1.2.2 多普勒效应
在移动通信中,当移动台移向基站时,频率变高,远离基站时,频率变低,所以我们在移动通信中要充分考虑多普勒效应。多普勒效应产生多普勒频移,可表示为
(13)
式中是移动台运动方向与入射电波的夹角,为运动速率,此时信号经第i条路径到达接收端时的频率表示为
(14)
式中为电波在自由空间的传播速率,为最大多普勒频移。
当,变时,跟着变化,当有足够多的多径分量时,接收到的信号将不在是单载波,而是在最大多普勒频移内的连续谱。可以给出,受多普勒效应影响时,接收功率谱可以表示为
(15)
式中为信号发射频率,到达电波的平均功率[6]。
2. 移动衰落信道模型简介
2.1 Jakes信道模型
Jakes模型假设从接收机到发射机之间存在无数多条传播路径,并且这些反射波到达接收机的路径是离散均匀分布。对于时域输入波形,其输出波形可以表示为
(16)
式中是的希尔伯特变换。I、Q两路基带信号可等价表示为
(17) (18)
式中,为最大多普勒频偏,为的路径数,为0~2间的随机数,, , , 。本文来自辣)文!论(文@网,
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多普勒频移范围为(-,),同时假定信号带宽频率的倒数大于时延扩展。和是信道传输函数的基带等效部分。在一般情况下,信道的仿真大都利用基带等效原理,不需要再进行载波级的仿真。然而最大多普勒频偏是由接收机最大移动速度和载波频率决定,其表达式为
(19)
式中为电波的传播速度。即使发射机和接收机之间是相对静止的,如果一个物体快速移动到传播路径范围内,同样会产生多普勒频移。假如发射机发送一条单一频率的正弦波,接收端收到的信号除了受到多普勒频效应影响外,还会有多径衰落的产生,使得接收机收到的信号不再是单频的信号。所以我们一般认为一个正弦信号经过Jakes信道后,频谱被扩展为一个窄带频谱[7]。频谱表示为
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