莱斯分布的概率函数:(2.3)
瑞利分布的概率密度函数(2.4)
上式中,r是接收信号的包络, 为信号包络检检波前电压的的均方根值, 为包络检波前时间的平均功率,A为多径信号中信号主分量的值, 是零阶修正第一类贝塞尔函数。慢衰落主要影响慢速移动通信终端在短距离和(或)在短时间内的通信质量。
2.1.3 快衰落
快衰落(fast fading)是由于多径信号分量各自的相位不同,多径信号的相位分布服从均匀分布;这样总的合成信号幅度是所有信号的矢量加。在极短的时间或极小的空间范围内(几个波长之内),合成信号可能由于多径分量同相相加而增强,形成峰点;也可能由于反相相加而减弱,形成谷点。快衰落主要影响高速移动通信的系统性能或极短时间内系统的性能。
2.1.4 三种衰落的区别
大尺度衰落主要是路径衰落,可用自由空间传播模型来近似:其特点是:慢变,信道在很长时间内可以认为是恒定的,而且衰落的幅度很小。
中尺度衰落主要是由电磁波的饶射引起的,一般用对数正态分布来表征其衰落的幅度特性,其变化特性介于两者之间。
小尺度衰落主要是电磁波的反射以及散射等引起的,其特点是快变,在很短的时间内,信号衰减的很快,最多可以衰减60-70的dB.常用瑞利分布(NLOS)和莱斯分布(LOS)来表征其幅度的变化。
图2.1 对移动无线信道的衰落特性进行概括描述
2.2 宽带传播规律的研究内容
宽带传播特性决定了数字通信系统的传播速率。对于数字系统,在没有采
用分集及均衡技术的情况下,信号的均方根时延 与符号比特周期之比必须小于0.2,接收端符号间干扰(ISI)才是可以容忍的。通常用下式描述多径信道转移函数。
:均方根时延扩展,功率谱相对于二阶中心距的平方根;
:平均时延扩展,功率谱相对于第一个到达路径的一阶中心矩。
研究电波传播的宽带规律就是研究无线信道的多径效应,确定每条路径的时延 ,衰减常数 ,相位 。只有掌握了多径信道的宽带特性,才能准确设计系统的最大速率,决定采用最佳分集及均衡技术进一步提高传输速率,改善系统系能。
迄今为止,关于隧道中宽带无线电波传播特性的报道还很少。但是,有一点是很清楚的,那就是:无线电波数据传输率受码间干扰限制,而码间干扰是由于信号带宽超过隧道的相干带宽引起的,表现为一种时间性现象。因此,目前对于宽带特性的研究主要集中于找出传播信道的脉冲响应,由该脉冲响应可以得到 与 等有关统计特性。
3 研究的方法
3.1 研究方法的分类
对于隧道中无线通信信道的传播特性的研究方法可以分为3类:统计方法(Statistical Methods)、混合方法(Combined Approach)、确定性方法(Deterministic Approach)
3.1.1 统计方法(Statistical Methods)
即在各种类型的传播环境中进行发射和接受的试验,现场记录下接收信号的各种数据,实际测量后,用计算机对大量的数据进行统计分析,寻找出反应传输特性的各种参数的统计分布。再根据数据分析的结果,建立传输信道的统计模型来进行传播预测。
统计方法中用的最多的是对数距离损耗模式,这是因为无线电波在隧道中传播时具有隧道效应,信号传播是墙壁反射与直射的结果,其中直射为主要分量。可以利用实验数据对对数距离损耗模型进行修正,得出的简单而且实用的隧道传播模型,便于进行隧道覆盖设计。
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