无线信道传播特性分析总结.doc

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,就要先了解什么就是无线信道。信道就是对无线通信中发送端与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,但就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瞧不见的道路衔接,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,无线信道就是最为复杂的一种,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。无线信道可能就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,信号衰落就是经常发生的,衰落深度可达30 ⅆB。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,使得移动台与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与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。
2、1 大尺度衰落
通常情况下,当接收机与发射机之间的相对位置在1-lOm的范围内变化时,接收信号功率的平均值基本保持不变。但当它们的相对位置的改变远超过上述范围时,接收信号的平均功率将会有几个数量级的变化。大尺度衰落正就是用来描述接收机与发射机之间的距离有大尺度变化时,接收信号平均功率值的变化规律。
在自由空间传播条件下,接收机接收的平均功率Pr可由下式给出:
Pr=Ptλ4πdgtgr (2-1)
其中:Pt就是发射功率;gt就是发射天线增益;gr就是接收天线增益;λ就是电波波长;d就是发射机与接收机之间的距离。
将式(2-1)代入以ⅆB为单位的路径损耗公式。可得出:.
PLⅆB=-10logPrPt=32、45+20logf+20logd-Gt-Gr (2-2)
其中:f为电磁波频率;Gt与Gr分别为发射与接收天线增益(dB)。
由式(2-1)可以瞧出。自由空间中,接收信号