无线通信基础David 中文版--blog1

无线信道第二章学习知识点1---大小尺度衰落，多普勒频移，相干距离，时延扩展，相干带宽。

无线信道特征--会关于时间、频率变化

分为两种类型衰落

大尺度：环境中障碍物的阴影有关，当移动台(应该指的收发机)运动距离与小区尺寸相当就出现。

小尺度：收发机之间的多路径信号的相长/相消干扰造成，当空间尺度和载波波长相当时出现(波长与频率有关)

1.假设一个在自由空间中的某动点u(t)处的电场：

非LTI信道，其中-fv/c就是多普勒频移，其偏移量取决于频率f。（非常重要！）

2.反射墙面，固定天线（射线跟踪法分析）：

有该点的电场为两路信号电波的叠加，方向相反则相加为负：

其中相位差为下式，当为2Π整数倍，则相长，为Π奇数倍，则相消。

把2-7相位差作为r的函数时，该式变为相长相消的空间方向图，从波峰到波谷的距离就称为相干距离，λ=c/f，因此相干距离为

小于这个距离时，基本是常量Π，因此信号强度变化不明显。

另外相干相消的方向图还取决于频率f：如果固定r，f变为下面的值

则也从波峰到波谷。把2-9括号中间的记为信道的时延扩展Td，就是路径的传播时延最大差。

如果传输频率或者传输过程中频率的改变量远小于1/Td(相干带宽，传输带宽的范围)。则方向图不会明显改变。

3.反射墙，运动天线

多径衰落指：接收天线经过两路电波相长和相消区域发生接收信号强度变化的现象。

相干时间指：从波峰到波谷所经历时间为c/（4fv），衰落的时间尺度。

可通过多普勒频移来观察相干时间。

多普勒扩展：Ds=D2-D1（反射波多普勒频移减去直射波多普勒频移）

如果移动台离墙比发端更近，则近似合并2-11信号得（和差化积公式）

此时信号如下图

多普勒扩展Ds决定了信号强度穿过干扰方向图的速率，并与相干时间成反比。

4.地平面反射

水平距离r远大于垂直高度h时，由于反射路径电场反转，相位又几乎相同(距离差小)，所以两路电波几乎彼此抵消。

5.距离和阴影引起的功率衰减

射线跟踪法精度高但依赖精确模型。简化模型用两参数的概率法显示，功率衰减与障碍物密度成正比。障碍物密度和吸收特性建模为随机数可反映环境随机性，即阴影衰落，其影响持久，不同于多径衰落，可达几分钟。小区覆盖受功率衰减限，但衰减也减小区干扰，尺寸主要由容量用户决定，远距离小区频率复用减轻干扰。

6运动天线、多个反射体
利用射线跟踪技术,研究多个反射体的问题就简化为将接收波形建模为来自不同路径而不仅是两条路径的响应之和的问题。
另一种类型的反射称为散射(scattering),可以出现在大气层,也可以来自粗糙物体的反
射。此时,存在数量相当大的独立路径,接收波形最好建模为路径长度差别极小的路径求积
分,而不是求和。

二、无线信道输入输出模型