《GSM培训-无线信道》课件

GSM培训-无线信道课程目标了解无线信道掌握无线信道基本概念和特点，理解信号传播机理和信道衰落现象。分析信道特性学习信道模型和测量技术，掌握分析信道频率选择性和时间选择性的方法。应用信道知识理解信道对无线通信系统的影响，掌握解决信道问题的方法，如分集技术。无线信道简介无线信道是指无线电波在空中传播的路径，是无线通信系统中连接发射机和接收机的媒介。无线信道是一个复杂且动态的环境，会受到各种因素的影响，例如：地形、气候、障碍物等。了解无线信道的特性对于设计和优化无线通信系统至关重要，可以提高系统性能，提高通信质量。无线信道的特点时间变化空间变化频率选择性多径传播信号传播机理发射信号从基站天线发射到空中。传播无线电波在空中传播，受到各种因素的影响。接收移动电话天线接收来自基站的信号。自由空间传播在自由空间传播中，信号以直线传播，没有任何障碍物阻挡。信号强度随着距离的增加而衰减，遵循平方反比定律。这意味着信号强度与距离的平方成反比。自由空间传播模型可以用来计算信号在理想条件下的衰减。地球曲率和大气对传播的影响1地球曲率地球的曲率会导致无线电波沿着曲线路径传播，而不是直线路径。这会导致信号衰减，尤其是在长距离通信中。2大气折射大气中的温度和湿度变化会导致无线电波发生折射，改变其传播路径。这也会导致信号衰减。3大气吸收大气中的某些气体，如氧气和水蒸气，会吸收无线电波，导致信号衰减。多径传播信号路径无线电信号从发射机到接收机可能通过多条路径传播。反射和散射信号遇到障碍物如建筑物、树木或地面时会发生反射和散射。延迟不同的路径会导致信号到达接收机的时间不同，造成多径延迟。多径传播造成的信号失真多径衰落多个信号路径到达接收机，导致信号叠加出现相位偏移，造成信号衰落。频率选择性衰落不同频率的信号在多径传播中衰落程度不同，导致信号失真。时间选择性衰落信号在不同路径上的传播时间不同，导致接收信号出现时间延迟，影响数据传输。信号强度衰减10衰减信号强度随距离增加而减弱，称为路径损耗。100自由空间理论上，信号强度与距离平方成反比。1000障碍物建筑物、树木等阻挡信号传播，导致额外衰减。阴影衰落障碍物遮挡建筑物、树木和其他障碍物会阻挡信号，导致接收信号强度降低。地形影响山脉、丘陵等地形变化会影响信号的传播，造成信号阴影。快速衰落多普勒频移由于移动台和基站之间的相对运动，接收到的信号频率会发生变化，导致信号快速起伏。多径效应多条路径上的信号到达时间不同，导致相位变化，造成信号的叠加和抵消。阴影衰落障碍物对信号的遮挡，导致信号强度快速下降。信号功率功谱信号功率功谱表示信号在不同频率上的功率分布。在无线通信中，信号功率功谱分析对于理解信号的频率特性和设计最佳接收器至关重要。信道衰落统计模型1瑞利衰落模型适用于多径传播环境，信号幅度服从瑞利分布。2对数正态分布衰落模型适用于阴影衰落，信号功率服从对数正态分布。3瑞利和对数正态混合模型考虑多径和阴影衰落，信号衰落模型更接近实际情况。瑞利衰落模型定义瑞利衰落模型是一种用于描述无线信道中信号强度随时间变化的模型。它假设信号是由多个随机相位的路径叠加而成的，这些路径的振幅和相位都是随机分布的。特点瑞利衰落模型的特点是信号强度呈指数分布，平均信号强度与接收机和发射机之间的距离成反比。对数正态分布衰落模型对数正态分布用于模拟信号强度在对数域上的统计特性。该模型假设信号强度的对数服从正态分布。参数包括平均值和标准差，反映了信号强度变化的程度。瑞利和对数正态混合模型对数正态分布对数正态分布模型用于描述大尺度衰落，主要受到地形、建筑物和植被等因素的影响。瑞利分布瑞利分布模型用于描述小尺度衰落，主要由多径传播导致的信号强度波动引起。多径信道模型1瑞利衰落多径信号随机相位叠加2莱斯衰落直射信号和多径信号叠加3Jakes模型模拟多径信道时间特性时变信道特性信道随时间变化移动终端速度影响多普勒频移多普勒频移移动的影响移动的接收机或发射机会导致信号频率的变化。频率偏移当移动速度增加时，频率偏移也会增加。相关带宽和相关时间1相关带宽衡量信道频率选择性指标，即信道频率响应随时间变化的速度。2相关时间衡量信道时间选择性指标，即信道频率响应随时间变化的速度。信道频率选择性频率衰落不同频率的信号在无线信道中传输时，会受到不同程度的衰落。频率响应信道对不同频率信号的衰落程度不同，形成了信道的频率响应特性。码间干扰频率选择性会导致不同频率成分的信号相互干扰，影响信号的质量。信道时间选择性快速变化的信道在无线信道中，多普勒效应会导致信号随时间快速变化。这种快速变化使得某些频率上的信号衰落，而其他频率上的信号增强。数据传输影响信道的时间选择性会对数据传输造成严重影响，导致信号失真和错误率增加，降低了通信质量。信道仿真模型1模型类型统计模型，确定性模型2模型参数衰落类型，信道带宽，多普勒频移3仿真工具MATLAB，Simulink信道仿真模型用于模拟无线信道，以研究不同算法的性能。统计模型，确定性模型，这些模型的参数包括衰落类型，信道带宽，多普勒频移等，可以使用MATLAB，Simulink等工具进行仿真。信道测量技术信道探测通过发送已知信号并接收反射信号来测量信道特性，如延迟扩展和多普勒频移。信号强度测量使用接收机测量信号强度，评估路径损耗和信道衰落。信道参数估计通过对测量数据进行分析，估计信道参数，如衰落模型和多径参数。天线对信道特性的影响方向性天线的辐射方向性会影响信号的覆盖范围和强度。增益天线增益可以增强信号强度，提高通信质量。极化天线极化会影响信号的传播路径和接收效果。分集技术简介1对抗衰落分集技术是克服无线信道衰落的一种有效方法。2提高可靠性通过利用多个接收天线或发射天线，提高信号接收质量。3增强信号强度分集技术能够有效地提高信号强度，降低误码率。分集接收技术空间分集利用多个天线接收同一信号，降低信号衰落的影响。时间分集通过在不同时间接收同一信号，降低快速衰落的影响。频率分集在不同的频率上接收同一信号，降低频率选择性衰落的影响。分集天线技术