移动通信第二章移动通信电波传播与传播预测模型详解演示文稿

移动通信第二章移动通信电波传播与传播预测模型详解演示文稿当前第1页\共有126页\编于星期四\6点（优选）移动通信第二章移动通信电波传播与传播预测模型当前第2页\共有126页\编于星期四\6点2.1概述3当前第3页\共有126页\编于星期四\6点

为什么研究无线信道的电波传播特性？2.1.概述(1/5)信道h(t)S(t)r(t)4,白噪声当前第4页\共有126页\编于星期四\6点

白高斯噪声的定义和特点定义：噪声大小的概率分布服从高斯分布噪声的功率谱密度是均匀分布为什么叫“白”白光是由各种频率（颜色）的单色光混合而成平坦功率谱的性质被称作“白色”2.1.概述(2/5)5,Q性能当前第5页\共有126页\编于星期四\6点62.1.概述(3/5)高斯信道传输性能QPSK瑞利信道传输性能7dB25dB1e-31e-36,电特性当前第6页\共有126页\编于星期四\6点补充：无线电波传播特性(1/8)移动通信泛指采用电磁波为传输媒介的无线通信

频段划分7,传播方式参考：《移动通信无线电波传播》作者：吴志忠当前第7页\共有126页\编于星期四\6点补充：无线电波传播特性(2/8)无线电波传播主要方式地波/地表面波传播天波传播空间波传播散射波传播8,地波当前第8页\共有126页\编于星期四\6点补充：无线电波传播特性(3/8)1，地波传播——电波沿地球表面传播频率越低，地层的电导率越大波长越长，越适合地波传播长波和中波适于地波f<3000KHz,λ

>100m地波不受气候影响，传播

比较稳定可靠。传播过程中，能量被地层不断吸收，因而传播距离不远。适宜较小范围里的通信和广播业务使用地波传播9,天波当前第9页\共有126页\编于星期四\6点补充：无线电波传播特性(4/8)2，天波传播——无线电波向天空辐射，由电离层反射到达接收点电离层能反射电波，

也能吸收电波频率越低，越易反射频率越低，反射的高度越低频率越低，电离层的吸收越大频率太高会穿透电离层而不能返回地面，频率太低会因为损耗太大而不能保证通信质量电离层天波传播10,短波当前第10页\共有126页\编于星期四\6点补充：无线电波传播特性(5/8)短波是利用电离层反射传播的最佳波段

3MHz<f<30MHz,100m>λ

>10m11,空间波当前第11页\共有126页\编于星期四\6点补充：无线电波传播特性(6/8)3，空间波传播——从发射点经空间直线传播到接收点的无线电波叫空间波空间波传播距离一般限于视距范围，因此又叫视距传播。300MHz~3GHz的电磁波不能被电离层反射，主要是利用空间波传播。传播距离较近，一般的传输距离为50公里左右中继传播12,散射波当前第12页\共有126页\编于星期四\6点补充：无线电波传播特性(7/8)4，散射波传播在无法建立微波接力的地区，如沙漠、海疆、岛屿之间的通信，可以利用散射波传递信息。利用比电离层低的对流层，能散射微波和超短波，实现超视距通信。散射信号一般很弱，进行散射通信要求使用大功率发射机，高灵敏度接收机和方向性天线13不均匀大气13,蜂窝频段当前第13页\共有126页\编于星期四\6点补充：无线电波传播特性(8/8)蜂窝移动通信系统主要使用超高频UHF(300MHz~3GHz)的主要原因：UHF频段主要采用空间波传输，其覆盖方式适合于蜂窝移动通信系统UHF频段所需要的天线较短便于移动UHF频段受天气的影响较小14,蜂传播机制当前第14页\共有126页\编于星期四\6点15散射体典型的移动信道电波传播方式1.直射波(最强)3.绕射波(次强)2.反射波(次强)4.散射波(最弱)2.1.概述(4/5)视距信道

陆地移动信道下的电波传播机制15,视距当前第15页\共有126页\编于星期四\6点2.1.概述(5/5)信道按是否存在视距分类视距信道：直射传播（LOS：Light-Of-Sight），如卫星传播信道非视距信道：非直射传播（Non-LOS）：绕射、散射、反射16,自由空间当前第16页\共有126页\编于星期四\6点2.2自由空间的电波传播17,天线当前第17页\共有126页\编于星期四\6点回顾:天线基础知识各向同性天线没有体积、不存在损耗的点源辐射器。其方向图为球体，在各个方向具有相同的辐射强度天线增益

方向性天线在某方向的某位置达到

辐射场强Um所用的发射功率为Pt，

而均匀辐射的点源天线所需的功率

为P018,直射当前第18页\共有126页\编于星期四\6点19

直射：电波沿直线传播自由空间电波传播损耗在理想的、均匀的、各向同性的介质中传播，无反射、折射、绕射、散射和吸收现象单位面积中的能量会因扩散引起损耗前提：发射天线远离地球，或没有阻挡物(a)(b)(c)19,推Pr当前第19页\共有126页\编于星期四\6点发射天线为各向均匀辐射，以发射源为中心，d为半径的球面上单位面积的功率为：如天线具有方向性（发射天线增益为Gt），在主波束方向通过单位面积的功率为：参考：Frris自由空间模型(FrrisH.T.,Proc.IRE,1946)设：1,接收天线增益Gr;2,发射天线增益为Gt

3,发射功率为Pt

,4接收天线与发射天线的距离为d20,推Pr当前第20页\共有126页\编于星期四\6点主波束方向通过单位面积的功率接收天线有效面积AR:抛物面天线，假定天线口面场具有等相、等幅分布[1][2]则接收天线所截获的功率为[1]DipakL.SenguptaValdis，应用电磁学与电磁兼容设：1,接收天线增益Gr;2,发射天线增益为Gt

3,发射功率为Pt

,4接收天线与发射天线的距离为d21,推L当前第21页\共有126页\编于星期四\6点传播损耗，也称为路径损耗定义当Gt=Gr=1时，自由空间的传播损耗为

取对数将f

的单位改为MHz，d

的单位为改km

22,Gt

Gr非1当前第22页\共有126页\编于星期四\6点当Gt，Gr非1时，自由空间的传播损耗为[举例]PT=10W=40(dBmw)；GR=GT=7(dB)；

f=1910(MHz)，

D=500(m)

问：LdB=?PR=?

解：1）路径损耗：

2.2自由空间的电波传播(5/12)23,PR当前第23页\共有126页\编于星期四\6点(2)

PR

的计算

[举例]PT=10W=40(dBmw)；GR=GT=7(dB)；

f=1910(MHz)，

D=500(m),

LdB=78.07(dB)

24,

练习当前第24页\共有126页\编于星期四\6点[课堂练习],发射功率为PT=10(mW)，发射/接收天线增益GR=GT=7(dB)，工作频率f=1910(MHz)(20log1910=65.62dB)

，接收灵敏度为PR=10(nW)，问接收机最远离发射机多远能正常工作解：1)链路损耗L：2)最远传输距离d：25,

W转dBm当前第25页\共有126页\编于星期四\6点W和dBm的转换都是功率单位折算为dB更利于计算例：2.2自由空间的电波传播(8/12)26,

练习当前第26页\共有126页\编于星期四\6点[课堂练习],发射功率为PT=10(mW)，接收灵敏度为PR=10(nW)，求LdB

解：

2.2自由空间的电波传播(9/12)27,非理想当前第27页\共有126页\编于星期四\6点非理想自由空间的传输损耗路径损耗指数：实测表明，在发射功率，天线参数和工作频率给定的条件下，平均路径损耗d0为靠近发端的参考点距发端的距离，该处的损耗可以由实测获取

n为路径损耗指数，取决于传播环境参考点也必须在天线的远场28,典型n当前第28页\共有126页\编于星期四\6点典型环境的路径损耗指数

典型取值：42.2自由空间的电波传播(11/12)传播环境路径损耗指数，n自由空间2市区蜂窝通信2.7-3.5有传播阴影的市区蜂窝通信3-529,讨论n当前第29页\共有126页\编于星期四\6点路径损耗指数的最小值为2？室内传播的路径损耗指数多条传播路径经过反射或绕射到达同一个接收点路径损耗指数小于自由空间传播（<2）与传播环境与天线配置有关60GHz信号室内传播测量30,3传播机制当前第30页\共有126页\编于星期四\6点2.3三种基本电波传播机制31

当前第31页\共有126页\编于星期四\6点2.3，3种基本电波传播机制(1/3)反射(reflection)：电磁波遇到比波长大很多的障碍物时，发生反射产生多径衰落的主要因素32,绕射当前第32页\共有126页\编于星期四\6点332.3，3种基本电波传播机制(2/3)绕射(diffraction)：电磁波被具有尖锐边缘的障碍物阻挡时，发生绕射惠更斯.菲涅尔原理频率越低，绕射能力越强l1<l2AP33,

散射当前第33页\共有126页\编于星期四\6点2.3，3种基本电波传播机制(3/3)散射(scattering)：电磁波同时遭遇很多小于波长的障碍物阻挡时，发生散射一般产生于粗糙表面、小物体或其他不规则物体34,

阴影当前第34页\共有126页\编于星期四\6点2.4阴影衰落的基本特性35

当前第35页\共有126页\编于星期四\6点2.4阴影衰落的基本特性(1/3)什么是阴影衰落？阴影效应：由移动无线通信信道传播环境中的地形起伏、建筑物及其它障碍物对电波路径的阻挡而形成的电磁场半盲区阴影衰落过大，无法接收信号36,数学当前第36页\共有126页\编于星期四\6点2.4阴影衰落的基本特性(2/3)传播损耗受阴影衰落影响

r：传播距离；

m为路径损耗指数

ζ

：阴影产生的对数损耗，服从均值为0，方差为σ

的对数正态分布。对数形式时表示为典型值：m=4,σ=837,典型当前第37页\共有126页\编于星期四\6点2.4阴影衰落的基本特性(3/3)典型环境下阴影损耗的标准偏差特点：电平起伏相对缓慢衰落与地形、地物的分布和高度有关频率(MHz)准平坦地形不规则地形（h(m))城区郊区5015030050

89101503.5～5.54～79111345067.51115189006.5814182438,信道当前第38页\共有126页\编于星期四\6点2.5移动无线信道及特性参数39

当前第39页\共有126页\编于星期四\6点无线信道的衰落:r(t)=m(t)×r0(t)大尺度衰落/长期慢衰落：m(t)用于描述发射机与接收机之间的长距离（几百或几千米）或长时间上信号强度的变化原因：路径损耗和阴影衰落小尺度衰落/短期快衰落：r0(t)用于描述发射机与接收机之间的短距离（几个波长）或短时间（秒级）内信号强度的快速变化原因：移动台的运动、环境变化移动台运动的小区域基站发射天线大尺度衰落m(t)小尺度衰落r0(t)40,示意图当前第40页\共有126页\编于星期四\6点无线信道的衰落Log(d)损耗(dB)只有路径损耗路径损耗+阴影衰落路径损耗+阴影衰落+多径41,

多径衰落当前第41页\共有126页\编于星期四\6点422.5.1多径衰落的基本特性

图(a)两径传播的叠加（加强和减弱）

图(b)衰落包络随两径不同相位的变化多径衰落电波经历不同路径接收信号幅度急剧变化42,fd当前第42页\共有126页\编于星期四\6点2.5.2多普勒频移(1/5)多谱勒效应：移动台在移动中通信，接收信号频率发生变化的现象。43,推fd当前第43页\共有126页\编于星期四\6点2.5.2多普勒频移(2/5)XYV44,例假设X和Y相距较远，可以认为两处的入射角相同由于移动带来的路径差为路径差对应的相位变化为该相位变化对应的频率变化为综上所述最大多普勒频移为当前第44页\共有126页\编于星期四\6点举例：若载波频率为800MHz，移动台速度为60km/h，移动台运动方向沿电波传播方向，求最大多谱勒频移解：45,练习2.5.2多普勒频移(3/5)当前第45页\共有126页\编于星期四\6点课堂练习：若载波频率为800MHz，移动台速度为60km/h，移动台运动方向和电波传播方向夹角60度，求多谱勒频移夹角为180度？46,特点2.5.2多普勒频移(4/5)当前第46页\共有126页\编于星期四\6点多谱勒效应特点：

移动台朝着入射波方向运动，多普勒频移为正移动台背向入射波方向运动，多普勒频移为负由于接收信号是发送信号经过不同方向传播后的叠加，形成多普勒扩展47,

信道模型2.5.2多普勒频移(5/5)当前第47页\共有126页\编于星期四\6点2.5.3多径信道的信道模型(1/7)原理：将信道看成作用于信号上的滤波器，可以通过分析滤波器的冲激响应和传递函数得到多径信道的特性48,2径信道h(t)S(t)r(t)当前第48页\共有126页\编于星期四\6点两径传播模型L=PT/PR=(4dp/l)2/(GtGr)R是地面反射系数,取决于介电常数，波长和入射角d2.5.3多径信道的信道模型(2/7)49,

双线当前第49页\共有126页\编于星期四\6点证明：双线地面反射模型(1/5)双线地面反射模型ht:发天线高度hr:收天线高度d:直射路径距离d:反射路径距离d:收发距离R:地面反射系数反射成分50detd当前第50页\共有126页\编于星期四\6点证明：双线地面反射模型(2/5)路径差的映像方法51

展开当前第51页\共有126页\编于星期四\6点证明：双线地面反射模型(3/5)泰勒级数展开52

全反射当前第52页\共有126页\编于星期四\6点证明：双线地面反射模型(4/5)假定地面全反射，53

对比当前第53页\共有126页\编于星期四\6点证明：双线地面反射模型(5/5)自由空间传播损耗双线地面反射路径损耗54

多径情况当前第54页\共有126页\编于星期四\6点2.5.3多径信道的信道模型(3/7)推广到多径情况多径数量很大时，必须用统计方法计算接收功率55,

模型，考虑多径当前第55页\共有126页\编于星期四\6点2.5.3多径信道的信道模型(4/7)只考虑多径的影响假设输入信号为第i径信道的路径长度为xi(t)，衰落系数为ai(t)多径环境下的接收信号接收信号的复包络模型可分辨多径数目每径时延每径相移56,

考虑fd每径衰落系数当前第56页\共有126页\编于星期四\6点再考虑多普勒效应设第i径信道信号与运动方向夹角为θ，速度为v，则路径的变化量为带入接收信号，并化简57,

推导当前第57页\共有126页\编于星期四\6点58,

信道冲击当前第58页\共有126页\编于星期四\6点2.5.3多径信道的信道模型(7/7)

信道冲激响应函数59,信道统计特性当前第59页\共有126页\编于星期四\6点2.5.5多径信道的统计分析(1/9)多径信道接收信号包络服从瑞利(Rayleigh)衰落分布假设：没有直射波信号存在丰富反射波各反射波的幅度和相位相互统计独立上述假设在离基站较远，反射物较多的区域适用本质：接收信号经历N条独立的衰落路径到达接收端60,数学描述当前第60页\共有126页\编于星期四\6点TC(t)和TS(t)为高斯随机过程中心极限定理：大量相互独立同分布的变量的和服从高斯分布概率密度函数：瑞利(Rayleigh)衰落分布的数学描述61,转换当前第61页\共有126页\编于星期四\6点将直角坐标转化为极坐标形式由雅各比(Jacobian)行列式可求出新坐标系下的联合概率表示62,相位积分当前第62页\共有126页\编于星期四\6点在(0,2p)区间内对q

积分,得到r的概率密度函数在(0,∞)区间内对r

积分,得到q

的概率密度函数（Rayleigh分布）（均匀分布）63,

物理当前第63页\共有126页\编于星期四\6点瑞利分布的概率密度函数rp(r)发射信号经历无直射路径的N条独立的衰落路径，接收的合成信号包络服从瑞利分布衰落。瑞利分布概率密度函数(pdf)64,示意当前第64页\共有126页\编于星期四\6点瑞利衰落分布65,

莱斯当前第65页\共有126页\编于星期四\6点莱斯衰落分布66,

莱斯当前第66页\共有126页\编于星期四\6点2.5.5多径信道的统计分析(8/9)莱斯(Rician)衰落分布多径信道中，存在较强某路信号且它占有支配地位，此时，接收信号包络的衰落变化服从Rician分布。概率密度函数A：主信号峰值；r：衰落信号包络;

：r的方差；I0(·):0阶第一类修正贝塞尔函数。直射分量的功率其它分量的平均功率67,讨论K当前第67页\共有126页\编于星期四\6点K=A2/22定义主信号功率与多径分量方差之比，称为莱斯因子。A→0时，K→0,莱斯信道变为瑞利信道，衰落越严重

A2/22>>1时，莱斯信道将向高斯信道趋近，衰落越轻。概率密度函数68,相干带宽当前第68页\共有126页\编于星期四\6点2.5.4多径信道主要参数多径衰落信道分类1，时间色散参数和相关带宽2，频率色散系数和相干时间3，角度色散参数和相关距离69,相干带宽当前第69页\共有126页\编于星期四\6点1,时间色散参数和相关带宽(1/8)时域上分析时延扩展最大传输时延和最小传输时延的差值最后一个可分辨的时延信号与最早的时延信号到达时间的差值；发送脉冲信号接收多个脉冲信号70,根均时延当前第70页\共有126页\编于星期四\6点1,时间色散参数和相关带宽(2/8)平均时延：归一化时延谱曲线的数学期望均方值时延扩展功率延迟分布示意图71,举例当前第71页\共有126页\编于星期四\6点举例，两径信道(τ0,τ0+T)，每径功率(2/3P,1/3P)，求平均附加时延和rms时延扩展

P(τ）ττ0τ0+T2/3P1/3P72,衰落分类当前第72页\共有126页\编于星期四\6点1,时间色散参数和相关带宽(4/8)频率选择性衰落与平坦衰落发送信号的码元周期TS与信道时延扩展στ信号带宽BS和相干带宽BC平坦衰落信道（非弥散信道）BS<<BC

并且TS>>στ73,频选当前第73页\共有126页\编于星期四\6点1,时间色散参数和相关带宽(5/8)频率选择性衰落信号中不同频率分量通过多径信道后，所受衰落是否相同,依赖于信号带宽与相干带宽BS>BC

并且TS<στ74,相关带宽当前第74页\共有126页\编于星期四\6点相关带宽两径模型为分析简便第一径的信号为Si(t)第二径的信号为rSi(t)ejωΔ(t)，r为常数等效网络的传递函数75,幅频特性当前第75页\共有126页\编于星期四\6点信道的幅频特性为76,工程近似当前第76页\共有126页\编于星期四\6点1,时间色散参数和相关带宽(8/8)

实际系统中

多径数目较多

信道参数随时间随机变化

很难准确给出相关带宽大小

工程近似77,相干时间当前第77页\共有126页\编于星期四\6点频域上分析移动台的相对运动造成的多普勒扩展现象时间选择性衰落：信号在不同的时间衰落特性不一样。多普勒扩展现象相关时间Tc2.频率色散系数和相干时间(1/5)78,

典型谱当前第78页\共有126页\编于星期四\6点2.频率色散系数和相干时间(2/5)

典型多普勒扩展

如果在[0,2pi]内的入射角均匀分布Clarke模型79,相干时间当前第79页\共有126页\编于星期四\6点2.频率色散系数和相干时间(3/5)相干时间相干时间间隔内，信道特性不发生明显变化反映信道衰落的时间节拍

通过分析接收信号包络的时域相关系数得到工程近似相干时间长相干时间短80,例当前第80页\共有126页\编于星期四\6点2.频率色散系数和相干时间(4/5)举例

系统带宽100KHz，符号周期10us，经过均方时延为5us，最大多普勒频移为1Hz的信道，请估计信道衰落的特点

解：衰落：频域非选择性、时域非选择性81,练习当前第81页\共有126页\编于星期四\6点2.频率色散系数和相干时间(5/5)课堂练习系统带宽100KHz2MHz，符号周期10us0.5us，经过最大多径时延为5us，最大多普勒频移为1Hz的信道，请估计信道衰落的特点

解：衰落：频域选择性、时域非选择性82,空域当前第82页\共有126页\编于星期四\6点3，角度色散参数和相关距离(1/3)基于角度扩展低角度扩展高角度扩展空间非选择性衰落空间选择性衰落

空域上分析（空间选择性衰落）83,空选当前第83页\共有126页\编于星期四\6点3,角度色散参数和相关距离(2/3)空间选择性衰落：由角度色散即空间相关性产生（多天线情况下存在）角度扩展与传播环境中的散射体分布有关。散射体越多，角度扩展越大

；散射体越少，角度扩展越小

。信道独立同时出现深衰落的概率降低84,相关距离当前第84页\共有126页\编于星期四\6点3,角度色散参数和相关距离(3/3)相关距离：信道冲激响应保持一定相关性的距离85,小结当前第85页\共有126页\编于星期四\6点2.5.4多径信道主要参数多径衰落信道分类多径信道影响的表现和本质：

时域时延扩展：多条不同传播路径的信号到达接收点的时间不同。定义时延扩展为

。相关带宽：当信号带宽大于相关带宽时，该信号在信道中传输则会产生频率选择性衰落。Bc≈1/86,频域当前第86页\共有126页\编于星期四\6点2.5.4多径信道主要参数多径衰落信道分类频域多普勒扩展：由于移动用户高速运动而引起的传播频率的扩散：fm

相干时间：当信号码元周期大于相干时间时，发生时间选择性衰落。Tc

≈1/fm

87,空域当前第87页\共有126页\编于星期四\6点2.5.4多径信道主要参数多径衰落信道分类

空域

角度扩展由于信号散射引起的空间上的角度扩展相关距离多天线信道冲激响应具有较小相关度，空间选择性衰落88,

意义当前第88页\共有126页\编于星期四\6点了解多径信道能有效帮助系统设计：利用相关区域内的相关性，提高导频图案的有效性下图颜色相同的部分表示处于相干时间/带宽以内

图1的导频至少是图2的4倍ft

A3

A1A2A4ft

A1图1，信道变化快图2，信道变化慢89,分集当前第89页\共有126页\编于星期四\6点了解多径信道能有效帮助系统设计：利用相关区域间的不相关性，获取增益ftA1A1A1A1A190,典型信道模型当前第90页\共有126页\编于星期四\6点移动通信系统的典型信道模型（了解）COST207信道模型技术规范COST207,"Digitallandmobileradiocommunications,"OfficeforOfficialPublicationsoftheEuropeanCommunities,Finalreport,Luxembourg,1989.为开发及测试GSM技术推出包含四种典型场景郊区、典型城区、恶劣城区及丘陵地形(详细参数见后续页)参考(关于COST207的介绍来源)：M.Patzold,MobileRadioChannels,(2ndEdition),Wiley出版,2011年91,典型谱含义参考：M.Patzold,MobileRadioChannels,(2ndEdition),Wiley出版,2011年当前第91页\共有126页\编于星期四\6点COST207信道模型中的多普勒谱（了解）多普勒谱函数的数学描述多普勒谱的图形92,郊区当前第92页\共有126页\编于星期四\6点COST207信道模型典型场景：郊区（了解）6径郊区(RA)信道参数相对延迟相对增益（数值

分贝）多普勒谱类型延迟扩展93,城区当前第93页\共有126页\编于星期四\6点COST207信道模型:典型城区(1)（了解）12径典型城区(TU)信道模型参数94,3G当前第94页\共有126页\编于星期四\6点COST207信道模型:典型城区(2)

(了解)12径典型城区(TU)信道模型参数(替换模型)当前第95页\共有126页\编于星期四\6点COST207信道模型:典型城区(3)

(了解)6径典型城区(TU)信道模型参数当前第96页\共有126页\编于星期四\6点COST207信道模型:恶劣城区(1)

(了解)12径恶劣城区(BU)信道模型参数当前第97页\共有126页\编于星期四\6点COST207信道模型:恶劣城区(2)

(了解)12径恶劣城区(BU)信道模型参数(替换模型)当前第98页\共有126页\编于星期四\6点COST207信道模型:恶劣城区(3)

(了解)6径恶劣城区(BU)信道模型参数当前第99页\共有126页\编于星期四\6点COST207信道模型:山地(1)

(了解)12径丘陵地形(HT)信道模型参数当前第100页\共有126页\编于星期四\6点COST207信道模型:山地(2)

(了解)12径丘陵地形(HT)信道模型参数(替换)当前第101页\共有126页\编于星期四\6点COST207信道模型:山地(3)

(了解)6径丘陵地形(HT)信道模型参数当前第102页\共有126页\编于星期四\6点移动通信系统的典型信道模型(了解)3GPPLTE信道模型技术规范3GPP

TS36.104:“EvolvedUniversalTerrestrialRadioAccess(E-UTRA);BaseStation(BS)radiotransmissionandreception“为开发及测试第4代移动通信技术推出3种典型多径信道参数扩展步行A模型、扩展车载A模型、扩展典型城区模型103,参数当前第103页\共有126页\编于星期四\6点3GPPLTE信道模型(了解)多普勒谱类型：经典多普勒谱多径参数Excesstapdelay[ns]Relativepower

[dB]00.030-1.070-2.090-3.0110-8.0190-17.2410-20.8TableB.2-1ExtendedPedestrianAmodel(EPA)TableB.2-2ExtendedVehicularAmodel(EVA)Excesstapdelay[ns]Relativepower[dB]00.030-1.5150-1.4310-3.6370-0.6710-9.11090-7.01730-12.02510-16.9TableB.2-3ExtendedTypicalUrbanmodel(ETU)Excesstapdelay[ns]Relativepower[dB]0-1.050-1.0120-1.02000.02300.05000.01600-3.02300-5.05000-7.0104,度量当前第104页\共有126页\编于星期四\6点1052.5.7衰落特性的度量(了解)衰落包络与时间的关系衰落率、衰落深度电平通过率衰落持续时间105,建模当前第105页\共有126页\编于星期四\6点1062.5.7衰落特性的度量(了解)衰落率信号包络在单位时间内以正斜率通过中值电平的次数平均衰落率：衰落深度信号有效值与该次衰落的信号最小值的差值当前第106页\共有126页\编于星期四\6点电平通过率LCR(LevelCrossRate)即信号包络单位时间内通过某一规定电平值的平均次数衰落率是LCR的一个特例

瑞利分布当前第107页\共有126页\编于星期四\6点

举例，对一个瑞利衰落信号，在fm=20Hz时，试计算p=1时的电平通过率，如此时载频为900MHz,求此时移动台的最大移动速度

由电平通过率的定义

由多普勒和速度的关系当前第108页\共有126页\编于星期四\6点2.5.7衰落特性的度量(了解)衰落持续时间即信号包络低于某个给定电平值的概率与该电平对应的电平通过率之比。ADF(AverageDurationofFades)tR=P(r≤R)/NR瑞利衰落当前第109页\共有126页\编于星期四\6点2.5.7衰落特性的度量(了解)图中衰落持续时间为t1+t2+t3+t4，平均衰落持续时间为tR=(t1+t2+t3+t4)/4t1t2t3t4当前第110页\共有126页\编于星期四\6点

举例，对瑞利衰落信号，在fm=200Hz时，分别计算p=0.01，0.1和1时的平均衰落持续时间

由平均衰落持续时间的定义

p=0.01

p=0.1p=1当前第111页\共有126页\编于星期四\6点

举例，对瑞利衰落信号，在fm=20Hz时，计算p=0.707的平均衰落持续时，如果已知二进制数字调制的Rb=50bps，此时的衰落相对符号周期快还是慢？

由平均衰落持续时间的定义

p=0.707

此时的符号周期此时衰落相对符号周期为快衰落当前第112页\共有126页\编于星期四\6点

举例，对瑞利衰落信号，已知二进制数字调制的Rb=50bps，在fm=20Hz时，假设1个比特在该比特持续时间内只要出现p<0.1的衰落就会错误，估计平均比特错误率？

p=0.1

，1次衰落只会影响1个比特每出现一次p<0.1的衰落，就会错误1个比特每秒的错误比特个数等于出现

p<0.1的电平通过率p=0.1时的电平通过率为

平均比特错误率为当前第113页\共有126页\编于星期四\6点2.5.7衰落特性的度量(了解)衰落特性的度量工程意义当接收信号电平低于接收机门限电平时，就可能导致语音中断或者误比特率突然增大。帮助判定语音受影响的程度，以及在数字通信中是否会发生突发性错误和突发错误的长度。对于设计纠错控制编码和分集方案十分有用！当前第114页\共有126页\编于星期四\6点衰落信道建模与仿真(了解)信道建模（如何体现空、时、频三维特性）时间维：建立具有多普勒频谱特性的单径（平坦）衰落频率维：建立多径衰落空间维：建立多天线、多通道衰落115,时间维当前第115页\共有126页\编于星期四\6点衰落信道建模与仿真(了解)时间维：产生单径的时间连续的衰落（具有多普勒频率特性）116,谱Complexgaus