 dataSymbolsIn = bi2de(dataInMatrix); %转换为整数使用MATLAB函数qammod()进行QAM的调制 %% 使用16-QAM调制 dataMod = qammod(dataSymbolsIn',M,'bin'); %二进制编码、相位偏移＝0 scatterplot(dataMod) title('未加噪声的星座图') axis([-4 4 -4 4]) 在信号中加入噪声 %% 添加高斯白噪声 EbNo = 10; % 当信道SNR计算的EB/N0=10dB snr = EbNo + 10*log10(k) - 10*log10(numSamplesPerSymbol); %% 将信号通过AWGN信道 rxSignal = awgn(dataMod,snr,'measured'); 显示星座图 %% 使用scatterplot功能展示星座图 sPlotFig = scatterplot(rxSignal ,1,0,'g.'); hold on
移动通信信道的建模与仿真
移动通信信道的建模与仿真 【摘要】针对移动通信的特点，本文以中继卫星通信链路为主要研究对象，分析了该链路通信信道中存在的传播损耗，并以此为基础建立了链路通信的信道模型;最后仿真分析了不同的通信传输速率在加性高斯白噪声（AWGN）衰落信道、多径Rayleigh衰落信道、Rician衰落信道以及复杂衰落信道中的误码率特性曲线，仿真结果表明，满足Rayleigh衰落信道模型的信号分量对系统的性能影响较大，且传输速率越高，信号分量中的反射分量与多径分量影响越大。 【关键词】信道模型;高斯白噪声衰落信道;多径;误码率 1.引言 随着移动通信环境越来越复杂，使得移动通信可靠性受到巨大挑战。数据链无线通信信号在空间传播过程中不可避免的受到自然环境如降雨、雨雾、大气吸收、多径、阴影等不同因素的影响，从而对通信信号的质量造成不同程度的衰减，分析这些信道因素的特性，建立适合的链路信道模型可以为移动通信系统方案设计与验证测试提供重要的理论支持，这就对研究移动数据链的通信信道建模提出了新需求。 为此，本文针对移动与卫星的通信信道进行了建模与仿真。 2.数据链信道传播特性分析 无线信号传播过程中，链路传播损耗的影响因素主要有自由空间损耗、雨衰、云雾衰、大气吸收损耗，以及由多径效应引起的多径衰落、阴影衰落。 2.1 自由空间传播损耗 无线电波传播中最基本的传播方式是自由空间传播，在影响卫星通信链路中的传输损耗因素中，最主要的是自由空间损耗。 设d为通信距离，PT是天线发射功率，GT为天线发射增益，GR为天线的接收增益，D为天线直径，为信号的波长，则接收信号的功率如公式1。 （1） 其中，自由空间损耗为： 用dB表示传输距离d与频率f的转换关系如公式2。 （dB）
移动通信信道仿真
移动通信信道systemview仿真理论基础 由于移动通信要求用户可以移动，所以这就要求必须利用无线电波进行信号的传输。无线电波在传输过程中不仅受到传输环境的干扰还会因为距离的增加而衰减。 为了更好的设计移动信道，我们采用了以下的仿真模型 赖斯分布信道模型 瑞利分布信道模型 这是systemview上面的基本界面，也就是我们信道的基本模型 在这个模型中我们的输入信号的参数是Amp=1v. Offset=0v, Rate=1Hz, Levels=2, Phase=0deg 为了绘制BER曲线，我们将信号设置了可变参数设置 Loop 1 1 Loop 2 1.120000000476837 Loop 3 1.258999999437221 Loop 4 1.413000000343332 Loop 5 1,585000038146977 同样BER理论信道的参数设置也设为可变参数
Loop 1 146.0e-3 Loop 2 127.e-3 Loop 3 108.5e-3 Loop 4 91.7e-3 Loop 5 79.9e-3 同时，在系统参数中，我们设置为开始时间为1s，结束时间为1.e+3time spacing 为1s。采样的个数为1000，采样频率为1HZ 对于function中limiter的设置我们设为Max input为0，Max output为1. 我们添加了高斯白噪声模拟信道中可能出现的噪声，功率密度为1W。HZ而在上面的理论信道中，我们还设置对比信道中信源为Amp=146.e-3，Offset=0v。 那么我们可以得到两个对比的仿真图像 我们会提供三个地方的图像，如图所示 BER-SNR图像 理论信道 Rice分布
移动通信基础学习知识原理课程教学设计实验报告
电子科技大学 通信抗干扰技术国家级重点实验室 实验报告 课程名称移动通信原理 实验内容无线信道特性分析； BPSK/QPSK通信链路搭建与误码性能分析； SIMO系统性能仿真分析 课程教师胡苏
1，必做题目 1.1无线信道特性分析 1.1.1实验目的 1)了解无线信道各种衰落特性； 2)掌握各种描述无线信道特性参数的物理意义； 3)利用MATLAB中的仿真工具模拟无线信道的衰落特性。 1.1.2实验内容 1)基于simulink搭建一个QPSK发送链路，QPSK调制信号经过了瑞利衰 落信道，观察信号经过衰落前后的星座图，观察信道特性。仿真参数：信源比特速率为500kbps，多径相对时延为[0 4e-06 8e-06 1.2e-05]秒，相对平均功率为[0 -3 -6 -9]dB，最大多普勒频移为200Hz。例如信道设置如下图所示：
1.1.3实验仿真 (1)实验框图（2）图表及说明
图一：Before Rayleigh Fading1 #上图为QPSK相位图，由图可以看出2比特码元有四种。 图二：After Rayleigh Fading
#从上图可以看出，信号通过瑞利信道后，满足瑞利分布，相位和幅度发生随机变化，所以图三中的相位不是集中在四点，而是在四个点附近随机分布。 图三：Impulse Response #从冲激响应的图可以看出相位在时间上发生了偏移。
图四：Impulse Response #从频率响应的图可以看出，信号的频率响应失真比较严重。 （3）实验结论 根据题目中给出的参数，计算瑞利衰落信道的相干带宽和相干时间： 相干带宽 410*2787.421 ==τπσc B Hz 相干时间 005.01==m c f T s
移动通信信道环境知识
学习报告内容：学习移动通信的信道环境姓名：徐忠富 日期：2013年09月18日
学习报告内容 (1) 一了解无线信道 (2) 1.1无线信道的基本概念 (2) 1.2电磁波在无线信道中的传播 (2) 1.2.1基本传播机制 (2) 1.2.2无线信道的指标 (2) 1.3无线信道的特点 (2) 1.4 无线信道的主要性能指标 (3) 二信道模型的种类 (3) 2.1为什么构建无线信道模型 (3) 2.2无线信道模型的分类 (3) 2.2.1室内传播模型和室外传播模型 (3) 2.2.2大尺度传播模型和小尺度衰落 (3) 三信道对移动通信的影响 (4) 3.1 恒参信道及其对信号的影响 (4) 3.2 随参信道及其对信号的影响 (4) 四怎么编写瑞利信道 (4) 4.1瑞利分布的定义 (4) 4.2瑞丽衰落模型的适用范围 (5) 4.3瑞利衰落分布 (5) 4.3.1幅度)(t u的分布 (5) 的分布 (5) 4.3.2相位)(t 4.4瑞利信道的编写 (5) 五瑞利信道的仿真 (5) 5.1仿真原理 (5) 5.1.1瑞利分布分析 (5) 5.1.2多径衰落信道基本模型 (6) 5.1.3产生服从瑞利分布的路径衰落r(t) (7) 5.1.4仿真框架 (7) 5.2仿真实验结果 (8) 5.3附录： (8) A 瑞利信道仿真 (9) B 多普勒功率谱、信道仿真、瑞丽概率密度仿真 (10)
学习报告内容 报告内容： 学习移动通信的信道环境：了解无线信道，信道模型的种类，怎么编写瑞利信道，信道对移动通信的影响。 要求： 完成学习报告和瑞利信道的仿真（要求得到其概率密度曲线和多普勒功率谱）。
现代移动通信第四版第三章课后答案
第三章 思考题与习题 1. 组网技术包括哪些主要问题 答：（1）干扰对系统性能的影响； （2）区域覆盖对系统性能的影响； （3）支撑网络有序运行的要素； （4）越区切换和位置管理； （5）无线资源的有效共享。 2. 为何会存在同频干扰同频干扰会带来什么样的问题 答：同频干扰是指所有落在接收机通带内的与有用信号频率相同的无用信号的干扰，这些无用信号和有用信号一样，在超外差接收机经放大、变频而落在中频通带内，接收系统无法滤出无用信号，从而产生同频干扰。 同频干扰会带来的问题：影响链路性能、频率复用方案的选择和系统的容量限制等问题 3. 什么叫同频复用同频复用系数取决于哪些因素 答：在移动通信系统中，为了提高频率利用率，在相隔一定距离以外，可以使用同的频率，这称为同频复用。 影响同频复用系数的因素有：一个区群（簇）中小区的个数（区群的大小），小区的大小，形状等。 4. 为何说最佳的小区形状是正六边形 答：小区形状的设计要求：小区无空隙、无重叠的覆盖整个服务区域。 全向天线辐射的覆盖区为圆形，不能无空隙、无重叠的覆盖整个区域。在考虑交叠之后，实际上每个辐射区的有效覆盖区是一个多边形。满足无空隙、无重叠条件的小区形状有三种：正三角形、正方形和正六边形。而在服务区面积一定的情况下，正六边形小区的形状最接近理想的圆形，用它覆盖整个服务区所需的基站数最少，也就最经济。 5. 证明对于六边形系统，同频复用系数为22Q N i j ij ==++。 证明：同频复用系数Q 的定义为在同频些小区距离)(D 与小区半径)(R 的比值。 同频小区的距离也就是两个同频小区的中心距离，对于正六边形系统它是这样确定的，从一个小区的中心出发，沿着一边的中垂线数i 个小区，在向顺时针转060再向前数j 个小区，起点和终点的两个小区的距离就是同频小区的距离。由余弦定理可得 R ij j i D )(322++=，又因为ij j i N ++=22 所以N R R N R D Q 33===即得证。 6. 设某小区移动通信网，每个区群有4个小区，每个小区有5个信道。试用分区分组配置法完成群内小区的信道配置。