无线信道建模与仿真

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无线传感器网络中的信道建模与仿真研究

无线传感器网络中的信道建模与仿真研究

无线传感器网络中的信道建模与仿真研究无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是由大量的微型传感器节点组成的无线网络,可以用于环境监测、军事侦察、健康状况监测等领域。

在无线传感器网络中,数据是通过无线信道传输的,信道建模是WSN中的重要问题之一。

本文将探讨无线传感器网络中的信道建模与仿真研究。

一、信道建模的意义在无线传感器网络中,各个传感器节点之间的通信需要通过无线信道来进行传输。

而信道建模的作用就是模拟不同环境下的无线传输信道,预测信道的性能以及评估通信质量。

信道建模是无线传感器网络设计中非常重要的一部分,对于性能评估和网络规划有着至关重要的作用。

因此,信道建模的准确性是保证无线传感器网络正常工作的前提。

二、无线信道建模的方法无线信道建模的方法有很多种,常见的有几何模型、统计模型、物理模型等等。

其中,统计模型被广泛应用于无线信道建模。

统计模型通过测量不同环境下的信号参数,并基于这些参数构建概率模型来描述信道的变化。

这种方法不需要进行复杂的物理建模,可以快速获得较为准确的信道参数,因此得到广泛的应用。

另外,还有基于仿真的信道建模方法。

仿真方法能够快速地构建大尺度、复杂环境的信道模型,并可以通过改变信号参数和环境条件来模拟不同情况下的信道。

与理论模型相比,仿真方法更具可塑性,可以应对更多的信道条件和环境。

三、无线信道的噪声模型在考虑信道建模的时候,噪声模型是不可或缺的一部分。

噪声是指信道中的任何非预期、非信号的干扰,通常来自于其他电子设备、人造电磁干扰、自然干扰等。

信道噪声的强度会直接影响到接收信号的质量,因此噪声模型是信道建模的关键之一。

在实际使用中,常用的噪声模型有高斯噪声模型(Gaussian Noise Model)、脉冲噪声模型(Impulse Noise Model)等。

高斯噪声模型假设噪声服从高斯分布,可以用随机变量的均值和协方差来描述;脉冲噪声模型则假设噪声是由一些脉冲干扰构成的,可以用脉冲冲击的时间、幅度、位置等参数来描述。

《2024年无线通信系统的信道建模与仿真研究》范文

《2024年无线通信系统的信道建模与仿真研究》范文

《无线通信系统的信道建模与仿真研究》篇一一、引言随着科技的不断发展,无线通信系统在人们的生活和工作中发挥着越来越重要的作用。

而信道作为无线通信系统中的重要组成部分,其建模与仿真研究对于提高系统的性能和可靠性具有重要意义。

本文旨在探讨无线通信系统的信道建模与仿真研究,以期为相关领域的研究和应用提供参考。

二、无线通信系统信道建模无线通信系统的信道建模是信道仿真研究的基础。

根据无线信道的特性,我们可以将其分为多种类型,如多径信道、时变信道等。

其中,多径信道是最常见的一种,其特点是由于无线电波的反射、散射和折射等作用,导致信号在传输过程中产生多条路径。

在信道建模过程中,我们需要考虑多种因素,如信号的传播环境、多径效应、衰落等。

针对这些因素,我们可以采用不同的建模方法,如基于统计的建模方法和基于物理过程的建模方法等。

这些方法可以有效地模拟无线信道的特性,为后续的仿真研究提供可靠的模型基础。

三、信道仿真方法信道仿真方法主要包括离散时间仿真和连续时间仿真两种。

离散时间仿真适用于对信道进行快速评估和算法验证,而连续时间仿真则能更准确地模拟信道的实际传输过程。

在仿真过程中,我们需要根据具体的信道模型和仿真需求选择合适的仿真方法。

此外,为了更真实地模拟无线信道的特性,我们还可以采用基于实际测量数据的信道模型。

这些模型能够更准确地反映无线信道的实际传输情况,有助于提高仿真结果的准确性和可靠性。

四、仿真研究应用无线通信系统的信道建模与仿真研究在多个方面具有重要的应用价值。

首先,它可以用于评估不同无线通信系统的性能和可靠性,为系统设计和优化提供依据。

其次,它还可以用于研究新的无线通信技术和算法的性能表现,为相关研究提供参考。

此外,信道建模与仿真研究还可以用于预测无线通信系统的未来发展趋势和市场需求,为企业的战略规划和产品开发提供支持。

五、结论无线通信系统的信道建模与仿真研究是提高系统性能和可靠性的重要手段。

通过建立准确的信道模型和采用合适的仿真方法,我们可以更真实地模拟无线信道的传输过程,为相关领域的研究和应用提供可靠的依据。

面向5G通信的无线信道建模与仿真

面向5G通信的无线信道建模与仿真

面向5G通信的无线信道建模与仿真随着5G时代的到来,快速、高效、可靠的无线通信成为网络建设的关键。

而这其中最基础的一环就是无线信道的建模与仿真。

无线信道建模与仿真能够评估无线信道的性能,并对无线通信系统进行优化设计。

本文将从无线信道的特性、建模方法、仿真技术等方面进行探讨。

一、无线信道的特性无线信道是指从一个地方到另一个地方,在空气中传递的无线电磁波。

其性质具有随机性、时变性、多径传播、衰落和噪声等特点。

1. 随机性无线信道依赖于传输距离和环境,因而其传播路径不确定,且受到人造和自然噪声的影响。

一个无线信道能够体现很多的随机变量,如接收信号功率、相位、时间延迟和多径等。

2. 时变性无线信道时刻都处在不停变化之中,信道的不稳定性影响到了信号的传输质量。

这种不稳定性主要是受到环境的影响,如障碍物、人造噪声、电磁干扰等都可能导致信道的时变。

3. 多径传播多径传播是指无线信号在传递时经历多次反射、折射、绕射等物理现象。

多径效应导致信道的复杂度增加,影响通信设备的收发性能。

4. 衰落衰落是指电磁波经过传播路径时,因信号的反射、折射、散射等多种机制造成的信号功率的损失。

这种损失会导致信道的质量下降。

5. 噪声噪声是指电磁环境中除了信号以外的随机电磁干扰信号。

噪声会对无线信道的性能造成影响,因此必须对噪声进行建模和仿真。

二、无线信道建模方法无线信道的建模是指将无线信道的不稳定性和复杂性抽象成为数学模型,以便于分析无线信道的特性和性能。

常见的无线信道建模方法有解析法、经验法和仿真法。

1. 解析法解析方法是基于物理原理,根据信号的物理特性和传播特性,数学上建立的物理模型。

它的优点是可以得到良好的物理解释和更为准确的结果。

代表方法有弗瑞斯公式、莱斯分布和射线跟踪法等。

2. 经验法经验方法主要是通过大量的统计数据,以最小二乘法等数学方法求解出无线信道参数的估计值。

该方法优点是建模速度快,缺点是对统计数据的质量要求较高。

无线网络的信道建模与仿真

无线网络的信道建模与仿真

无线网络的信道建模与仿真随着无线网络技术的不断发展,越来越多的人们开始依赖无线网络来进行各种活动,比如上网、在线游戏、移动支付等等。

然而,在无线网络中,信道建模是一个非常重要的问题,因为它会直接影响到无线网络的性能。

因此,在无线通信中,进行信道建模和仿真是非常必要的。

接下来,本文将对无线网络的信道建模和仿真进行简要介绍。

一、信道建模信道建模是通过建立数学模型来描述无线信道的传输特性。

由于无线信道存在很多不同的影响因素,如多径效应、衰减、噪声、多普勒效应等,因此建立一个完整的信道模型是非常复杂的任务。

在一般情况下,我们可以将无线信道分为两大类:确定性和随机性信道。

1、确定性信道模型确定性信道是指那些可以用简单的数学公式或几何模型来描述其传输特性的信道。

在这种情况下,我们可以通过一些传输参数来确定整个信道系统,因此确定性信道模型是非常理想的。

例如,在室内环境中,我们通常使用射线跟踪技术来建立信道模型。

这种技术会将射线从信号源发出,并依次经过墙壁、障碍物等,最后到达接收端。

通过计算射线的路径和传输时延,我们可以获得信号的传输特性,从而建立信道模型。

2、随机性信道模型随机性信道是指那些在传输过程中存在波动和变化的信道,这种信道很难用确定性模型来描述。

在这种情况下,我们需要使用随机过程来进行建模。

通过将无线信道视为随机事件的产生过程,并使用随机变量和随机分布来表征其状态,我们可以建立出一个具有随机性的信道模型。

在现实应用中,例如移动通信系统中,随机性信道模型通常用于模拟移动终端在不同地点、不同速度下的传输特性。

二、信道仿真信道仿真是指利用计算机模拟无线信号传输的过程。

通过在计算机中实现信道模型,并对系统进行仿真分析,我们可以评估无线通信系统的性能和可靠性。

对于无线网络的研究工作者来说,信道仿真是非常必要的工作,因为它可以帮助我们设计和优化无线通信系统的参数,并为我们提供实验数据以验证理论分析的有效性。

在信道仿真的过程中,我们需要选取适当的仿真工具和软件。

无线通信信道建模与仿真

无线通信信道建模与仿真

无线通信信道建模与仿真随着科技的不断发展,无线通信技术在我们的生活中已经扮演了越来越重要的角色。

无论是在商业领域,还是在个人生活中,无线通信技术都能起到极为重要的作用。

不同的无线通信系统存在着不同的信道环境,因此了解无线通信信道建模与仿真是极为重要的。

一、无线通信信道信道是指在通信系统中电磁波传输的路径。

无线通信系统中,通信信号通常是通过无线电波进行传输。

无线通信信道是一个物理环境的刻画,它主要包括无线信道参数和算法模型。

无线信道参数是指无线信号在过程中所处的物理环境参数,如信号强度、多径效应、衰减、折射和散射等。

而算法模型则是指为了将无线信道传输效果模拟出来,而建立的用于描述无线信道特征的数学模型。

二、无线通信信道建模对于无线通信系统来讲,通过建立信道数学模型,我们可以更加直观地展示和理解无线通信信道特性,同时也能帮助我们更好地进行无线通信系统优化。

目前建模方法主要分为两类:解析模型和仿真模型。

解析模型一般是基于无线通信信道的统计分析和物理分析,可以早期尝试预测无线信道的行为,分析其信号特征、干扰和抗干扰能力,进而出现理论非常清晰的导出公式。

而仿真模型则是通过进行计算机模拟的方法,对通信信道进行仿真分析。

常见的建模方法包括但不限于: 随机过程法、几何光学法、物理几何法、统计信道建模法。

三、仿真仿真是指在计算机模拟环境下实现对一个系统的模拟,进而对这个系统进行实验、测试以及优化分析。

在无线通信系统中,我们通常通过构建无线信道建模仿真体系,进行对无线信道传输信号质量的预测、分析和优化。

常用的仿真工具包括了MATLAB、Python、C++等,其中MATLAB是非常常见的工具。

MATLAB语言通过各种工具箱支持常见的信道分析、系统仿真以及性能分析,能够高效地对通信数学模型进行仿真。

四、进一步的研究无线通信信道建模与仿真的研究在现代通信领域具有极为重要的意义。

未来几年里,随着5G技术的不断普及和应用,针对5G信道的建模和仿真将成为无线通信领域的研究热点。

《2024年无线通信系统的信道建模与仿真研究》范文

《2024年无线通信系统的信道建模与仿真研究》范文

《无线通信系统的信道建模与仿真研究》篇一一、引言无线通信系统是现代信息社会的重要基础设施,它支持着日益增长的数据传输需求。

为了更好地理解无线通信系统的性能和优化其设计,对信道建模与仿真研究显得尤为重要。

本文将深入探讨无线通信系统的信道建模及仿真研究,以期为无线通信技术的发展提供一定的理论依据和实践指导。

二、无线通信系统信道建模1. 信道类型与特性无线通信系统的信道可以划分为多种类型,如视距信道、非视距信道、多径信道等。

这些信道具有不同的传播特性和影响通信质量的因素。

为了准确描述信道的传播特性,需要建立相应的信道模型。

2. 信道建模方法(1)统计性信道模型:基于实测数据的统计性信道模型,能够反映信道的统计特性,如多径效应、衰落等。

(2)确定性信道模型:根据电磁波传播理论,建立信道的物理模型,能够更准确地描述信道的传播特性。

三、无线通信系统仿真研究1. 仿真软件与工具为了进行无线通信系统的仿真研究,需要使用专业的仿真软件和工具。

这些软件和工具能够模拟无线通信系统的各种环境和条件,以便对信道模型进行验证和优化。

2. 仿真流程(1)根据信道模型设定仿真参数;(2)建立仿真环境,包括传播环境、干扰因素等;(3)进行仿真实验,记录数据;(4)分析仿真结果,优化信道模型。

四、信道建模与仿真的应用1. 信号处理与优化通过信道建模与仿真,可以更好地理解信号在信道中的传播过程,从而对信号进行处理和优化,提高通信质量。

2. 系统设计与优化信道建模与仿真能够帮助设计人员更好地理解无线通信系统的性能和限制,从而进行系统设计和优化。

同时,仿真结果还可以为实际系统的部署和运维提供参考。

五、研究展望随着无线通信技术的不断发展,信道建模与仿真研究将面临更多的挑战和机遇。

未来研究方向包括:1. 更加精确的信道模型:随着电磁波传播理论的不断完善,需要建立更加精确的信道模型,以更好地描述信道的传播特性。

2. 人工智能与机器学习在信道建模与仿真中的应用:利用人工智能和机器学习技术,可以提高信道建模与仿真的效率和准确性,为无线通信系统的设计和优化提供更有力的支持。

《2024年无线通信系统的信道建模与仿真研究》范文

《2024年无线通信系统的信道建模与仿真研究》范文

《无线通信系统的信道建模与仿真研究》篇一一、引言随着科技的进步与社会的快速发展,无线通信系统已广泛应用于我们日常生活的各个方面。

由于无线信道复杂多变,因此对其信道建模与仿真研究变得尤为重要。

本文将就无线通信系统的信道建模与仿真研究展开探讨,以进一步增强无线通信系统的性能与稳定性。

二、无线通信系统信道建模1. 信道类型与特性无线通信系统的信道主要分为视距信道和非视距信道。

视距信道主要指通信双方之间存在直接路径的信道,而非视距信道则指通信双方之间存在障碍物或反射、衍射等现象的信道。

信道的特性主要包括衰落、多径效应、噪声干扰等。

2. 信道建模方法针对无线信道的特性,常用的信道建模方法包括统计性建模和确定性建模。

统计性建模主要是通过收集实际信道数据,分析其统计特性,如路径损耗、多径时延等。

确定性建模则是根据实际环境,建立物理信道的数学模型,如射线追踪法、几何绕射法等。

三、无线通信系统仿真研究1. 仿真软件与平台为了更好地研究无线通信系统的信道特性,需要借助仿真软件与平台。

目前常用的仿真软件包括MATLAB、Simulinks等,这些软件具有强大的数学计算与图形化展示功能,可以方便地建立无线通信系统的仿真模型。

2. 仿真流程与步骤仿真流程主要包括确定仿真目标、建立仿真模型、设置仿真参数、运行仿真以及分析仿真结果等步骤。

在建立仿真模型时,需要根据实际信道特性选择合适的建模方法,并设置合理的仿真参数。

在运行仿真后,需要对仿真结果进行详细分析,以得出有价值的结论。

四、仿真结果与分析通过对无线通信系统的信道进行建模与仿真,我们可以得到一系列的仿真结果。

首先,通过统计性建模可以得到信道的衰落特性、多径效应等参数;其次,通过确定性建模可以得到物理信道的传播特性;最后,通过仿真平台可以直观地展示出无线通信系统的性能与稳定性。

对仿真结果进行分析,我们可以得出以下结论:1. 不同信道类型对无线通信系统的性能与稳定性具有显著影响,需要根据实际环境选择合适的信道类型;2. 统计性建模与确定性建模各有优缺点,需要根据具体需求选择合适的建模方法;3. 通过仿真研究可以更好地了解无线通信系统的性能与稳定性,为实际系统的设计与优化提供有力支持。

通信网络中的无线信道建模与仿真技术

通信网络中的无线信道建模与仿真技术

通信网络中的无线信道建模与仿真技术随着无线通信技术的不断发展,人们对于无线信道的建模与仿真技术也提出了更高的要求。

无线信道建模与仿真技术是指通过建立数学模型来模拟无线信道的传输特性,并通过仿真方法来验证和分析这些模型。

本文将介绍通信网络中的无线信道建模与仿真技术的相关理论与应用。

一、无线信道的特性无线信道是指无线通信中传输信号的媒介,其特性对无线通信系统的性能具有重要影响。

无线信道的主要特性包括衰落、多径效应、路径损耗、干扰和噪声等。

在进行无线信道建模和仿真时,需要准确描述这些特性,以便更好地了解无线信号的传输行为。

二、无线信道建模方法无线信道建模是通过建立适当的数学模型来描述和分析信号在无线信道中传输的过程。

常用的无线信道建模方法包括几何模型、统计模型和物理模型等。

1. 几何模型几何模型是通过对无线信道的传输路径进行几何描述来建模的方法。

其中常用的模型有几何扩散模型和射线跟踪模型。

几何扩散模型基于微观尺度上的路径传播理论,将信号的传输路径描述为扩散过程。

射线跟踪模型则通过追踪无线信号在环境中的传播路径来模拟信号的传输特性。

2. 统计模型统计模型是基于统计学原理对无线信道进行建模的方法。

其中最常用的模型是瑞利衰落模型和纯多径模型。

瑞利衰落模型适用于描述直射路径较弱或完全不存在的室内环境,而纯多径模型则适用于室外环境和复杂多径环境。

3. 物理模型物理模型是通过模拟无线信号传播的物理规律来建模的方法。

常用的物理模型有衍射模型和散射模型。

衍射模型适用于描述信号在障碍物周围的传播情况,而散射模型则适用于描述信号与物体表面发生散射的情况。

三、无线信道仿真技术无线信道建模是为了对信号的传输特性进行描述,而无线信道仿真技术则是为了通过实验和计算来验证和分析这些模型。

无线信道仿真技术可以分为离散事件仿真和连续时间仿真两类。

离散事件仿真是将无线信道的传输行为划分为离散的时间步进,通过事件触发机制来模拟和计算信道响应。

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摘要移动通信最近几年得到了突飞猛进的发展,人们对无线信道的研究也成了当前通信行业的主题,特别是对无线信道的建模与仿真也受到了许多学者的关注,在这个领域的研究也取得了很大成果。

无线信道模型分为自由空间模型、无线视距模型和经验模型,本文首先研究了无线信道模型的特点,建立了无线信道的的模型,对自由空间模型和经验模型Okumura-Hata 模型、COST-231 Hata模型以及COST231-WI模型进行了比较,并将其用Matlab软件仿真,对仿真结果进行了分析。

关键字:无线信道、Hata模型、COST231-WI模型AbstractMobile communication several years obtained the development recently which progresses by leaps and bounds, The people have also become the current correspondence profession subject to the wireless channel research. Specially has also received many scholars' attention to the wireless channel modeling and simulation, Has also yielded the very big result in this domain research. Wireless channel model is divided into free space model, the wireless line of sight and empirical model, this paper studied the characteristics of wireless channel model is established radio channel model, on the free space model and empirical model Okumura-Hata model, COST-231 Hata model and COST231-WI model were compared, using Matlab software to simulate, the simulation results are analyzed. Keywords: Wireless channel, Hata model, COST231-WI model目录第一章绪论 (4)1.1 无线通信的发展和建模仿真的发展状况 (4)1.1.1 无线通信的发展 (4)1.1.2 信道建模仿真技术的发展概况 (4)1.2 本文研究的容 (5)第二章无线信道的概念和无线信道的模型 (6)2.1 无线信道的概念 (6)2.1.1 无线信道的定义 (6)2.1.2 无线信道的特点 (6)2.2 无线信道的模型 (15)2.2.1 自由空间传播模型 (15)2.2.2 无线视距传播模型 (17)2.2.3 无线信道经验模型 (19)第三章无线信道建模仿真及结果分析 (30)3.1 Matlab软件介绍 (30)3.2 路径损耗模型仿真及结果分析 (30)3.2.1 自由空间模型仿真及结果分析 (30)3.3 经验模型仿真及结果分析 (32)3.3.1 Okumura-Hata模型仿真及结果分析 (32)3.3.3 COST-231 Hata模型仿真及结果分析 (34)3.3.5 COST231-WI模型仿真及结果分析 (36)结论 (39)参考文献 (41)附录 (42)中英文翻译 (42)Matlab程序 (49)致 (54)第一章 绪论1.1 无线通信的发展和建模仿真的发展状况1.1.1 无线通信的发展无线通信的开端可以追溯到公元1901年,当年的12月12日,意大利科学家列莫·马可尼实现了人类历史上首次无线电通信。

基于发明无线电报及其对无线通信的发展所作出的贡献,1909年35岁的马可尼荣获了诺贝尔物理学奖,,而我们通常认为的现代数字通信的开端是以1924年奈奎斯特(Nyquist)的工作为标志的。

当时,他研究并解决了在信道带宽给定的前提下,系统可实现的无码间干扰传输最高速率的问题。

1948年,香农(C.E.Shannon)在前人研究成果的基础上发表了那篇划时代的论文—(A Mathematical Theory of Communication)。

该文建立了信息传输的数学基础,同时提出了通信系统无差错传输的极限信息速率。

该文中的一个著名公式为:)1log(WNo p W C += s bit / (1-1)其中,C 是信道容量,P 是发射信号的平均功率,W 是信道的带宽,0N 是白噪声的单边功率谱密度。

二十世纪六、七十年代美国贝尔实验室提出了蜂窝网的概念。

二十世纪七十年代适于无线通信的高可靠、小型化的晶体射频硬件也发明了。

这两者,一个是理论,一个是硬件,极推动了无线通信的发展。

从此,无线通信进入了蓬勃发展的时期。

十几年间,移动用户的迅猛增长,既极大推动了无线通信的蓬勃发展,又证明着无线通信对社会生产力发展和人们生活水平提高的巨大推动作用。

在当前的无线宽带通信领域中,MIMO 和OFDM ,这两项技术特别引人注目.MIMO 是英文Multiple-Input Multiple-Output 的简称,也就是多输入多输出,它被认为是“现代通信中最重要的技术突破之一”。

“任何人在任何地点、任何时候同任何其他人进行任何类型的通信”是人类通信的最高目标,这一宏伟而美好的理想正吸引着全世界的通信人为之不懈奋斗。

1.1.2 信道建模仿真技术的发展概况移动通信系统的性能主要受到无线信道特性的制约。

发射机与接收机之间的传播路径一般分布有复杂的地形地物,其信道往往是非固定的和不可预见的。

具有复杂时变的电波传播特性,因而造成了信道分析和传播预测的困难。

随着通信系统的日趋复杂化,无线信道的建模和仿真对于现代数字移动通信系统的研发具有越来越重要的意义。

随着移动通信用户的增多,划分给移动通信的频带却没有改变,为了更有效地利用频带以支持更多的用户,移动通信中蜂窝的覆盖半径越来越小,经历了由大区制到宏小区、微小区以及微微小区的演变。

未来的个人通信系统,基站天线差不多是街灯的高度,传播距离在1km 以。

按照蜂窝覆盖半径的大小,现代无线移动通信大致可分为宏小区、微小区和微微小区等几种频率复用方式。

目前,大区制、宏小区和微小区己有公认的具有普遍意义的信道模型。

对大区制和宏小区(R≈20km)的电波传播,常根据统计结果得出预测的经验公式,再根据实测进行修正。

国际公认的大区制和宏小区模型是0kumura-Hata模型,它是一组基于测试数据的统计图表拟合的、具有计算不同区域传播路径损耗中值的经验公式,它以市区路径传播损耗为基准。

在此基础上对其他地区进行修正。

由于它的预测值与实测数据吻合较好,己被广泛应用于大区制和宏蜂窝的无线覆盖设计中,目前这方面的工作主要集中为无线信道建模与仿真技术的必然发展趋势。

1.2 本文研究的容随着无线通信技术的发展,无线通信已与我们的日常生活密不可分,它渗透到我们生活的各个部分,对无线信道的研究也就成了当前通信方面研究的主要容,无线信道衰落的仿真也就成了研究的主要课题。

本文主要研究的是无线信道建模和仿真,第一章概论介绍了无线通信的发展历史及本文的研究容,第二章阐述了无线信道的基本概念和无线信道的模型,第三章主要是对无线信道建模仿真和仿真结果的分析,然后就是对本次研究容的总结。

第二章 无线信道的概念和无线信道的模型2.1 无线信道的概念2.1.1 无线信道的定义无线信道指无线通信中发射天线到接收天线之间的电波通路。

对于无线电波而言,从发送端到接收端并没有一个有形的连接,电波的传播路径也有可能不只一条(多径传播、反射等)。

为了形象地描述发送端与接收端之间的工作,我们想象两者之间有一个看不见的道路衔接,把这条衔接通路称为信道。

信道有一定的频带宽度,正如公路有一定的宽度一样。

无线通信系统的性能主要受到移动无线信道的制约。

无线信道不像有线信道那样固定并可预见,而是具有很大的随机性,通常难于分析。

甚至移动台的速度都会对信号电平的衰落产生影响。

无线信道的建模历来是移动无线系统设计中的一个关键问题,也是一个难点。

2.1.2 无线信道的特点(1)传播路径与信号衰落在VHF 、 UHF 移动信道中, 电波传播方式除了直射波和地面反射波之外, 还需要考虑传播路径中各种障碍物所引起的散射波。

图2-1移动信道的传播路径直射波的传播距离为d, 地面反射波的传播距离为1d , 散射波的传播距离为2d 。

移动台接收信号的场强由上述三种电波的矢量合成。

为分析简便,假设反射系数R=-1(镜面反射),则合成场强E 为)e e1(212j 22j 10d d E E ∆-∆---=λπλπαα (2-1) 式中,0E 是直射波场强,λ是工作波长,1α和2α分别是地面反射波和散射波相对于直射波的衰减系数, 而d d d -=∆11d d d -=∆22 (2-2)图2-2 典型信号的衰落特性(2)多径效应与瑞利衰落在陆地移动通信中,移动台往往受到各种障碍物和其它移动体的影响,以致到达移动台的信号是来自不同传播路径的信号之和。

图2-3 移动台N 条接收路径信号假设基站发射的信号为)](ex p[)(0000ϕω+=t j a t S (2-3)式中,0ω为载波角频率,0ϕ为载波初相。

经反射(或散射)到达接收天线的第i 个信号为)(t S i ,其振幅为i a , 相移为i ϕ。

假设)(t S i 与移动台运动方向之间的夹角为i θ, 其多普勒频移值为i m i i f f θθλυcos cos ==(2-4) 式中,υ为车速,λ为波长,m f 为i θ=0°时的最大多普勒频移, 因此)(t S i 可写成)](exp[)]cos 2(exp[)(00ϕωθυλπϕ++=j t j a t S i i i i (2-5) 假设N 个信号的幅值和到达接收天线的方位角是随机的且满足统计独立, 则接收信号为∑-=Ni i t s t S 1)()( (2-6)令 i i i t θυλπϕφcos 2+= , ∑∑--==N i N i i i i x a x 11cos φ , ∑∑--==N i Ni i i i y a y 11sin φ则S(t)可写成S(t) = (x+jy)[])(j ex p 00ϕω+ (2-7)由于x 和y 都是独立随机变量之和,因而根据概率的中心极限定理,大量独立随机变量之和的分布趋向正态分布,即有概率密度函数为22222221)(21)(y x y y x x e y p e x p σσπσπσ--== (2-8)式中,x σ、y σ分别为随机变量x 和y 的标准偏差。

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