无线信道的传输模型

信

道

的

传

输

模

型信

道

的

传

播

模

型

可

以

分

为

：大

尺

度

传

播

模

型

和

小

尺

度

衰

落

。信

道

模

型

的

分

类08.06.2020定义

：描述了长

距

离内接收

信

号的强

度的

缓

慢

变

化

，

这些变

化

是由发射

天

线

和

接

收

天

线

之间

传

播

路径

上的障

碍

物

遮

挡

造

成的

。主

要的模

型

代

表

有

：Lee模

型

、

Okumura-Hata

模

型

、COST231-Hata

模型、Walfisch-Ikegami模

型(WIM)、

室内传播模型08.06.2020大

尺

度

传

播

模

型定义：描述短距离

或

短时间内接收信号强度快速

变

化

的。模型

代

表

：AGWN模型、Raleigh

时变信道模型、伦琴

衰

落模

型小

尺

度

模

型08.06.2020在规划中一般只考虑大尺度衰落，

关

心

的是接

收

点

信

号

场

强

的

平

均

值

，

因

此

只

用

到

大

尺度

传

播

模

型

，

而

小

尺

度

衰

落

一

般

用

在

理

论

研

究

中

，

用

于

传

输

技

术

的

选

择

和

数

字

接

收

机

的

设

计

，

在

规

划

中

一

般

不

予

考

虑

。规

划

综

合

考

虑08.06.2020为什么要研究无线信道

?无线通信系统的性能主要受到移动无线信道的制约，

移动无线信道具有多样性，同一无线空中接口在不同的移动无线信道中的性能大不相同.如何描述移

动无

线

信

道

?采用理论分析，场强实测统计和计算机模拟三种方法08.06.2020移动环境下

的信道分析■移动无线传播环境概述

■小尺

度多径衰

落

模型

■大尺度路径损耗模型内

容

提

要无线

电波传播特性分析白

由

空

间传播■陆地传播机制08.06.2020

有线

信

道：

平

稳，

可预

测

；无线信道：极为随机，难于分析，难于模拟；非

视

距、多

径、

运

动，

造

成

衰

落

。◆传播机制：

反射、

绕射和散射；

例，

城市中多径，

无直视

路

径

。的

强：

测以

定距离08.06.2020什么叫自由空间?无任何衰减、无

任何阻挡、无任何多径的传播空间。无线电波在自由空间传播时，

其单位

面积中的能量会因为扩散而减少。这种减少，称为自由空间的传播损耗。如图所示，发射功率为Pr,发射天线为各向均匀辐射，

则以发射源为中心，

d为半径的球面上单位面积的功率为：S=P₁/4πd²08.06.2020自

由

空

间

传

播

(

1

)自由空间传播(2)◆由于天线有方向性(设发射天线增益为Gr),则接收点

的电波功率密度设接收天线的有效接收面积为A,则

(m²)其中G,为接收天线增益，

λ为自由空间波长◆接收天线处的功率为：08.06.2020自由空间传播(3)令：

P,/Pr=Ls,其

中Ls

定义为自由空间

传

播

损

耗

，损耗常用分贝表示。由上式可得Ls=32.45+20logf+20logd-10log(g,g,)式

中

，距离

d以

km为单位

，频率f

以

MHz为单位。忽略天线增益

的影响

(

理

想

点

天

线)则：Ls=(4πd/λ)²=(4πfd/c)²以分贝数表示为

：08.06.2020

一

般

直

觉■影响接收信号强度的两个因素：■距离

→

路径衰减多径

→

相位差绿色信号比蓝色信号到达红接收点的

传输距离长

1/2λ。对

2.4

GHz

信号，λ(波长)=12.5cm08.06.2020产

生多

径的

原因■

自

由空

间

传

播

(LOS)

。■反射：当电波信号传播碰撞到大大地大于信号

波长的障碍物时发生反射。■导体与绝缘体材料(折射)■散射：当电波信号传播碰撞到小于信号波长障

碍物

或facets时发生

散

射

。■“混乱”相对波长较小■绕射：信号能量绕过障碍物传

播的

机制

称

为

绕

射

。08.~

■费涅尔区直

射

波

-

-

-

视

距

传

播反

射

波

发射天线地

表

面

波传

播

路

径08.06.2020反射

(Reflection

)当电磁波遇到比波长大得多的物体时，发生反射。反射发

生

在

地

球

表

面、建筑

物和墙壁表面08.06.2020绕

射

(Diffraction)当发

射

机

和

接

收

机

之间的

传

播

路由

被尖锐的边缘阻挡时，

发生绕射.08.06.2020当电磁波的传播路由上存在小于波长的

物体、并且单

位

体

积内这种障碍

物

体的数

目

非

常巨

大时，

发

生

散

射。散射发生

在

粗

糙

表

面、小物体或

其

它

不

规

则

物

体，

如：树叶、街

道标

志

和

灯

柱

等

.散

射

(Scattering

)08

.06.20

2

0localscatterers

localscatterersto

the

BS08.06.2020实

际

空

间

传

播scattering

dominantcluster

reflector时间移动通信环境---场强测试曲线地形(传播损耗)区城散射(多径衰落)场强(dB)移动路径信号强度08.如

何

研

究

多

径

信

道

?■从接收信号的角度进行统计分析：■接收信号的幅度变化及分布■接收信号的到达角分布■从多径的数学表达式角度分析：

研究多径中每

径

幅

度的分

布研究每

径的到

达

角

和

分

布研究每

径的时

延

特

性

及

分

布■

从模型的角度。08.06.2020■

尺度不同：■大尺度(数米范围内的平均值)■小尺度(在波长量级范围内的测量值)■

环

境

特

征

不

同

：■室外、室内、陆地、海洋、空间、等等。■

应用区域不同：宏蜂

窝(2

k

m

)、

微

蜂

窝

(500

m)、

微

微蜂

窝

。模

型

是

特

定

的08.06.2020复

杂

的

移

动

通

信

信

道◆首先，传播环境十分复杂，

传播机理多种

多样。几乎包括了电波传播的所有过程，

如

：

直射、绕射、反

射、散

射

。其次

，

由于用户台的移动性，

传

播

参

数

随

时变化，

引起接收场强的快速波动。

移动信

道

是

一

种

是时

变

信

道

。08.06.2020在

上

述

移

动

信

道

的

三

个

主

要

特

点

以及传

播

的

三

种

主

要

机

制

作

用

下

，

无

线

电波

通

过

移动信道时，接收点的信号将产生：1、

三类损耗∴2、

四种效应08.06.20201.

三

类

不

同

层

次

的

损

耗路

径

传

播

损

耗：

自由空间传播损耗

(

Path

loss)与弥

散

；慢

衰

落

损

耗

：

主

要由阴

影效

应

引

起

；快

衰

落

：

主

要

由

多

径

效

应

和

多

普

勒

效

应

引

起

。快衰落又可分为：

空间选择性快

衰落、频率选择性快衰落与时间选择性

快

衰

落

。08.06.2020Signal

PowerSlow

fadingFast

fadingPosition08.06.2020接

收

信

号

的

统

计

分

析Path

loss移动通信环境下场强变化剧烈场

强

变

化

的

平

均

值

随

距

离

增

加

而

衰

减场

强

特

性

曲

线

的

中

值

呈

慢

速

变

化

---慢

衰

落场

强

特

性

曲

线

的

瞬

时

值

呈

快

速

变

化

-

-

-

快

衰落移

动

环

境

的

场

强

特

性08.06.2020.

接

收

信

号

中

的

四

种

效

应效应：

由地形结构起伏，不同障碍物对电

波的遮挡引起的随机性，表现为慢衰落S多径效应：由移动体周围的局部散射体引起的

多

径

传

播

，

表

现

为

快

衰

落S

多普勒效应：由于移动体的运动速度和方向引

起

，

多

径

条

件

下

，

引

起

多

普

勒

频

谱

展

宽远近效应：

由于接收用户的随机移动性，移动

用户与基站之间的距离也是在随机变化，若各

移动用户发射信号功率一样，那么到达基站时

信号的强弱将不同，离基站近者信号强，离基

站远者信号弱。通信系统中的非线性将进一步

加重信号强弱的不平衡性，甚至出现了以强压08.06.202

弱

的

现

象

，

即

使

离

基

站

较

远

的

用

户

产

生

掉

话

(

通信中断)现象，通常称这一现象为远近效应。它类似于太阳光受阻挡后可产生的阴影，

光波的波长较短，

因

此

阴影

可

见

，

电

磁

波

波

长

较长，阴影不可见，但是接收终端(如手机)与

专用仪表可以测试出来。阴影效应

：由大型建筑物和其

它物体

的

阻挡，在电波传播的接收区域中产生传播半盲区。08.06.2020远近效应：

由于接收用户的随机移动性，移

动用户与基站之间的距离也是在随机变化，若各移动用

户发

射

信

号

功

率

一

样，那么

到

达

基站时信号的强弱将不同，离基站近者信号

强

，

离基站远者

信号弱。通信系统中的非线

性将进一步加重信号强弱的不平衡性，甚至

出现了以强压弱的现象，并使弱者，

即离基站较远的用户产生掉话(通信中断)现象，通常

08.0称这一现象为远近效应。多径效应：

由于接收者所处地理环境的复杂

性、使得接收到的信号不

仅

有直

射

波的主

径

信号，

还有从不同建筑物反射过来以及绕射

过来的多条不同路径信号。而且它们到

达时

的信号强度，

到达时间以及到达时的载波相

位都是不一样的。所接收到的信号是上述各

路径信号的矢量和，也就是说各径之间可能

产生自干扰，

称这类自干扰为多径干扰或多

o8.0径效应。这类多径干扰是非常复杂的，有时根本收不到主

径

直

射

波，收到的是一些连续多普勒效应：

它是由于接收用户处于高速移

动中比如车载通信时传播频

率的扩散

而引起

的

，

其扩散程

度与

用

户

运

动

速

度成正比。这

一现象只产生在高速(≥70km/h)车载通信时，

而对于

通常

慢

速

移

动的步行

和

准

静

态的室内

通信，则不予

考

虑

。08.06.2020đ

表示移动台与基站的距离及方向性。

当移动台运动时，

距离又是时间1.自由空间传播损耗与弥散，用|al-“表示，其中n

一般为3~4。2.阴影衰落，用S(a)表示。这是由于传播环境中的地形起伏、

建筑物及其它障碍物对电波遮蔽所引起的衰落。3..多径衰落，用R(a)

表示。这是由于移动传播环境的多径传

而引起的衰落。多径衰落是移动信道特性中最具特色的部分。08.06.20的函数。二

种

传

播

模

型

：大

尺

度

模

型

和

小

尺

度

模

型图3

.

1

小尺度和大尺度衰减08.06.2020二

种

传

播

模

型

(

续

)大尺

度

路

径

损

耗

传

播

模

型描述

发

射

机

和

接

收

机

之间

长

距

离

上

平均

场强的

变

化，

用

于

预

测

平

均

场

强

并

估

计

无

线

覆

盖

范围

。小尺度多径衰落传播模型√

描述移动台在极小范围内移动时，

短距离或

短

时间

上

接

收

场

强的

快

速

变

化，用

于08.06.20

确定移动通信系统应该采取的技术措施。大尺度传播模型■

大

尺

度

模

型

预

测

距

离>>

λ的

电波传播

行

为

：■距离和主要环境特征的函数，

粗略地认为与频率无关；■当距离减

小

到一

定

程

度时，模型

就不

成

立

了

；■用于

无

线系统

覆

盖

和

粗

略的

容

量

规

划

建

模

。08.06.2020小

尺

度

传

播

模

型小

尺

度(衰落

)

模

型

描

述

信

号

在λ

尺

度内

的

变

化

：■多径效应(相位抵消)为主，

路径

损耗

(大尺度

)

可

认

为

是

常

数；■与

载

波

频

率

和

信

号

带

宽

有

关

；■着眼于“衰落”建模：

在短距离或数

个波

长范围内信号快

速

变

化

。08.06.2020概

要无线电波传播特性分析★自由空间传播★陆地传播机制移

动

环

境

下

的

信

道

分

析★移动无线传播环境→

小

尺

度

模型

分

析★

大

尺

度

模

型

分

析08.06.2020★

多径效应★

存在的衰落及分布

★

时延扩展

及

相

干带宽★多普勒效应

及

相

干时间★

移动信道分类08.06.2020小

尺

度

衰

落

模

型

分

析多

径

效

应

(1)定义

：

由于移动信道中直射

、反射和折射现

象的

同

时存在

，

使

得

发

射

信

号

通

过

不

同

的

传

播

路径

，

形成幅

度

、

相

位

及

到

达

时

间

相

互

区

别

的

多个信号而到达

接

收

台

；

并

且

不

同

多

径

成

分

的

相位

、

幅度

等

都

是

随机

、

独

立

变

化

的

；

接

收

到

的信号

由大量具有

随机

幅

度

，

相

位

和

到

达

角

度

的平面波组成

。这

些

多径

分

量

在

接

收

天

线

进

行

矢量组合，

从而使接收信号失真或衰落。多径效应

引起

的接

收

问题

：

额

外

的

路

径

损

耗

、

突发性误码、严重的码间干扰08.06.2020幅度：

衰落→

在

小

的

传

播

距

离

或

时

间

段

信

号

强

度

的

迅

速

变

化时

间

：

多

径

时

延→

多

径

延

迟

所

引

起

的

时

间

扩

散频

率

：

多

普

勒

扩

展→

由于在不同多径信号上不同

的多普勒频移所产生的随机频率调制08.06.2020多

径

效

应

(2)多径

信

号

—

—

小

尺

度

衰

落

及

分

布Rayleigh

衰落Rice

衰

落08.06.2020设无直射

R径

y号l

幅ig值h和)

天线的方位角是随机的且统计独立发送信号为：S接收信号为：接收落到达衰的e信aN个利波的瑞则：x

和y是独立随机变量之和，根据中心极限定律，x

和y分布，相位

为

均匀

分

布

。

即

：趋于正态分布。

因此合信号复包络

r=√x²+y²

为瑞利

令

：08.06.2020指含有一个强直射波的N

个路径传播时，若每条路

径的信号幅度为高斯分布，相位在0~2π为均匀分布，则合成信号包络分布为莱斯分布。莱

斯(Ricean)

衰

落08.06.2020Ricean分布与Rayleigh

分布的关

系Rafleigh衰落信道直射分量Ricean信道求

和08.06.2020多径效应(3)一移动通信信道分析时延扩展

→

频

率

选

择

性

衰

落频率扩

展

→

时

间

选

择

性

衰

落角度扩展

→

空间选择性衰落08.06.2020-4.1.2时延扩展---频率选择性衰落所谓频率选择性衰落是指在不

同

频段上衰落特性不一样。to

t₁t₂t₃

…

时间窄带信号08.06.2020频

率宽带信号信号谱密度信号强度时域：在t₀时刻输入一个δ脉冲2)信道输出频域

：

衰落起伏的有色谱时域：在t。+△t瞬间，脉冲在时域产生了

扩散，其扩散宽度为L/2

。

其中

为△t

绝

对

时延。3)结论：由于信道在时域的时延扩散，引起了在频域的频率选择性衰落。且其

衰落周期，

即与时域中的时延扩散程度成正比T₂

=1/L。信道输入频域：

白色等幅频谱08.06.2020频率选择性衰落其现象、成因与机理

如

图所

示

：个→

f宽

带移动信道个V→

ttot₀+△t08.06.20201

L个所谓时间选择性衰落，

是

指

在

不

同

的时间衰落特性是不一样的。信号谱密度信号强度频

率08.06.20204.1.3

频率扩展---时间选择性衰落时

间慢衰落快衰落1)言道输入：时域：单频等幅载波；频域：在单一频率上单根谱线(脉冲);

2

)

信

道

输

出

：时域：

包络起伏不平；频域：以f₀为中心产生频率扩散，其宽度为B

。

其中

△f为

绝

对多

普

勒

频

移

，B

为

相

对

值

。3)结论：

由于用户的高速移动在频域引起多普

勒

频

移，

在

相

应的时

域

其

波

形

产

生

时间

选

择性衰落。其衰落周期为T=P;/B。08.06.2020

时

间

选

择

性

衰

落7→t高

移

动用户信道个个Yf₀08.06.2020时间

选

择

性

衰

落

其

现

象

、

成

因

与

机

理

如

图所

示

：兀BtK-

Bf₀+Af4.1.4角度扩展

-

-

-空间选择性衰落所谓空间

选

择

性

衰

落是

指

在

不同的地点与空间位置衰落特性不一样。信号强度信号强度地理位置360°0°08.06.2020空间选择性衰落1

)

信

道

输

入

：射频：单频等幅载波；角度域：在

φ。角上的一

个

脉

冲式的点波

束

。2)信道输出时空域：

在不

同接

收

点

时域上衰落特

性是不一样的，

即同一时间，不同地点(空

间)衰落起伏是不一样的，这样，从空域上

看，其信号包络的起伏周期为么。;角度域：在原来角度上的点波束产生

了扩散，

其扩

散

宽

度

为

△φ

o3)结论：

由于开放型的时变信道使天线的点

波束产

生了扩

散

而引起了空间选择

性

衰

落

，其衰落周期为一A-,

其中公。为波长08.06.2020空间

选

择

性

衰

落

现象、

成因

与

机

理

可移

动

多

径

信

道

的

参

数

：◆

时延扩展和相干带宽，描述信道时

间

色

散

特

性◆

多普勒扩展和相干时间，

描述

信道

时

变

特

性◆发送信号特性(如带宽、符号间隔等

08.062020)

和

信

道

特

性

(rms时

延

、

多

普

勒

扩

展

)决定了信号将经历不

同类型的衰落最大

时延平均时延均

方

根(rms)

时

延典型时延

值频

率

选

择性

衰

弱

和

平

坦

衰

落多

径

信

道

—

—

时

延

扩

展时

延

统

计

分

布

：路径数目的概率分布;

多径延迟时间的分布；

多径信号的强

度分布；

多径信号的相位统计分布08.06.2020时延

扩

展

(

多

径

时

散

)在多径

传

播

条

件

下，

当发射端发送一

个

极

窄的

腺

冲

棺

号

时

，

经过多条不同的传

播

路

径

后，接收

端

信

号

则

为一患脉冲组成(可能是离散的，也可能

联

成一

片其中，

N、ai、和ti都是随机变化的。这样

，

,因

此ayto

tot₁

t₂称08.06.202Sp]时延统计特性多径信号到达时刻

的分布6指数分布---对于有近距离散射体，中距离高大建筑和远山

的环境一等间隔分布---简化模型，GSM05.05建议多径信号到达数目的分布---泊松分布08.06.2020

多径信号---幅度统计特性多径延迟信号的电平分布，通常用指数分布来描述GSM05.05建议中采

用

指

数

分

布表

示

乡

村

地

区

的

多

径传

播信号的幅度分布。[13[

2-23

多径信道模型还

处在

研

究

之

中08.06.202((b)多径信号---相位统计特性相位变化：

反射附加相移十时延附加相移十多普勒频移

≤多普勒展宽：

多径传播下，

多径

的

多

普

勒频移形成信号频率的扩展。

当多径电波与移动台的运动方向夹角在[0~2π]内服从均匀

分布时，

多普勒扩展的功率谱为：08.06.2020

这里

Pu

是所有到达电波的平均功率。最大时

延

扩

展

T(dB)归一化时延曲线比直达

功

率下降XdB时

所

对应的时延差，

(通

常

取

3

0dB),在不存在直达信号的情

况下，

可以将多径信号中具有最强

功率的那一

径

作

为比较

基

准平均

时延、其中，t为相对时延值，P(t)为归一化的时

延强度，

它是不同时延信号分量具有的平均功率08.06.2020是多径信道时

延特

性

的

统

计

描

述

，

表示

时延扩展的严重程

度

。

值

越

大

，

时

延

扩

展

越严重

；

反

之

，

时

延

扩

展

越

轻

微★

在

数

字

传

输

中

，由

于

时

延

扩

展

，

接

收信号中

的

一个

码

元

波

形

会

扩

展

到

其

他

码

元

周

期中去，

即造成码间干扰

(ISI).为了避免

码间干扰，如无抗干扰措施(如均衡等),

应使码元周期大于多径效应引起的时延扩展

,

或者等效地说码元速率小于

1/均

方

根

时

延08.06.2020RMS

延

迟

扩

展

=

4

5

.

4

0ns最大附加时延<

10dB=84ns门

限

电平

=

—

2

0dB平均附加时

延

=

4

5.

0

5ns150

200250

300350-30-500

5008.(10O-10附

加时延(ns)正

常

接

收

功

率

(

d

B

)400

450-20100噪声门限(如图)用来区分接收的多径分量

和

热

噪

声

；08.06.2020三

S0

E

异

仓

区

的图中，参数市

区郊

区平

均时

延

/

u

s对应路径距离/m1.5~2.5450~7500.1~2.030~600时

延

扩

展

/

us相

干带宽

/

k

H

z1.0~3.053～1590.2~2.079.6~796最

大时

延

/

us对应路

径

距离

/

k

m5.0~121.5~3.63.0~7.00.9~2.1典

型时

延f=450/800MHz08.06.2020贝

率

选

择

性

衰

落

与

平

坦

衰

落实际测量数据

表明，

信号通过移动

信道时，不同频率分量上的场强有

较

大的变

化

，

即遭受的衰落可能有所不同。根据衰落与频率的关系，可将衰落分为两种：频率选择性衰落与非频率选择性衰落(平坦衰落)。相应地，

可将信道分为频率选择性衰落信道与平坦衰落信道信号会发生哪种衰落，要由信号和o⁸.09

首两方面因素决定信号中

各

频

率

分

量的

衰

落

状

况

与

频

率

无关，

即信号经

过

传

输

后，

各

频

率

分

量

所

遭受的

衰

落

具

有

一

致

性，

即

相

关

性

，因而

衰

落

信

号的

波

形

不

失

真s(t)r(t)x(t,t)S(x)h(f,r)

(t)了

-7

0

モ

0

T,+rS4()

F()

R(()f

f

f.

f

f

f08.06.2020平

坦

衰

落

信

道

特

性频

率

选

择

性

衰

落

信

道

特

性传输信

道

对

信号中不同频率成分

有

不同的随机的

响应

，

使不

同

频

率

的

信

号分量的衰

落

不

一

致，

所

以衰落信号

波

形

将

失

直08.06.2020相干带宽是指通过信道的两个信号的频域相

关

函

数

下

降

到

某

一

数

值a

时

的

频

率

间

隔O与信号的延时扩展有关。相

干

带宽

是

信

道

可

看

成

“

平

坦”

的

频

率

范围的统计度量值。在相干范围

内

，信道

的频

率响应可看成平坦的，

即可让带内所有分

量等增益和线性相位通过。

当信号

带

宽

远

小于信道相关带宽时，

为平坦衰落

信

道；当os06.2020信号带宽大于信道相关带宽时，为频率选

择性

衰

落

信

道相

关

带

宽

(

1

)相

关

带

宽

(

2

)这里我们考虑频率分别为f,和f、的两个信号的包络的相关性，即由两信号的相关系数得出。设这两个信号的包络为ri

和r₂,频率差为=

f

一|

,则其包络相关系数为：若

位

服从瑞利

分手

布

，且由于这里讨论的只是频率l由上式可知，当信号频率间隔增加时，相关系数减

08.06.202小，也就是信号的不一致性增加。如定义为频率相关函数大于0.9的某域的相关

性，粗略地矿名

,

则

得

到耳

及

0

9

贝

电

(频率相关函数大于0.9的带克2)耳xQ5

贝

电oe₀6200(3)实际用中常用最大时延的倒数来规定相关带宽

，相

关

带

宽几

种

定

义

：西

非

虎例，一个多径信道的离散冲激响应的

多径延时分布图如下所示，求：(

1

)

平

均

附

加

时

延(2)rms

时

延

扩

展(

3)

最

大

附

加

时

延

(

1

0dB)(4

)

5

0%

的

相

干

带

宽(μs)

4206.

1-142020~耳E(

3

3

0

2

-

5

为

最ZS为P,(t)专三乏-多径信道---多普勒扩展与相关时间08.06.2020由此可得出频率变化值，

即多普勒频移为：mfe当移动

台

以

恒

定

速

率vO,

沿

着

与

入

射

波

成角的方向运动时

，

形成

的

接

收

信

号

相

位

变

化

值

为：其

中

，

为最

大

多

普

勒

频

移假设发射频率为,

则接收频率变化为多

普

勒

频

移08.06.2020X

Y△l08.06.2020图

2-27

多普勒频移功率谱

图2-27给出多普勒效应引起的接收功率谱。尽管发射频率为单

频

f,但接收电波的功率谱S(f)

却展宽到f.一fm

到

f.+f…

范围。

这相当于单频电波在通过多径移动信道时受到随机调频。接收信号

的功率谱展宽就是多普勒频展。

这里P…是所有到达电波的平均功率。08.0速

度频

率10km/h60Km/h100km/h350km/h450MHz0.85.08.329.2800MHz1.58.914.851.91800MHz3.320.033.4116.72100MHz3.923.338.9136.23径信号---典型多普勒粒

展08.06.2020频

为

2GHz时

，移动

台速度为50km/h的

功

率谱

密

度

图08.06.2020f(Hz)P(ff(Hz)载频为

2GHz时

，移

动台

速

度为1km/h的

功率

谱

密

度

图n(t)08.06.2020

相

关

时

间相关时间T

定义为Doppler

频谱扩展宽度的

倒

数

表示由Doppler

效应导致的信号衰落的衰落

速

度，即时

变

信

道

对

信

号的

衰

落

节

拍

。08.06.2020

当发送信号周期大于相干时间时，

为快喜

波

信

道频率选择性衰落1.信号带宽>相干带宽2.时延扩散>符号周期基于多普勒扩

散快衰落1.相干时间<符号周期2.

多普勒频移大08306.2020道变化快于基带信号的变化慢衰落1.相干时间>符号周期2.

多普勒频移小3.信道变化慢于基带信号的变化衰

落

信

道

的

分

类基于多径时延扩散平坦衰落1.信号带宽<相干带宽2.时延扩散<符号周期Bc

>>Bs,

Tc

>>Ts平衰落信道，平坦慢衰落一条明显路径在

符号

周

期内

信

道

恒定Bc>>Bs,Tc<<Ts时间选择性衰落信道，平坦快衰落一条明显路径在符

号

周

期内

信

道

变

化Bc<<Bs,

Tc>>Ts频率选择性衰落信道，频

率

选

择性

慢

衰

落可分辨多径在

符号

周

期内

信

道

恒定06.2020Bc<<Bs,

Tc<<Ts频率和时间选择性衰落信道，频率

选

择

性

快

衰

落可分

辨多

径在符

号

周

期内

信

道

变

化移动环境信道分析

信道分类根据相关带宽Bc,

相关时间Tc,

信号带宽Bs,

信号持

续时间Ts的相对关系分类08移

动

环

境

信

道---GSM

信

道

模

型GSM

05.05建议的

信

道

类

型≤典型郊区(RAx)≤典型山区(HTx)%典型城市地区(Tux)GSM

05.05建议的

传

播

模

型典型郊区(RAx

):6支路典型郊区模型≤典型山区(HTx):12/6

支路典型山区模型≤典型城市地区(Tux):

12/6

支路典型城市地区模型08.06.2020移

动环境信道---GSM信道模型参

数GSM

05.05建

议的

信

道

模

型

参

数≈多径支路数目：12或6个≈每路径的信号参数：

路径的时延，平均功率每路径的幅度分布

：

瑞利

分

布

，

依

据

多

普

勒

频谱S(f)GSM

05.05建议的多普勒频谱S(f)≈典型多普勒频谱，用于除郊区最短路径外所有

环

境08.06.2020普

勘

频

逆概

要无线电波传播特

性

分

析■自由空间传播■陆地

传

播

机

制◆

移

动

环

境

下的

信

道

分

析■移

动无线

传

播

环

境■小尺度多径

衰

落

模型

→大尺度路径损

耗模

型08.06.2020描述发射机和接收机之

间长

距

离

上

平均

场

强

的变

化

，

用于预测平均场强

并

估

计

无

线

覆

盖文大

尺

度

模

型08.06.2020基于

理

论

和

测

试的

传

播

模

型

指出，

无

论

室内或室

外

信

道，

平均接收信号的功率

(dB)随

距离的对数

衰

减。

这

种

模

型已被

广

泛地使

用。

对

任意T-R

距离，平均大

尺

度

路径

损

耗表

京

为

Q1DO

套其

中

，n

为路

径

损

耗

指

数，表明路径损耗

距

o⁸.06.2离

增

长的

速

率。n在不同环境下的取值如下

表

所

示对

数

距

离

路

径

衰

减

规

律注：

(

1)必

须

在

远

场

区

，

即

；(2)小

于

实

际

的使

用

距

离；(3)可预测或

实

腰测量；(4

)

单

位

为：1通常

的选择：

室内：

1m;室外

：

100m

或

1km.08.06.2020环

境路径损耗指数，n自由空间2市区

蜂

窝2.6～3.5市

区

蜂

窝

阴

影3～5建

筑

物内

视

距

传

播1.6～1.8被

建

筑

物

阻

挡4～6被

工

厂

阻

挡2～3不

同

环

境

下

路

径

损

耗

指

数表3

.2

不同环境下路径损耗指数08.06.2020慢衰落产

生

的

原

因★阴影效应：

由位于电波传播路经上的障碍物的阻挡而产生的损耗。特点：

衰落速率与与地形结构、地貌、用

户移动的速度有关，

而与工作频率无关★大气折射，大气介电常数的变化，

时变统

计

特

性位置函数

08.06.2020★分布特性---对时间函数

★联合分布Longley-Rice模

型适用频率范围：40

MHz-10GHz,不

同种类地

形

的

点

对

点系

统。利用路径几