无线信道的小尺度衰落特性参数提取及评估分析方法

发布时间：2020-10-18 10:30

　　 无线通信技术的高速发展,离不开对无线衰落信道的深入研究。而在对无线衰落信道进行研究的过程中,受限于复杂多变的实际环境,难以针对不同情况逐一实验。所以,无线衰落信道建模方法的性能,以及对模型中衰落参数的提取与分析,对于无线衰落信道的研究和无线通信设备的研发测试工作,具有重要的价值。本文主要研究内容如下:首先,研究了无线衰落信道的经典理论。包括了信号在无线通信环境中传播时主要涉及的大尺度与小尺度衰落;两大类衰落的一些主要影响因素;两大类衰落的部分关键参数物理及数学意义;以及一些经典的宽带、窄带与衰落信道模型的建模方法与公式。其次,研究了无线衰落信道模型小尺度衰落参数中的幅值包络、相位、多普勒谱及相关参数的部分提取方法及其仿真实现,针对不同方法的具体数据及图象进行了直观分析;研究了莱斯因子K的部分估计方法及其仿真实现,并引入欧氏距离,优化现有的基于NMSE(Normalized Mean Square Error,归一化均方误差)的评估方法,实现了无噪与加噪环境下不同估计方法性能差异的评估。最后,研究了无线衰落信道建模方法的性能评估分析方法。对幅值包络PDF(Probability Density Function,概率密度分布函数),提出了一种基于卡方拟合优度检验的评估方法;对多普勒功率谱密度函数,提出了一种基于MAE(Mean Absolute Error,平均绝对误差)的评估方法;仿真结果表明,两种方法能有效地对信道模型的部分性能进行评估,在仿真结果的基础上,进一步探究了不同变量对于方法性能的影响。
【学位单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN92
【部分图文】：

2.1.2 小尺度衰落特性小尺度衰落通常指在通信距离较短的局部范围内，接收信号功率在短时间围绕一个平均值上下快速波动的情况。这些波动通常发生在大约一个波长的范内。由于小尺度衰落具有在小空间尺度内快速波动变化这一特点，因此在对小度衰落进行研究时，通常可以忽略大尺度衰落的影响。小尺度衰落对于无线通的质量具有重要意义，其受多径传播、多普勒效应的影响[35]。多径效应：无线通信主要以发射端与接收端之间的无线信道作为传输媒介。实际的无通信环境中，由于环境的复杂性，信号从发射端到接收端存在许多不同时延的播路径，即多径传播。在某些特定情况下，发射端与接收端间存在直视径。此信号传播环境中的不同障碍物会导致信号传播中发生反射、折射、衍射、绕射从而导致经由这些不同路径传输的信号分量强度、载波相位、时延等均各不相进而使得由这些信号分量在接收端合成接受端信号产生失真[36]。

信号会产生频率扩散，波长亦发生变化，该现象即多普勒效应多普勒效应而导致的发射端信号与接收端信号间的频率差被称之为多多普勒频移的大小与相对运动的速度成正比，而频移的符号则被相对决定：若接收端相对运动方向与信号传播方向相同，则多普勒频移符若相对运动方向与信号传播方向相反，则多普勒频移符号为负。多普达式为：cosvfd 公式(2.9)中，v 为信号接收端移动速度， 为传输信号波长， 表示信端与入射信号方向的夹角。当cos =1，即移动端移动方向与信号入射同或相反时，有最大多普勒频移mvf 。无线信道多普勒效应如图(2.2)所示

(1)( )( )' '' '' ''S ' d 'BS ' d ' 功率谱密度的中心矩，表示了信号在多径衰落信道射端与接收端之间的时间同步精度要求很高时，平即延迟功率谱密度的二阶中心矩的平方根：(1)( 2)2( ) ( )( )' '' '' '' '' - B S ' d 'BS ' d ' 展：扩展是建立在定义的门限的基础上，对多径的信号。对于衰落信道模型而言，附加时延扩展同样具有其决定了发射端与接收端附近一定范围内的多径分
【参考文献】

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本文编号：2846183