多径信道的特点

一、多径信道的特点

在过去的几十年里,无线通信技术得到了迅猛的发展和广泛的应用。第三代、第四代等移动通信系统给人们展示了一个美好的前景,但这些前景的实现是以克服目前所面临的包括多径时延扩展、信道时变等技术难题为先决条件的。无线通信的工作环境非常复杂,无线电波不仅会随着传播距离的增加发生弥散损耗,并且会受到地形、地物等的遮蔽而发生“阴影效应”;而且信号经过多点反射,会从多条不同路径到达接收端,这种多径信号的幅度、相位和到达时间不可能完全相同,它们相互叠加会产生电平衰落和时延扩展。由于多径衰落的存在,直接利用无线信道进行通信,存在严重的码间干扰。

·多径信道的举例:

通常,航空信道被认为是由一个视距传播(LOS)成分和一个多径散射成分组成,称为莱斯衰落信道。其中,多径散射成分是由传播环境中物体对电磁波的反射和散射产生的。在航空通信中,飞行器不同的状态会导致不同的信道衰落形式,比如飞行器在飞行途中、跑道滑行以及停场状态导致的信道衰落是不同的。一般来说,在停场状态下,由于停机坪、机库的影响,通常视距成分是不存在的,这导致了所谓瑞利衰落,是最严重的衰落形式;而在另外的状态下,接收信号通常包含LOS成分和散射成分,这会导致莱斯衰落。

·空空信道

空空信道是一种典型的频率选择性衰落信道。在通信过程中,通信双方之间存在直射径。根据实际工程测量,考虑可分辨多径数为2,因此,其冲击响应和接收数据如下式所示:

直射路径上的信号功率只与通信距离有关,并随距离增大而相应衰减。空空信道中的其他通信路径一般是由于地面、海面以及山体的反射而造成的。多径的功率小于主径,但当无线电波在海面上产生镜面反射时,多径的功率可以接近于直射路径的功率。通过实测可知,在空空通信时,第二径的功率有90%以上的概率在主径功率的0.5至0.96倍之间,其他多径的功率则较小。

二、建模需要体现的指标

根据通常情况下的多径信道,仿真模型主要体现如下几个指标:

·多径个数;

·每个多径的时延;

·每个多径以及主径的衰弱

·多普勒频移

·高斯白噪声

根据上面的指标,多径信道可以用如下的式子进行建模:

下面是一条多径,衰弱为3db的情况:

 

下面是二条多径,衰弱为3db,6db的情况:

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