无线传播环境、分集技术和信道编码.ppt

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1、2023年2月17日,第 1 页,无线传播环境、分集技术和信道编码,2023年2月17日,第 2 页,无线传播环境,复杂、恶劣的传播条件是移动信道的特性，主要表现为各种形式的衰落。认识无线传播环境的意义，在于针对移动信道的特点，采取抗衰落措施实现优质可靠的无线通讯。无线电波传播特性的表示：统计描述：分布特性，如瑞利分布、莱斯分布。电波传播模型：图表、近似计算公式。,2023年2月17日,第 3 页,无线传播环境,UHF（300M1GHz）和L（12GHz）波段的传播方式：空间波直射波折射波散射波地形环境分类开阔地区郊区中小城市地区大城市地区,2023年2月17日,第 4 页,无线传播环境,无线

2、电信号的功率衰减：衰落的分类：路径损耗阴影衰落。地形起伏、建筑物及其他障碍物对电波遮蔽引起。多径衰落。无线电波的多径传输所引起。,2023年2月17日,第 5 页,无线传播环境,长区间中值较大范围（以公里计）内变化长时间平均慢衰落(阴影衰落)数十波长的平均快衰落(多径衰落)瞬时值,2023年2月17日,第 6 页,无线传播环境,路径损耗模型自由空间传播损耗奥村模型（根据场强实测数据总结）基本中值损耗基站天线高度增益因子移动台天线高度增益因子修正因子：郊区，丘陵，斜坡，水陆混合,2023年2月17日,第 7 页,无线传播环境,奥村模型的经验公式阴影衰落移动台在运动中通过不同障碍物的电磁场阴影慢衰

3、落和频率无关，主要决定于周围地形服从对数正态分布，概率密度为：,2023年2月17日,第 8 页,无线传播环境,移动信道的主要特性：多径传播,多条路径的反射波的迭加。路径的距离不同，反射波到达的时间和相位就不同。同相迭加则增强，反相迭加则减弱，引起接收信号幅度的急剧变化。,2023年2月17日,第 9 页,无线传播环境,多径接收信号的统计特性瑞利分布。没有直射波通路莱斯分布。有直射波通路假设大量反射波存在，到达天线的方向角随机，相位随机，在02之间均匀分布,2023年2月17日,第 10 页,无线传播环境,时延扩展由于多径效应引起的接收信号中脉冲的宽度扩展时延谱：不同时延的信号分量具有的平均功

4、率,2023年2月17日,第 11 页,无线传播环境,相关带宽表征信号中两个频率分量基本相关的频率间隔。频率选择性衰落：信号带宽大于相关带宽。信号通过信道传输后各频率分量的变化不一致，波形失真，造成码间串扰。非频率选择性衰落：信号带宽小于相关带宽。信号通过信道传输后各频率分量的变化具有一致性，波形不失真，无码间串扰，为平坦衰落。,2023年2月17日,第 12 页,无线传播环境,随机调频多普勒频移移动台运动时的多普勒效应引起的附加频移多普勒频展多径环境下多普勒频移,2023年2月17日,第 13 页,无线传播环境,相干时间多普勒效应引起的信号的衰落节拍衰落的统计平均距离为,2023年2月17日

5、,第 14 页,无线传播环境,多径信号的模拟平坦衰落时延扩展的因素可以忽略，信道冲激响应是功率谱为多普勒频展的复高斯噪声信号。时延谱的离散化将连续的时延扩展谱分成L个离散值。,2023年2月17日,第 15 页,无线传播环境,频率选择性衰落信道模型模型由若干支路构成，每个支路都是平坦瑞利衰落,2023年2月17日,第 16 页,无线传播环境,GSM的典型传播环境郊区模型市区模型,2023年2月17日,第 17 页,无线传播环境,WCDMA的典型传播环境,2023年2月17日,第 18 页,分集技术,分集技术利用多条传输相同信息，且具有近似相等的平均信号强度和相互独立衰落特性的信号路径，在接收端

6、进行适当合并，以降低多径衰落的影响，改善传输的可靠性。分集的实现方法空间分集极化分集角度分集频率分集发射分集,2023年2月17日,第 19 页,分集技术,分集信号的合并选择式合并：选择具有最高信噪比的信号,2023年2月17日,第 20 页,分集技术,最大比合并各分集支路经过相位调整后，按适当的增益系数同相相加。增益系数与支路信号的信噪比成正比。,2023年2月17日,第 21 页,分集技术,等增益合并各分集支路经过相位调整后，按相同的增益系数同相相加。开关式合并仅使用一套接收设备。支路的瞬时包络低于预定门限，切换到另一支路。,2023年2月17日,第 22 页,分集技术,宏分集多个基站向移

7、动台发射同样的下行信息，并同时接收移动台的上行信号。WCDMA中，宏分集=软切换下行信号在RAKE接收机合并上行信号在BSC中合并,2023年2月17日,第 23 页,信道编码,目的：信号遇到干扰时提高传输质量。手段：增加冗余的比特。编码的一般顺序循环码在信息比特后面附加上校验位，用于检错和纠正短的突发错，或只用于检错。卷积码和Turbo码用于纠正随机的错误比特。交织将接收信号中的连续的比特差错转化为随机的比特差错。,2023年2月17日,第 24 页,信道编码,交织编码,write,read,2023年2月17日,第 25 页,信道编码,卷积码编码约束长度 NGSM N=5WCDMA N=9,2023年2月17日,第 26 页,信道编码,Turbo码编码,