小尺度衰落課件

WirelessCommunicationsPrinciples無(wú)線通信原理1-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用WirelessCommunicationsPrinci第5章

小尺度衰落和多徑效應(yīng)2-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用第5章

小尺度衰落和多徑效應(yīng)2-通信原理與應(yīng)用通信原本章內(nèi)容概述5.1小尺度多徑傳播5.2兩徑模型5.3多普勒頻移5.4移動(dòng)多徑信道的參數(shù)5.5小尺度衰落類型5.6瑞利分布5.7萊斯分布3-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用本章內(nèi)容概述3-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用概述傳輸模型輸出輸入信號(hào)衰減相位4-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用概述傳輸模型輸出輸入信號(hào)衰減相位4-通信原理與應(yīng)用通信原理與路徑損耗概述路徑損耗陰影衰落多徑衰落d實(shí)測(cè)場(chǎng)強(qiáng)5-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用路徑損耗概述路徑損耗陰影衰落多徑衰落d實(shí)測(cè)場(chǎng)強(qiáng)5-通信原理與概述大尺度和小尺度大尺度衰落波動(dòng)發(fā)生在大約10-40個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)小尺度衰落波動(dòng)發(fā)生在大約一個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)路徑損耗大尺度衰落（陰影衰落）小尺度衰落（瑞利，萊斯）6-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用概述大尺度和小尺度路徑損耗大尺度衰落小尺度衰落6-通信原理與概述7-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用概述7-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用概述8-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用概述8-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用本章內(nèi)容概述5.1小尺度多徑傳播5.2兩徑模型5.3多普勒頻移5.4移動(dòng)多徑信道的參數(shù)5.5小尺度衰落類型5.6瑞利分布5.7萊斯分布9-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用本章內(nèi)容概述9-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用小尺度多徑傳播10-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用小尺度多徑傳播10-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用小尺度多徑傳播三種選擇性衰落頻率選擇性衰落，F(xiàn)requencyselectivefading時(shí)間選擇性衰落，Timeselectivefading空間選擇性衰落，Spaceselectivefading三種分集方法頻率分集，F(xiàn)requencyDiversity時(shí)間分集，TimeDiversity空間分集，SpaceDiversity發(fā)送/接收分集，Transmit/ReceiveDiversity,極化分集PolarizationDiversity11-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用小尺度多徑傳播三種選擇性衰落11-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)小尺度多徑傳播12-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用小尺度多徑傳播12-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多徑傳播對(duì)寬帶信道影響多徑傳播對(duì)寬帶信道影響頻域：信道傳輸函數(shù)隨我們關(guān)心帶寬而變化（信道的頻率選擇性）時(shí)域：信道的沖擊響應(yīng)不是δ函數(shù)，到達(dá)的信號(hào)的持續(xù)時(shí)間比發(fā)送的信號(hào)長(zhǎng)（時(shí)間色散）在寬帶信道上的工作的系統(tǒng)有一些重要的性質(zhì)符號(hào)間干擾（ISI）——信號(hào)失真（有害）可以減少衰落的影響——深衰落風(fēng)險(xiǎn)下降（有利）13-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多徑傳播對(duì)寬帶信道影響多徑傳播對(duì)寬帶信道影響13-通信原理與多徑傳播的影響——時(shí)延彌散發(fā)送沖激信號(hào)接收信號(hào)（信道沖激響應(yīng)）不同路徑的信號(hào)具有不同的衰減和時(shí)延當(dāng)發(fā)送沖激信號(hào)，而不是正弦連續(xù)信號(hào)（單載波），不同路徑的信號(hào)在接收端可以區(qū)分開(kāi)。沖激信號(hào)在時(shí)域?qū)拵?，頻域?qū)挾葻o(wú)窮正弦連續(xù)信號(hào)在時(shí)域?qū)挾葻o(wú)窮，頻域?qū)挾葹?14-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多徑傳播的影響——時(shí)延彌散發(fā)送沖激信號(hào)接收信號(hào)不同路徑的信號(hào)時(shí)延彌散—多徑?jīng)_激響應(yīng)相對(duì)第一徑的時(shí)延靜態(tài)場(chǎng)景：發(fā)射機(jī)，接收機(jī)和散射體都不動(dòng)。處于同一橢球面上的散射體反射信號(hào)具有相同的時(shí)延（不可分辨多徑）。處于不同橢球面上的散射體反射分量具有不同的時(shí)延（可分辨多徑）時(shí)延擴(kuò)展：在一串接收脈沖中，最大傳輸時(shí)延和最小傳輸時(shí)延的差值，即最后一個(gè)可分辨的延時(shí)信號(hào)與第一個(gè)延時(shí)信號(hào)到達(dá)時(shí)間的差值，記為Δ。實(shí)際上，Δ就是脈沖展寬的時(shí)間。發(fā)送窄脈沖寬度為T，則接收信號(hào)寬度為T+Δ15-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)延彌散—多徑?jīng)_激響應(yīng)相對(duì)第一徑的時(shí)延靜態(tài)場(chǎng)景：發(fā)射機(jī)，接收符號(hào)間干擾（碼間串?dāng)_）符號(hào)間干擾接收信號(hào)中一個(gè)碼元的波形會(huì)擴(kuò)展到其他碼元周期中，引起符號(hào)間干擾(ISI)符號(hào)間干擾的減弱使碼元周期遠(yuǎn)大于多徑效應(yīng)引起的時(shí)延擴(kuò)展Δ等效：碼元速率Rb遠(yuǎn)小于時(shí)延擴(kuò)展的倒數(shù)，Rb<<1/Δ16-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用符號(hào)間干擾（碼間串?dāng)_）符號(hào)間干擾16-通信原理與應(yīng)用通信原理窄帶vs寬帶--信道頻率響應(yīng)寬帶信道不同頻率的信道響應(yīng)不同。窄帶信道中頻率響應(yīng)為常數(shù)，反射、透射和繞射系數(shù)認(rèn)為在所研究的帶寬內(nèi)是常數(shù)窄帶信道可以認(rèn)為是寬帶信道在頻域的一個(gè)切片。窄帶：系統(tǒng)的相對(duì)帶寬（帶寬除以載波頻率）遠(yuǎn)小于1例如：GSM系統(tǒng)頻率900MHz，系統(tǒng)帶寬200kHz。17-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用窄帶vs寬帶--信道頻率響應(yīng)寬帶信道不同頻率的信道響應(yīng)不本章內(nèi)容概述5.1小尺度多徑傳播5.2兩徑模型5.3多普勒頻移5.4移動(dòng)多徑信道的參數(shù)5.5小尺度衰落類型5.6瑞利分布5.7萊斯分布18-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用本章內(nèi)容概述18-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用兩徑模型兩徑模型19-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用兩徑模型兩徑模型19-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)不變兩徑模型時(shí)不變模型：各徑的時(shí)延(路徑長(zhǎng)度)差不隨時(shí)間變化空間衰落類似于波的干涉20-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)不變兩徑模型時(shí)不變模型：各徑的時(shí)延(路徑長(zhǎng)度)差不隨時(shí)間變時(shí)變模型:各徑的時(shí)延(路徑長(zhǎng)度)差隨時(shí)間變化（發(fā)射機(jī)/接收機(jī)/散射體移動(dòng)）產(chǎn)生時(shí)間衰落多普勒頻移時(shí)變兩徑模型21-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)變模型:各徑的時(shí)延(路徑長(zhǎng)度)差隨時(shí)間變化（發(fā)射機(jī)/本章內(nèi)容概述5.1小尺度多徑傳播5.2兩徑模型5.3多普勒頻移5.4移動(dòng)多徑信道的參數(shù)5.5小尺度衰落類型5.6瑞利分布5.7萊斯分布22-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用本章內(nèi)容概述22-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒頻移23-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒頻移23-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用24-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用24-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒譜多普勒頻移接收機(jī)以速度同電波傳播方向(頻率為)呈角移動(dòng)例:接收信號(hào)的頻率其中多普勒頻移最大多普勒頻移音”紐”25-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒譜多普勒頻移接收信號(hào)的頻率其中多普勒頻移最大多普勒頻移多普勒譜紅移現(xiàn)象（宇宙大爆炸的另一個(gè)證據(jù)）1929年哈勃發(fā)現(xiàn)，將星系中特定原子的光譜與地球上實(shí)驗(yàn)室內(nèi)同種原子的光譜進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)譜線波長(zhǎng)向長(zhǎng)波端偏移，這種現(xiàn)象稱為“紅移”，可以推斷星系正在遠(yuǎn)離地球。離地球越遠(yuǎn)的星系遠(yuǎn)離速度越高，兩者之間為線性關(guān)系 V=H×D（V為退行速度，H=50~75km/s/百萬(wàn)秒距為哈勃常數(shù)，D為距離，單位百萬(wàn)秒距，即光1百萬(wàn)秒運(yùn)行距離）思考題：某星系的某一譜線波長(zhǎng)為515納米，但在地球上同一譜線的波長(zhǎng)卻為500納米，求該星系的退行速度。愛(ài)德溫·哈勃(EdwinP.Hubble)（1889～1953）哈勃定律26-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒譜紅移現(xiàn)象（宇宙大爆炸的另一個(gè)證據(jù)）愛(ài)德溫·哈勃哈勃定多普勒譜由于方向角θ不同，兩徑的多普勒頻移不同多普勒頻移引起隨機(jī)調(diào)頻（相當(dāng)于接收機(jī)與發(fā)射機(jī)本振有頻偏）多普勒譜27-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒譜多普勒譜27-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒譜多普勒譜來(lái)自不同角度的波（為簡(jiǎn)化，假定功率相同）若發(fā)信號(hào)頻率為f0時(shí)，接收機(jī)收到的頻率頻率色散28-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒譜多普勒譜頻率色散28-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒譜經(jīng)典譜(Jakes譜)沒(méi)有視距分量二維平面,接收機(jī)位于散射區(qū)中央到達(dá)天線的入射角均勻分布在[0,2π)天線是垂直偶極子時(shí)到達(dá)場(chǎng)的平均功率浴缸29-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒譜經(jīng)典譜(Jakes譜)浴缸29-通信原理與應(yīng)用通信原多普勒譜高斯譜（GAUS1，GAUS2） 散射體相對(duì)比較集中，且距發(fā)射機(jī)較遠(yuǎn)3dB截止頻率30-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒譜高斯譜（GAUS1，GAUS2）3dB截止頻率30-本章內(nèi)容概述5.1小尺度多徑傳播5.2兩徑模型5.3多普勒頻移5.4移動(dòng)多徑信道的參數(shù)5.5小尺度衰落類型5.6瑞利分布5.7萊斯分布31-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用本章內(nèi)容概述31-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用5.4移動(dòng)多徑信道的參數(shù)移動(dòng)通信系統(tǒng)參數(shù)信號(hào)帶寬，Signalbandwidth符號(hào)速率，SymbolrateRs(SymbolperiodTs)數(shù)據(jù)速率，DatarateR信號(hào)功率，Signalpower性能需求，Performancerequirements移動(dòng)多徑信道關(guān)鍵的參數(shù)時(shí)間色散參數(shù)頻率色散參數(shù)角度色散參數(shù)這些參數(shù)是區(qū)分小尺度衰落類型的主要依據(jù)32-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用5.4移動(dòng)多徑信道的參數(shù)移動(dòng)通信系統(tǒng)參數(shù)32-通信原理與應(yīng)時(shí)間色散參數(shù)33-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)間色散參數(shù)33-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)間色散時(shí)延擴(kuò)展是由反射及散射時(shí)傳播路徑引起的現(xiàn)象。多徑效應(yīng)在時(shí)域上造成數(shù)字信號(hào)波形的展寬。多徑時(shí)散：假設(shè)基站發(fā)射一個(gè)極短的脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)多徑信道后，移動(dòng)臺(tái)接收到的信號(hào)呈現(xiàn)為一串脈沖，結(jié)果使脈沖寬度被展寬。由于多徑性質(zhì)是隨時(shí)間而變化的，如果進(jìn)行多次發(fā)送試驗(yàn)，則接收到的脈沖序列是變化的圖中包括脈沖數(shù)量N的變化、脈沖大小的變化及脈沖時(shí)延差的變化。

接收信號(hào)為：34-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)間色散時(shí)延擴(kuò)展是由反射及散射時(shí)傳播路徑引起的現(xiàn)象。多徑效應(yīng)時(shí)間色散參數(shù)平均附加時(shí)延35-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)間色散參數(shù)平均附加時(shí)延35-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)間色散參數(shù)

36-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)間色散參數(shù)

36-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)間色散參數(shù)37-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)間色散參數(shù)37-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)間色散參數(shù)實(shí)例某室內(nèi)功率延遲、rms時(shí)延擴(kuò)展、平均附加時(shí)延、最大附加時(shí)延及門限值的實(shí)例38-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)間色散參數(shù)實(shí)例某室內(nèi)功率延遲、rms時(shí)延擴(kuò)展、平均附加時(shí)延時(shí)間色散參數(shù)實(shí)例P138例5.4（a）39-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)間色散參數(shù)實(shí)例P13839-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用

定義：在該頻率范圍內(nèi)，信道是平坦的。即：所有譜分量以“幾乎”相同的增益和線性相位通過(guò)信道（統(tǒng)計(jì)意義上的）換句話說(shuō)：相干帶寬是一特定的頻率范圍，在該范圍內(nèi)，任意兩個(gè)頻率分量具有很強(qiáng)的幅度相關(guān)性；超出該范圍的兩個(gè)頻率分量受信道影響的關(guān)系不大。表示相關(guān)度為某一特定值時(shí)的信號(hào)帶寬。40-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用

定義：在該頻率范圍內(nèi)，信道是平坦的。即：所有譜分量以“幾乎

41-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用

41-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用

P139例5.542-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用

P13942-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用5.4.3頻率色散參數(shù)——多普勒擴(kuò)展和相干時(shí)間第二類參數(shù)：頻率色散參數(shù)

描述小尺度信道中頻率色散和時(shí)變特性的參數(shù)主要參數(shù)：

多普勒擴(kuò)展

相關(guān)時(shí)間

43-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用5.4.3頻率色散參數(shù)——多普勒擴(kuò)展和相干時(shí)間第二類參數(shù)：多普勒擴(kuò)展和相干時(shí)間第二類參數(shù)：頻率色散參數(shù)

描述小尺度信道中頻率色散和時(shí)變特性的參數(shù)主要參數(shù)：

多普勒擴(kuò)展

相關(guān)時(shí)間時(shí)延擴(kuò)展和相干帶寬參數(shù)是用于描述信道色散的兩個(gè)參數(shù)，但它們并未提供描述信道時(shí)變特性的信息。信道的時(shí)變特性主要是由于移動(dòng)臺(tái)與基站之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的，或是由電波傳播路徑上的物體的運(yùn)動(dòng)引起的。即時(shí)變特性的主要原因是“運(yùn)動(dòng)”，因此可用多普勒擴(kuò)展和相干時(shí)間來(lái)描述小尺度內(nèi)信道的時(shí)變特性44-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒擴(kuò)展和相干時(shí)間第二類參數(shù)：頻率色散參數(shù)44-通信原理與

多普勒擴(kuò)展定義：為一頻率范圍，在此范圍內(nèi)接收的多普勒譜有非零值。設(shè)發(fā)送信號(hào)為正弦波，則接收信號(hào)的頻率為：最大頻移即為

45-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用

多普勒擴(kuò)展45-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用

相干時(shí)間定義：信道的沖擊響應(yīng)維持不變的時(shí)間間隔的平均值。換句話說(shuō)：相干時(shí)間是一段時(shí)間間隔，在此間隔內(nèi)到達(dá)的兩個(gè)信號(hào)具有很強(qiáng)的幅度相關(guān)性；超此間隔到達(dá)的兩個(gè)信號(hào)相關(guān)性很小。相干時(shí)間的定義：fm為Doppler頻移要求頻率分量的相關(guān)函數(shù)大于0.5時(shí)：普遍的定義方法，上述兩式的幾何平均：46-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用

相干時(shí)間定義：信道的沖擊響應(yīng)維持不變的時(shí)間間隔的平均值。4多普勒擴(kuò)展和相干時(shí)間實(shí)例P140-141例5.647-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒擴(kuò)展和相干時(shí)間實(shí)例P140-14147-通信原理與應(yīng)用本章內(nèi)容概述5.1小尺度多徑傳播5.2兩徑模型5.3多普勒頻移5.4移動(dòng)多徑信道的參數(shù)5.5小尺度衰落類型5.6瑞利分布5.7萊斯分布48-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用本章內(nèi)容概述48-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用5.5小尺度衰落類型49-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用5.5小尺度衰落類型49-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多徑時(shí)延擴(kuò)展引起的衰落效應(yīng)50-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多徑時(shí)延擴(kuò)展引起的衰落效應(yīng)50-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用平坦衰落51-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用平坦衰落51-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用頻率選擇性衰落52-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用頻率選擇性衰落52-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒擴(kuò)展引起的衰落效應(yīng)53-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒擴(kuò)展引起的衰落效應(yīng)53-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用5.5小尺度衰落類型54-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用5.5小尺度衰落類型54-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用本章內(nèi)容概述5.1小尺度多徑傳播5.2多徑信道的沖激響應(yīng)5.3小尺度多徑測(cè)量5.4移動(dòng)多徑信道的參數(shù)5.5小尺度衰落類型5.6瑞利分布5.7萊斯分布55-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用本章內(nèi)容概述55-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用瑞利分布——不含主導(dǎo)分量的小尺度衰落多徑模型各徑具有獨(dú)立的幅度和相位各徑矢量疊加56-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用瑞利分布——不含主導(dǎo)分量的小尺度衰落多徑模型56-通信原理與不含主導(dǎo)分量的小尺度衰落（瑞利分布）不含主導(dǎo)分量的多徑模型實(shí)部Re(E)和虛部Im(E)都是很多隨機(jī)變量的和實(shí)部和虛部相互獨(dú)立實(shí)部和虛部服從均值為零正態(tài)分布（中心極限定理）幅度|E|服從瑞利分布相位服從均勻分布功率服從什么分布？57-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用不含主導(dǎo)分量的小尺度衰落（瑞利分布）不含主導(dǎo)分量的多徑模型功瑞利分布模型發(fā)射為，則經(jīng)過(guò)n條路徑傳播后的接收信號(hào)R(t)為：或?yàn)椋涸O(shè):則接收信號(hào)為：式中V(t)為合成波R(t)的包絡(luò)；為合成波R(t)的相位。即有:兩個(gè)正交高斯噪聲信號(hào)之和的包絡(luò)服從瑞利分布！即V(t)服從瑞利分布。58-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用瑞利分布模型發(fā)射為，則經(jīng)過(guò)n條路徑傳典型的瑞利衰落包絡(luò)（工作頻率為900MHz）59-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用典型的瑞利衰落包絡(luò)（工作頻率為900MHz）59-通信原理與瑞利分布瑞利分布性質(zhì)均值均方值rms平均功率方差中值pdf最大值累積分布發(fā)生在123r很小時(shí)60-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用瑞利分布瑞利分布性質(zhì)發(fā)生在123r很小時(shí)60-通信原理與應(yīng)用衰落余量平均功率與最小功率的差為衰落余量中斷概率r值小于rmin的Pr概率：衰落余量61-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用衰落余量平均功率與最小功率的差為衰落余量r值小于rmin的衰落余量例：在瑞利信道下，要留多少衰落余量才能使?jié)M足中斷概率1%的要求?若衰落余量為6dB和3dB，中斷概率分別是多少?衰落余量為20dB,中斷概率0.01衰落余量為6dB,中斷概率0.221衰落余量為3dB,中斷概率0.39362-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用衰落余量例：在瑞利信道下，要留多少衰落余量才能使?jié)M足中斷概率信干比對(duì)干擾受限系統(tǒng)，信號(hào)和干擾都受到瑞利衰落時(shí),信干比的概率密度函數(shù)信干比的累積概率密度函數(shù)其中是信號(hào)的平均功率與干擾功率的比值例：若系統(tǒng)的信號(hào)和干擾都受到瑞利衰落，平均信干比為10dB，瞬時(shí)信干比低于0dB的概率為多少？10dB

0dB

63-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用信干比對(duì)干擾受限系統(tǒng)，信號(hào)和干擾都受到瑞利衰落時(shí),10dB要求：產(chǎn)生長(zhǎng)度為N的瑞利分布的復(fù)衰減序列h，且E{|h|2}=1信道輸入信號(hào)為s信道輸出信號(hào)為y信道加性噪聲為nMATLAB中瑞利衰落信道的仿真N=1e4；%N=10000h=(randn(1,N)+j*randn(1,N))/sqrt(2);%randn產(chǎn)生1*N個(gè)隨機(jī)數(shù)，服從0均值，方差為1的正態(tài)分布y=s’.*h+n;%n的產(chǎn)生方法64-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用要求：瑞利衰落信道的仿真N=1e4；%N=1000064本章內(nèi)容概述5.1小尺度多徑傳播5.2多徑信道的沖激響應(yīng)5.3小尺度多徑測(cè)量5.4移動(dòng)多徑信道的參數(shù)5.5小尺度衰落類型5.6瑞利分布5.7萊斯分布65-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用本章內(nèi)容概述65-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用萊斯分布——有主導(dǎo)分量的小尺度衰落有主導(dǎo)分量的多徑實(shí)部Re(E)和虛部Im(E)都是很多個(gè)隨機(jī)變量的和實(shí)部和虛部相互獨(dú)立實(shí)部服從均值為A的正態(tài)分布,而虛部服從均值為零的正態(tài)分布幅度|E|服從萊斯分布相位服從非零均值的正態(tài)分布66-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用萊斯分布——有主導(dǎo)分量的小尺度衰落有主導(dǎo)分量的多徑66-通信萊斯分布萊斯因子KK很大，正態(tài)分布K很小，瑞利分布0階第一類貝塞爾函數(shù)視距分量功率/漫射分量功率67-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用萊斯分布萊斯因子K0階第一類視距分量功率/漫射分量功率67-萊斯分布相位分布68-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用萊斯分布相位分布68-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用萊斯分布萊斯分布的性質(zhì)均方值累積分布瑞利分布+主導(dǎo)分量MarcumQ函數(shù)69-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用萊斯分布萊斯分布的性質(zhì)瑞利分布+主導(dǎo)分量MarcumQ函數(shù)萊斯衰落信道的仿真%---RiceFading---h=sqrt(K/(K+1))+sqrt(1/(K+1))*rayleigh

y=s’.*h+n;方法1方法二Artech.House_2002_Simulation.and.Software.Radio.for.Mobile.Communicationsp51-5570-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用萊斯衰落信道的仿真%---RiceFading---方衰落余量平均功率與最小功率之比或差（對(duì)數(shù)域）為衰落余量例求Kr=0.3dB/3dB/20dB時(shí)中斷概率小于5%的衰落余量11.5dB/9.7dB/1.1dB71-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用衰落余量平均功率與最小功率之比或差（對(duì)數(shù)域）為衰落余量71-無(wú)線信道的統(tǒng)計(jì)描述概述時(shí)不變兩徑模型時(shí)變兩徑模型不含主導(dǎo)分量的小尺度衰落含主導(dǎo)分量的小尺度衰落多普勒譜衰落的時(shí)間依賴性大尺度衰落72-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用無(wú)線信道的統(tǒng)計(jì)描述概述72-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用衰落的時(shí)間依賴性衰落的時(shí)間相關(guān)性用衰落的自相關(guān)函數(shù)描述幅度相位互不相關(guān)輸入功率一樣自相關(guān)函數(shù)同向分量歸一化相關(guān)函數(shù)包絡(luò)歸一化相關(guān)函數(shù)73-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用衰落的時(shí)間依賴性衰落的時(shí)間相關(guān)性幅度相位互不相關(guān)輸入功率一樣衰落的時(shí)間依賴性例:假設(shè)一個(gè)移動(dòng)臺(tái)位于衰落深處,平均看來(lái),這個(gè)移動(dòng)臺(tái)要移動(dòng)多少距離才能不再受衰落深度的影響?相關(guān)度為0.5時(shí)移動(dòng)0.18λ相關(guān)度為0時(shí)移動(dòng)0.38λ該圖要還對(duì)J平方的0.180.3874-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用衰落的時(shí)間依賴性例:假設(shè)一個(gè)移動(dòng)臺(tái)位于衰落深處,平均看來(lái),這表征衰落特性參數(shù)衰落深度：低于平均功率一定值（例如10dB，20dB）的概率衰落深度部分反映了衰落的分布特性，還需要參數(shù)反映衰落的快慢電平通過(guò)率平均衰落持續(xù)時(shí)間75-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用表征衰落特性參數(shù)衰落深度：低于平均功率一定值（例如10dB，衰落的時(shí)間依賴性電平通過(guò)率(LCR)1秒內(nèi)包絡(luò)(以正斜率)通過(guò)某一電平r(門限電平，規(guī)定電平，參考電平）的平均次數(shù)平均功率Jakes多普勒譜的二階距電平通過(guò)率76-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用衰落的時(shí)間依賴性電平通過(guò)率(LCR)平均功率Jakes多普勒衰落的時(shí)間依賴性平均衰落持續(xù)時(shí)間(ADF)平均每次包絡(luò)低于門限電平r的持續(xù)時(shí)間低于門限的時(shí)間百分比單位時(shí)間內(nèi)低于門限的次數(shù)77-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用衰落的時(shí)間依賴性平均衰落持續(xù)時(shí)間(ADF)低于門限的單位時(shí)間衰落的時(shí)間依賴性例假設(shè)一多徑環(huán)境,接收信號(hào)服從瑞利分布,多普勒分布為經(jīng)典譜,計(jì)算最大多普勒頻移50Hz時(shí)的電平通過(guò)率和平均衰落持續(xù)時(shí)間,門限分別為:2Ω0平均功率78-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用衰落的時(shí)間依賴性例假設(shè)一多徑環(huán)境,接收信號(hào)服從瑞利分布,無(wú)線信道的統(tǒng)計(jì)描述概述時(shí)不變兩徑模型時(shí)變兩徑模型不含主導(dǎo)分量的小尺度衰落含主導(dǎo)分量的小尺度衰落多普勒譜衰落的時(shí)間依賴性大尺度衰落79-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用無(wú)線信道的統(tǒng)計(jì)描述概述79-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用大尺度衰落（陰影衰落）大尺度衰落現(xiàn)象（環(huán)境的變化）80-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用大尺度衰落（陰影衰落）大尺度衰落現(xiàn)象（環(huán)境的變化）80-通信大尺度衰落大尺度衰落服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布(log-normaldistribution)81-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用大尺度衰落大尺度衰落服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布(log-normal大尺度衰落例:在特定的距離上，我們有確定性的127dB傳播損耗與大尺度衰落，該衰落為=7dB的對(duì)數(shù)正態(tài)分布，若系統(tǒng)設(shè)計(jì)的處理的最大傳輸損耗為135dB，那么在此特定距離上由大尺度衰落引起的中斷概率為多大?82-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用大尺度衰落例:在特定的距離上，我們有確定性的127dB傳播損大尺度加小尺度大尺度和小尺度衰落同時(shí)發(fā)生的衰落余量分布有由Suzuki描述,計(jì)算衰落余量也可由大尺度的余量和小尺度的余量相加例5.5由Suzuki得15.5dB大尺度的余量9.9dB,小尺度的余量12.9dB,合計(jì)22.8dB83-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用大尺度加小尺度大尺度和小尺度衰落同時(shí)發(fā)生的衰落余量83-通信WirelessCommunicationsPrinciples無(wú)線通信原理84-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用WirelessCommunicationsPrinci第5章

小尺度衰落和多徑效應(yīng)85-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用第5章

小尺度衰落和多徑效應(yīng)2-通信原理與應(yīng)用通信原本章內(nèi)容概述5.1小尺度多徑傳播5.2兩徑模型5.3多普勒頻移5.4移動(dòng)多徑信道的參數(shù)5.5小尺度衰落類型5.6瑞利分布5.7萊斯分布86-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用本章內(nèi)容概述3-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用概述傳輸模型輸出輸入信號(hào)衰減相位87-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用概述傳輸模型輸出輸入信號(hào)衰減相位4-通信原理與應(yīng)用通信原理與路徑損耗概述路徑損耗陰影衰落多徑衰落d實(shí)測(cè)場(chǎng)強(qiáng)88-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用路徑損耗概述路徑損耗陰影衰落多徑衰落d實(shí)測(cè)場(chǎng)強(qiáng)5-通信原理與概述大尺度和小尺度大尺度衰落波動(dòng)發(fā)生在大約10-40個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)小尺度衰落波動(dòng)發(fā)生在大約一個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)路徑損耗大尺度衰落（陰影衰落）小尺度衰落（瑞利，萊斯）89-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用概述大尺度和小尺度路徑損耗大尺度衰落小尺度衰落6-通信原理與概述90-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用概述7-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用概述91-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用概述8-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用本章內(nèi)容概述5.1小尺度多徑傳播5.2兩徑模型5.3多普勒頻移5.4移動(dòng)多徑信道的參數(shù)5.5小尺度衰落類型5.6瑞利分布5.7萊斯分布92-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用本章內(nèi)容概述9-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用小尺度多徑傳播93-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用小尺度多徑傳播10-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用小尺度多徑傳播三種選擇性衰落頻率選擇性衰落，F(xiàn)requencyselectivefading時(shí)間選擇性衰落，Timeselectivefading空間選擇性衰落，Spaceselectivefading三種分集方法頻率分集，F(xiàn)requencyDiversity時(shí)間分集，TimeDiversity空間分集，SpaceDiversity發(fā)送/接收分集，Transmit/ReceiveDiversity,極化分集PolarizationDiversity94-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用小尺度多徑傳播三種選擇性衰落11-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)小尺度多徑傳播95-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用小尺度多徑傳播12-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多徑傳播對(duì)寬帶信道影響多徑傳播對(duì)寬帶信道影響頻域：信道傳輸函數(shù)隨我們關(guān)心帶寬而變化（信道的頻率選擇性）時(shí)域：信道的沖擊響應(yīng)不是δ函數(shù)，到達(dá)的信號(hào)的持續(xù)時(shí)間比發(fā)送的信號(hào)長(zhǎng)（時(shí)間色散）在寬帶信道上的工作的系統(tǒng)有一些重要的性質(zhì)符號(hào)間干擾（ISI）——信號(hào)失真（有害）可以減少衰落的影響——深衰落風(fēng)險(xiǎn)下降（有利）96-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多徑傳播對(duì)寬帶信道影響多徑傳播對(duì)寬帶信道影響13-通信原理與多徑傳播的影響——時(shí)延彌散發(fā)送沖激信號(hào)接收信號(hào)（信道沖激響應(yīng)）不同路徑的信號(hào)具有不同的衰減和時(shí)延當(dāng)發(fā)送沖激信號(hào)，而不是正弦連續(xù)信號(hào)（單載波），不同路徑的信號(hào)在接收端可以區(qū)分開(kāi)。沖激信號(hào)在時(shí)域?qū)拵?，頻域?qū)挾葻o(wú)窮正弦連續(xù)信號(hào)在時(shí)域?qū)挾葻o(wú)窮，頻域?qū)挾葹?97-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多徑傳播的影響——時(shí)延彌散發(fā)送沖激信號(hào)接收信號(hào)不同路徑的信號(hào)時(shí)延彌散—多徑?jīng)_激響應(yīng)相對(duì)第一徑的時(shí)延靜態(tài)場(chǎng)景：發(fā)射機(jī)，接收機(jī)和散射體都不動(dòng)。處于同一橢球面上的散射體反射信號(hào)具有相同的時(shí)延（不可分辨多徑）。處于不同橢球面上的散射體反射分量具有不同的時(shí)延（可分辨多徑）時(shí)延擴(kuò)展：在一串接收脈沖中，最大傳輸時(shí)延和最小傳輸時(shí)延的差值，即最后一個(gè)可分辨的延時(shí)信號(hào)與第一個(gè)延時(shí)信號(hào)到達(dá)時(shí)間的差值，記為Δ。實(shí)際上，Δ就是脈沖展寬的時(shí)間。發(fā)送窄脈沖寬度為T，則接收信號(hào)寬度為T+Δ98-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)延彌散—多徑?jīng)_激響應(yīng)相對(duì)第一徑的時(shí)延靜態(tài)場(chǎng)景：發(fā)射機(jī)，接收符號(hào)間干擾（碼間串?dāng)_）符號(hào)間干擾接收信號(hào)中一個(gè)碼元的波形會(huì)擴(kuò)展到其他碼元周期中，引起符號(hào)間干擾(ISI)符號(hào)間干擾的減弱使碼元周期遠(yuǎn)大于多徑效應(yīng)引起的時(shí)延擴(kuò)展Δ等效：碼元速率Rb遠(yuǎn)小于時(shí)延擴(kuò)展的倒數(shù)，Rb<<1/Δ99-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用符號(hào)間干擾（碼間串?dāng)_）符號(hào)間干擾16-通信原理與應(yīng)用通信原理窄帶vs寬帶--信道頻率響應(yīng)寬帶信道不同頻率的信道響應(yīng)不同。窄帶信道中頻率響應(yīng)為常數(shù)，反射、透射和繞射系數(shù)認(rèn)為在所研究的帶寬內(nèi)是常數(shù)窄帶信道可以認(rèn)為是寬帶信道在頻域的一個(gè)切片。窄帶：系統(tǒng)的相對(duì)帶寬（帶寬除以載波頻率）遠(yuǎn)小于1例如：GSM系統(tǒng)頻率900MHz，系統(tǒng)帶寬200kHz。100-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用窄帶vs寬帶--信道頻率響應(yīng)寬帶信道不同頻率的信道響應(yīng)不本章內(nèi)容概述5.1小尺度多徑傳播5.2兩徑模型5.3多普勒頻移5.4移動(dòng)多徑信道的參數(shù)5.5小尺度衰落類型5.6瑞利分布5.7萊斯分布101-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用本章內(nèi)容概述18-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用兩徑模型兩徑模型102-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用兩徑模型兩徑模型19-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)不變兩徑模型時(shí)不變模型：各徑的時(shí)延(路徑長(zhǎng)度)差不隨時(shí)間變化空間衰落類似于波的干涉103-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)不變兩徑模型時(shí)不變模型：各徑的時(shí)延(路徑長(zhǎng)度)差不隨時(shí)間變時(shí)變模型:各徑的時(shí)延(路徑長(zhǎng)度)差隨時(shí)間變化（發(fā)射機(jī)/接收機(jī)/散射體移動(dòng)）產(chǎn)生時(shí)間衰落多普勒頻移時(shí)變兩徑模型104-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)變模型:各徑的時(shí)延(路徑長(zhǎng)度)差隨時(shí)間變化（發(fā)射機(jī)/本章內(nèi)容概述5.1小尺度多徑傳播5.2兩徑模型5.3多普勒頻移5.4移動(dòng)多徑信道的參數(shù)5.5小尺度衰落類型5.6瑞利分布5.7萊斯分布105-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用本章內(nèi)容概述22-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒頻移106-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒頻移23-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用107-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用24-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒譜多普勒頻移接收機(jī)以速度同電波傳播方向(頻率為)呈角移動(dòng)例:接收信號(hào)的頻率其中多普勒頻移最大多普勒頻移音”紐”108-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒譜多普勒頻移接收信號(hào)的頻率其中多普勒頻移最大多普勒頻移多普勒譜紅移現(xiàn)象（宇宙大爆炸的另一個(gè)證據(jù)）1929年哈勃發(fā)現(xiàn)，將星系中特定原子的光譜與地球上實(shí)驗(yàn)室內(nèi)同種原子的光譜進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)譜線波長(zhǎng)向長(zhǎng)波端偏移，這種現(xiàn)象稱為“紅移”，可以推斷星系正在遠(yuǎn)離地球。離地球越遠(yuǎn)的星系遠(yuǎn)離速度越高，兩者之間為線性關(guān)系 V=H×D（V為退行速度，H=50~75km/s/百萬(wàn)秒距為哈勃常數(shù)，D為距離，單位百萬(wàn)秒距，即光1百萬(wàn)秒運(yùn)行距離）思考題：某星系的某一譜線波長(zhǎng)為515納米，但在地球上同一譜線的波長(zhǎng)卻為500納米，求該星系的退行速度。愛(ài)德溫·哈勃(EdwinP.Hubble)（1889～1953）哈勃定律109-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒譜紅移現(xiàn)象（宇宙大爆炸的另一個(gè)證據(jù)）愛(ài)德溫·哈勃哈勃定多普勒譜由于方向角θ不同，兩徑的多普勒頻移不同多普勒頻移引起隨機(jī)調(diào)頻（相當(dāng)于接收機(jī)與發(fā)射機(jī)本振有頻偏）多普勒譜110-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒譜多普勒譜27-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒譜多普勒譜來(lái)自不同角度的波（為簡(jiǎn)化，假定功率相同）若發(fā)信號(hào)頻率為f0時(shí)，接收機(jī)收到的頻率頻率色散111-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒譜多普勒譜頻率色散28-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒譜經(jīng)典譜(Jakes譜)沒(méi)有視距分量二維平面,接收機(jī)位于散射區(qū)中央到達(dá)天線的入射角均勻分布在[0,2π)天線是垂直偶極子時(shí)到達(dá)場(chǎng)的平均功率浴缸112-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒譜經(jīng)典譜(Jakes譜)浴缸29-通信原理與應(yīng)用通信原多普勒譜高斯譜（GAUS1，GAUS2） 散射體相對(duì)比較集中，且距發(fā)射機(jī)較遠(yuǎn)3dB截止頻率113-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒譜高斯譜（GAUS1，GAUS2）3dB截止頻率30-本章內(nèi)容概述5.1小尺度多徑傳播5.2兩徑模型5.3多普勒頻移5.4移動(dòng)多徑信道的參數(shù)5.5小尺度衰落類型5.6瑞利分布5.7萊斯分布114-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用本章內(nèi)容概述31-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用5.4移動(dòng)多徑信道的參數(shù)移動(dòng)通信系統(tǒng)參數(shù)信號(hào)帶寬，Signalbandwidth符號(hào)速率，SymbolrateRs(SymbolperiodTs)數(shù)據(jù)速率，DatarateR信號(hào)功率，Signalpower性能需求，Performancerequirements移動(dòng)多徑信道關(guān)鍵的參數(shù)時(shí)間色散參數(shù)頻率色散參數(shù)角度色散參數(shù)這些參數(shù)是區(qū)分小尺度衰落類型的主要依據(jù)115-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用5.4移動(dòng)多徑信道的參數(shù)移動(dòng)通信系統(tǒng)參數(shù)32-通信原理與應(yīng)時(shí)間色散參數(shù)116-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)間色散參數(shù)33-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)間色散時(shí)延擴(kuò)展是由反射及散射時(shí)傳播路徑引起的現(xiàn)象。多徑效應(yīng)在時(shí)域上造成數(shù)字信號(hào)波形的展寬。多徑時(shí)散：假設(shè)基站發(fā)射一個(gè)極短的脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)多徑信道后，移動(dòng)臺(tái)接收到的信號(hào)呈現(xiàn)為一串脈沖，結(jié)果使脈沖寬度被展寬。由于多徑性質(zhì)是隨時(shí)間而變化的，如果進(jìn)行多次發(fā)送試驗(yàn)，則接收到的脈沖序列是變化的圖中包括脈沖數(shù)量N的變化、脈沖大小的變化及脈沖時(shí)延差的變化。

接收信號(hào)為：117-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)間色散時(shí)延擴(kuò)展是由反射及散射時(shí)傳播路徑引起的現(xiàn)象。多徑效應(yīng)時(shí)間色散參數(shù)平均附加時(shí)延118-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)間色散參數(shù)平均附加時(shí)延35-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)間色散參數(shù)

119-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)間色散參數(shù)

36-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)間色散參數(shù)120-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)間色散參數(shù)37-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)間色散參數(shù)實(shí)例某室內(nèi)功率延遲、rms時(shí)延擴(kuò)展、平均附加時(shí)延、最大附加時(shí)延及門限值的實(shí)例121-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)間色散參數(shù)實(shí)例某室內(nèi)功率延遲、rms時(shí)延擴(kuò)展、平均附加時(shí)延時(shí)間色散參數(shù)實(shí)例P138例5.4（a）122-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用時(shí)間色散參數(shù)實(shí)例P13839-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用

定義：在該頻率范圍內(nèi)，信道是平坦的。即：所有譜分量以“幾乎”相同的增益和線性相位通過(guò)信道（統(tǒng)計(jì)意義上的）換句話說(shuō)：相干帶寬是一特定的頻率范圍，在該范圍內(nèi)，任意兩個(gè)頻率分量具有很強(qiáng)的幅度相關(guān)性；超出該范圍的兩個(gè)頻率分量受信道影響的關(guān)系不大。表示相關(guān)度為某一特定值時(shí)的信號(hào)帶寬。123-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用

定義：在該頻率范圍內(nèi)，信道是平坦的。即：所有譜分量以“幾乎

124-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用

41-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用

P139例5.5125-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用

P13942-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用5.4.3頻率色散參數(shù)——多普勒擴(kuò)展和相干時(shí)間第二類參數(shù)：頻率色散參數(shù)

描述小尺度信道中頻率色散和時(shí)變特性的參數(shù)主要參數(shù)：

多普勒擴(kuò)展

相關(guān)時(shí)間

126-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用5.4.3頻率色散參數(shù)——多普勒擴(kuò)展和相干時(shí)間第二類參數(shù)：多普勒擴(kuò)展和相干時(shí)間第二類參數(shù)：頻率色散參數(shù)

描述小尺度信道中頻率色散和時(shí)變特性的參數(shù)主要參數(shù)：

多普勒擴(kuò)展

相關(guān)時(shí)間時(shí)延擴(kuò)展和相干帶寬參數(shù)是用于描述信道色散的兩個(gè)參數(shù)，但它們并未提供描述信道時(shí)變特性的信息。信道的時(shí)變特性主要是由于移動(dòng)臺(tái)與基站之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的，或是由電波傳播路徑上的物體的運(yùn)動(dòng)引起的。即時(shí)變特性的主要原因是“運(yùn)動(dòng)”，因此可用多普勒擴(kuò)展和相干時(shí)間來(lái)描述小尺度內(nèi)信道的時(shí)變特性127-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒擴(kuò)展和相干時(shí)間第二類參數(shù)：頻率色散參數(shù)44-通信原理與

多普勒擴(kuò)展定義：為一頻率范圍，在此范圍內(nèi)接收的多普勒譜有非零值。設(shè)發(fā)送信號(hào)為正弦波，則接收信號(hào)的頻率為：最大頻移即為

128-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用

多普勒擴(kuò)展45-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用

相干時(shí)間定義：信道的沖擊響應(yīng)維持不變的時(shí)間間隔的平均值。換句話說(shuō)：相干時(shí)間是一段時(shí)間間隔，在此間隔內(nèi)到達(dá)的兩個(gè)信號(hào)具有很強(qiáng)的幅度相關(guān)性；超此間隔到達(dá)的兩個(gè)信號(hào)相關(guān)性很小。相干時(shí)間的定義：fm為Doppler頻移要求頻率分量的相關(guān)函數(shù)大于0.5時(shí)：普遍的定義方法，上述兩式的幾何平均：129-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用

相干時(shí)間定義：信道的沖擊響應(yīng)維持不變的時(shí)間間隔的平均值。4多普勒擴(kuò)展和相干時(shí)間實(shí)例P140-141例5.6130-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒擴(kuò)展和相干時(shí)間實(shí)例P140-14147-通信原理與應(yīng)用本章內(nèi)容概述5.1小尺度多徑傳播5.2兩徑模型5.3多普勒頻移5.4移動(dòng)多徑信道的參數(shù)5.5小尺度衰落類型5.6瑞利分布5.7萊斯分布131-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用本章內(nèi)容概述48-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用5.5小尺度衰落類型132-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用5.5小尺度衰落類型49-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多徑時(shí)延擴(kuò)展引起的衰落效應(yīng)133-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多徑時(shí)延擴(kuò)展引起的衰落效應(yīng)50-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用平坦衰落134-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用平坦衰落51-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用頻率選擇性衰落135-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用頻率選擇性衰落52-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒擴(kuò)展引起的衰落效應(yīng)136-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用多普勒擴(kuò)展引起的衰落效應(yīng)53-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用5.5小尺度衰落類型137-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用5.5小尺度衰落類型54-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用本章內(nèi)容概述5.1小尺度多徑傳播5.2多徑信道的沖激響應(yīng)5.3小尺度多徑測(cè)量5.4移動(dòng)多徑信道的參數(shù)5.5小尺度衰落類型5.6瑞利分布5.7萊斯分布138-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用本章內(nèi)容概述55-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用瑞利分布——不含主導(dǎo)分量的小尺度衰落多徑模型各徑具有獨(dú)立的幅度和相位各徑矢量疊加139-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用瑞利分布——不含主導(dǎo)分量的小尺度衰落多徑模型56-通信原理與不含主導(dǎo)分量的小尺度衰落（瑞利分布）不含主導(dǎo)分量的多徑模型實(shí)部Re(E)和虛部Im(E)都是很多隨機(jī)變量的和實(shí)部和虛部相互獨(dú)立實(shí)部和虛部服從均值為零正態(tài)分布（中心極限定理）幅度|E|服從瑞利分布相位服從均勻分布功率服從什么分布？140-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用不含主導(dǎo)分量的小尺度衰落（瑞利分布）不含主導(dǎo)分量的多徑模型功瑞利分布模型發(fā)射為，則經(jīng)過(guò)n條路徑傳播后的接收信號(hào)R(t)為：或?yàn)椋涸O(shè):則接收信號(hào)為：式中V(t)為合成波R(t)的包絡(luò)；為合成波R(t)的相位。即有:兩個(gè)正交高斯噪聲信號(hào)之和的包絡(luò)服從瑞利分布！即V(t)服從瑞利分布。141-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用瑞利分布模型發(fā)射為，則經(jīng)過(guò)n條路徑傳典型的瑞利衰落包絡(luò)（工作頻率為900MHz）142-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用典型的瑞利衰落包絡(luò)（工作頻率為900MHz）59-通信原理與瑞利分布瑞利分布性質(zhì)均值均方值rms平均功率方差中值pdf最大值累積分布發(fā)生在123r很小時(shí)143-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用瑞利分布瑞利分布性質(zhì)發(fā)生在123r很小時(shí)60-通信原理與應(yīng)用衰落余量平均功率與最小功率的差為衰落余量中斷概率r值小于rmin的Pr概率：衰落余量144-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用衰落余量平均功率與最小功率的差為衰落余量r值小于rmin的衰落余量例：在瑞利信道下，要留多少衰落余量才能使?jié)M足中斷概率1%的要求?若衰落余量為6dB和3dB，中斷概率分別是多少?衰落余量為20dB,中斷概率0.01衰落余量為6dB,中斷概率0.221衰落余量為3dB,中斷概率0.393145-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用衰落余量例：在瑞利信道下，要留多少衰落余量才能使?jié)M足中斷概率信干比對(duì)干擾受限系統(tǒng)，信號(hào)和干擾都受到瑞利衰落時(shí),信干比的概率密度函數(shù)信干比的累積概率密度函數(shù)其中是信號(hào)的平均功率與干擾功率的比值例：若系統(tǒng)的信號(hào)和干擾都受到瑞利衰落，平均信干比為10dB，瞬時(shí)信干比低于0dB的概率為多少？10dB

0dB

146-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用信干比對(duì)干擾受限系統(tǒng)，信號(hào)和干擾都受到瑞利衰落時(shí),10dB要求：產(chǎn)生長(zhǎng)度為N的瑞利分布的復(fù)衰減序列h，且E{|h|2}=1信道輸入信號(hào)為s信道輸出信號(hào)為y信道加性噪聲為nMATLAB中瑞利衰落信道的仿真N=1e4；%N=10000h=(randn(1,N)+j*randn(1,N))/sqrt(2);%randn產(chǎn)生1*N個(gè)隨機(jī)數(shù)，服從0均值，方差為1的正態(tài)分布y=s’.*h+n;%n的產(chǎn)生方法147-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用要求：瑞利衰落信道的仿真N=1e4；%N=1000064本章內(nèi)容概述5.1小尺度多徑傳播5.2多徑信道的沖激響應(yīng)5.3小尺度多徑測(cè)量5.4移動(dòng)多徑信道的參數(shù)5.5小尺度衰落類型5.6瑞利分布5.7萊斯分布148-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用本章內(nèi)容概述65-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用萊斯分布——有主導(dǎo)分量的小尺度衰落有主導(dǎo)分量的多徑實(shí)部Re(E)和虛部Im(E)都是很多個(gè)隨機(jī)變量的和實(shí)部和虛部相互獨(dú)立實(shí)部服從均值為A的正態(tài)分布,而虛部服從均值為零的正態(tài)分布幅度|E|服從萊斯分布相位服從非零均值的正態(tài)分布149-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用萊斯分布——有主導(dǎo)分量的小尺度衰落有主導(dǎo)分量的多徑66-通信萊斯分布萊斯因子KK很大，正態(tài)分布K很小，瑞利分布0階第一類貝塞爾函數(shù)視距分量功率/漫射分量功率150-通信原理與應(yīng)用通信原理與應(yīng)用萊斯分布萊斯因子K0階第一類視距分量功率/漫射分量功率67-萊斯分布相位分布