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      2. 無線移動(dòng)通信信道

        發(fā)布時(shí)間:2024-03-01
        無線信道的電波傳播特性與電波傳播環(huán)境密切相關(guān),這些環(huán)境包括地貌、人工建筑、氣候特征、電磁干擾情況、通信體移動(dòng)速度情況和使用的頻段,它們直接關(guān)系到無線通信設(shè)備要采用的無線傳輸技術(shù),關(guān)系到無線通信系統(tǒng)的通信能力和服務(wù)質(zhì)量。
        無線移動(dòng)通信信道是一種電波傳播環(huán)境很復(fù)雜的無線信道,電波在不同的地形地貌和移動(dòng)速度的環(huán)境條件下傳播。有三種研究無線移動(dòng)通信信道的基本方法:
        理論分析。用電磁場理論和統(tǒng)計(jì)理論分析電波在移動(dòng)環(huán)境中的傳播特性,并用數(shù)學(xué)模型來描述移動(dòng)信道。
        現(xiàn)場電波實(shí)測。在不同的傳播環(huán)境中,做電波實(shí)測實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證和校正理論分析結(jié)果。計(jì)算機(jī)模擬。靈活快速地模擬各種移動(dòng)環(huán)境。
        根據(jù)不同距離內(nèi)信號強(qiáng)度變化的快慢分為大尺度衰落、小尺度衰落。大尺度衰落與小尺度衰落特性如下表1 。
        表1大尺度衰落與小尺度衰落特性
        大尺度衰落 小尺度衰落(主要特征是多徑)
        描述 長距離上信號強(qiáng)度的緩慢變化 短距離上信號強(qiáng)度的快速波動(dòng)
        原因 信道路徑上固定障礙物的陰影 移動(dòng)臺運(yùn)動(dòng)和地點(diǎn)的變化
        影響 業(yè)務(wù)覆蓋區(qū)域 信號傳輸質(zhì)量
        無線移動(dòng)通信信道是由長期慢衰落和短期快衰落效應(yīng)來表征的。圖1示出了無線移動(dòng)信道中的長期慢衰落和短期快衰落效應(yīng)。當(dāng)忽略熱噪聲時(shí),接收機(jī)接收的信號可以表示為衰落特性的算式描述
        式中,r(t)表示信道的衰落因子;m(t)表示長期慢衰落,即本地或?qū)?shù)正態(tài)衰落分量;r0(t)表示短期快衰落,即多徑或瑞利衰落分量。
        圖 1 無線信道中的長期慢衰落和短期快衰落
        長期慢衰落是由移動(dòng)通信信道路徑上的固定障礙物(建筑物、山丘、樹林等)的陰影引起的,衰減特性一般服從d-n律,平均信號衰落和關(guān)于平均衰落的變化具有對數(shù)正態(tài)分布的特征。利用不同測試環(huán)境下的移動(dòng)通信信道的長期慢衰落中值計(jì)算公式,可以計(jì)算移動(dòng)通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)覆蓋區(qū)域。從無線系統(tǒng)工程的角度看,傳播的衰落主要影響到無線區(qū)的覆蓋。
        短期快衰落是由移動(dòng)臺運(yùn)動(dòng)和地點(diǎn)的變化而產(chǎn)生的。其中,多徑產(chǎn)生時(shí)間擴(kuò)散,引起信號符號間干擾;運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生多普勒效應(yīng),引起信號相位變化。不同的測試環(huán)境有不同的短期快衰落特性。而多徑衰落嚴(yán)重影響信號傳輸質(zhì)量,并且是不可避免的,只能采用抗衰落技術(shù)來減少其影響。
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