所谓小尺度.docx

所谓小尺度,是描述短距离(几个波长)或短时间(秒级)内接收信号强度快速变化的。移动无线信道的主要特征是多径(传播过程中会遇到很多建筑物,树木以及起伏的地形,会引起能量的吸收和穿透以及电波的反射,散射及绕射等,这样,移动信道是充满了反射波的传播环境)。到达移动台天线的信号不是单一路径来的,而是许多路径来的众多反射波的合成。这些多径使得接收信号的幅度急剧变化(由于电波通过各个路径的距离不同,各路径来的反射波到达时间不同,相位也就不同。不同相位的多个信号在接收端迭加,有时同相迭加而加强,有时反向迭加而减弱。使得接收信号的幅度急剧变化),也就是产生了多径衰落。移动多径信道的三组色散参数——时间色散参数(时延扩展,相关带宽)、频率色散参数(多普勒扩展,相关时间)、角度色散参数(角度扩展,相关距离)。移动信道的多径环境所引起的信号多径衰落,可以从时间和空间两个方面来描述和测试。(1)从空间角度来看(模拟移动系统主要考虑多径效应所引起的接收信号幅度的变化)沿移动台移动方向,接收信号幅度随着距离变动而衰减。本地反射物所引起的多径效应呈现较快的幅度变化,其局部均值为随距离增加而起伏的下降的曲线,反映了地形起伏所引起的衰落以及空间扩散损耗。(2)从时域角度来看(数字移动系统主要考虑多径效应所引起的脉冲信号的时延扩展)各个路径的长度不同,因而信号到达的时间就不同。这样,如从基站发送一个脉冲信号,则接收信号中不仅包含该脉冲,而且还包含它的各个时延信号。这种由于多径效应引起的接收信号中脉冲的宽度扩展的现象,称为时延扩展。扩展的时间可以用第一个到达的信号至最后一个到达的信号之间的时间来测量。当移动台以恒定速率在长度为,端点为X和Y的路径上运动时收到来自远源S发出的信号。多普勒频移示意图无线电波从源S出发,在X点与Y点分别被移动台接收时所走的路径差为。这里是移动台从X运动到Y所需时间,是X和Y处与入射角的夹角。由于源端距离很远,可假设X、Y处的是相同的。所以,由路程差造成的接收信号相位变化值为:由此可得出频率变化值,即多普勒频移为:上式中,与入射角无关,是的最大值。称为最大多普勒频移。因此,多普勒频移与移动台运动速度、及移动台运动方向与无线电波入射方向之间的夹角有关。若移动台朝向入射波方向运动,则多普勒频移为正(即接收频率上升);若移动台背向入射波方向运动,则多普勒频移为负(即接收频率下降)。信号经不同方向传播,其多径分量造成接收机信号的多普勒扩散,因而增加了信号带宽。由于移动通信信道的多径、移动台的运动和不同的散射环境,使得移动信道在时间上、频率上和角度上造成了色散。这里,功率延迟分布(PDP,Power-Delay-Profile)用于描述信道在时间上的色散;多普勒功率谱(DPSD,Doppler-Power-Spectral-Density)用于描述信道在频率上的色散;角度功率谱(PAS,Power-Azimuth-Spectrum)用于描述信道在角度上的色散。因此,信号经过信道后分别形成了频率选择性衰落、时间选择性衰落和空间选择性衰落,也分别产生了时延扩展、多普勒扩展和角度扩展,这三种扩展分别对应三组相关参数——相关带宽、相关时间和相关距离。(a)PDP(b)DPSD(c)PAS这三组扩展特性和相关特性同时存在,且互不排斥,都可用包络相关函数来确定。包络相关函数定义为:式