接入网技术-无线接入技术

3、信道中障碍物的移动速度
如果信道中有移动的物体，那么这些物体也同样 会造成多径信号的Doppler频移的差异。如果物体的 移动速度要大于接收天线的移动速度，那么就要考 虑这些移动物体的影响，如果是小于接收天线的速 度，那么移动物体所造成的影响可以忽略不计。
4、信号的带宽
多径信道可以看成是一个时变系统，它的带宽 可以用相干带宽表示。如果信号的带宽大于多径信 道的带宽，那么接收信号就会失真，但是接收信号 的能量在很小的范围内变化不是很大（也就是衰落 现象并不严）。如果发射信号的带宽与信道相比是 窄带的，那么信号的幅度变化会很快。
6.1.2 衰落与多径传播
多径传播的概念： 在无线信道中，电磁波传播时由于各种
反射、衍射和散射，会产生大量的传播路径。 在接收端来自不同方向、通过不同传播路径 的电磁波经由同一天线接收，会在天线处通 过矢量叠加得到合成信号，形成多径传播。
衰落的含义：
相隔距离不远的两个同类接收机，接收到的 多径传播的电磁波的相位差异会很大，叠加后信 号强度相差几十个分贝。对于移动通信系统中的 移动台来说，可以在很短的时间内快速地跨越很 短的距离，所接收的能量会起伏不定，呈现明显 的随机波动现象，这种现象就称为衰落。
d
二、多径传播
1、时延扩展（时间扩散参数） 由于多径反射，发射天线发出的无线信号沿不
同路径传播到接收机处时每条路径长度不同，信号 到达接收机时间也不同，因而信号轮廓不清或被扩 展，这种现象称为时延扩展。
时间扩展特性通常用平均时延扩展（ d ）和时 延扩展的均方根（τdrms）来定量描述。
d
平均时延扩展（ d）为：
对运动会引起Doppler频移。频移的大小与相对运
动速度和运动方向以及载波频率有关。具体公式如
下：
fd
f m cos
v cos
S
θ
0
v
图6.2 Doppler模型
fd为Doppler频移（多普勒功率谱宽度），v为 相对运动速度，θ为运动速度与电磁波传播方向之 间的夹角；fm为θ= 0时，Doppler频移的最大值。
线组成了一个不断变化的传播环境，这样的一个环 境造成信号在幅度、相位和到达时间上的变化。多 径信号会产生码间干扰，为了减少码间干扰，就要 降低码元速率，加长码元周期。
2、移动台的移动速度
接收天线和发射天线间的相对运动会产生多普 勒（Doppler）频移，各个多径信号的Doppler频移 不会是相同的，这样由于Doppler频移所产生的调频 和相位也就不同。
（1）平坦衰落
如果无线信道带宽大于发射信号带宽，并且信道 频率响应的幅度近似为常数，相位为线性，那么信 号的频谱会保持不变，但是信道增益会随时间而变 化（多径造成的），这种衰落称为平坦衰落（是一 种最为常见的衰落）。
在平坦衰落信道中，信道的脉冲响应hb（t， τ）可近似认为是一个δ函数，也就是说没有附 加时延。平坦衰落的条件可以概括为：
（1）由于其能量波动变化很快，故称为快衰
落，也称为小尺度衰落。
（2）当接收天线向远离发射天线方向运动时， 即便没有多径传播，能量也会衰减，但是这种 衰减与由于多径传播所造成的能量波动相比变 化得非常缓慢，因此将这种衰减称为慢衰落， 也称为大尺度衰落。
一、影响衰落的因素
1、多径传播 无线信道中移动的反射体、散射体以及接收天
第六章 无线接入技术
第六章 无线接入技术
6.1 无线接入信道的电波传播 6.2 无线接入的基本技术 6.3 3.5GHz固定无线接入 6.4 无线ATM接入 6.5 宽带码分多址接入 6.6 其它无线接入技术
6.1 高比特率数字用户线接入技术
6.1.1 反射、衍射和散射 6.1.2 衰落与多径传播 6.1.3 路径损耗模型
当无线电波在无线信道中传播时，它是以不 同的时延从不同方向通过多条路径到达接收机的。 发射机和接收机之间的传播路径可能是两点之间 的视线，也可能有山脉、建筑物等障碍物，因此， 电波的传播主要有反射、衍射和散射三种形式。
6.1.1 反射、衍射和散射
1、反射 在无线信道中，视线方向上存在很多的障碍物，
tD(t)dt
d
0
0 一个多径分量和最后一个多径分量间的时延差。
2、相干带宽 相干带宽（Bc）是频率范围的统计测量值。在
这个频率范围内，接收信号的各频率分量（包括幅 度、相位）之间有很强相关性，它们以相似的方式 受到的信道影响；而在这一范围之外，各接收信号 受到的影响大不一样。
在描述Doppler频移时，往往采用Doppler扩展 BD和相干时间Tc。
理想情况下，发射信号为正弦波，其频率为fc， 此信号经过多径信道后，接收信号的频谱范围将是 fc ±fm，Doppler频移被限制在±fm，通常它比载 波频率fc小得多。Doppler扩展表示的就是这一个 频率范围。
相干时间Tc是Doppler扩展在时域的表示，和
Doppler扩展是倒数关系。在相干时间内，到达信
号的相关性很强。如果基带信号带宽的倒数大于信
道相干时间，那么经过信道后基带信号就有可能发
生改变。如果将信号相关函数的阈值定为0.5，那
么相干时间近似等于：
C
9
16f D
三、衰落类型
1、多径时延扩展产生的衰落效应
由于多径时延产生的衰落分为两类，即平坦衰落 和频率选择性衰落。
电磁波在传播时，如果遇到障碍物，并且此障碍物 大小与波长相比很大，那么电磁波就会发生反射。 2、衍射
如果障碍物有比较尖锐的断面，那么电磁波还会 发生衍射。由于电磁波衍射，即便在收发天线之间 没有视线路径存在，接收天线仍然可以接收到电磁 信号，电磁波会越过障碍物到达接收天线。
3、散射
在电磁波传播的介质中，如果充满了远小 于波长的障碍物，那么电磁波就会发生散射。 无线信道中不光滑的物体表面、叶面、街头 的各种标志以及电线杆等都可以发生散射。
相关带宽可以近似表示为
C 1/ d max
相关带宽与时延扩展（最大值）成反比（即时延 扩展越小，相关带宽越大）。如果传输带宽大于相 关带宽，信号将产生频率选择性衰落；如果传输带 宽小于相关带宽，将会得到一个具有平坦衰落特性 的信道。
3、多普勒（Doppler）扩展和相干时间
在移动接入中，接收天线和发射天线之间的相