發(fā)布時間：2020-04-03 18:14

【摘要】： 移動無線信道特性對移動通信系統(tǒng)性能具有重要影響,移動信道建模和仿真對移動通信系統(tǒng)的研發(fā)具有重要意義。因此,對移動信道建模與仿真進(jìn)行研究,具有重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。 本文從無線電波的傳播特點出發(fā),分析了無線電波的傳播模型和描述信道特性的主要參數(shù),重點分析了移動小尺度衰落模型;結(jié)合無線電波傳輸環(huán)境的特點,研究了平坦衰落信道和頻率選擇性信道的特點,設(shè)計了基于FPGA的移動無線信道仿真器,同時給予了軟硬件驗證。 本文從衰落的數(shù)學(xué)模型角度研究了信道傳輸特性,以及各項參數(shù)對信道特性的影響。主要做了以下幾個方面的工作: 1.簡要介紹了無線電通信的發(fā)展史及信道建模與仿真的意義;論述了信道對無線信號主要的三類影響:自由空間的路徑損失、陰影衰落、多徑衰落;分析了無線通信傳播環(huán)境,移動無線通信信道仿真的基本模型,同時介紹了用正弦波疊加法和成型濾波器法建立信道確定型仿真模型的具體實現(xiàn)方法。 2.對移動無線信道特性進(jìn)行了Matlab仿真,對仿真結(jié)果進(jìn)行了對比分析,對影響信道特性的主要參數(shù)設(shè)置進(jìn)行了分析仿真。 3.設(shè)計了一種基于FPGA的移動無線信道仿真器,并對實現(xiàn)該仿真器的關(guān)鍵技術(shù)和實現(xiàn)方法進(jìn)行了分析。該信道仿真器能夠?qū)崟r模擬窄帶信號條件下無線信道的主要特點,如多徑時延、多普勒頻移、瑞利衰落等,其主要的技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計要求。該模擬器結(jié)構(gòu)簡單,參數(shù)可調(diào),易于擴展,通用性強,可以部分或全部集成到處于研制階段的接收機中,以便于性能測試,也可應(yīng)用于教學(xué)實踐。
【圖文】：

在城市的移動無線傳播環(huán)境中，由于周圍高大建筑機到接收機之間很少有可視路徑傳播信號(LOS)，到達(dá)接收機的障礙物的繞射、反射和散射。到達(dá)移動臺天線的信號不是單一多路徑來的到達(dá)時間和相位各不相同的多個信號疊加，這些信有時反相減弱，接收信號急劇變化，產(chǎn)生了衰落，這種衰落稱通信環(huán)境的復(fù)雜性，多徑衰落是移動無線信道最基本的特性之傳播距離尺度大小來區(qū)分，無線傳輸損耗可分為兩種機制。大描述區(qū)域均值，它具有冪定律傳播特征，即中值信號功率與距冪成反比變化。一般將描述陰影衰落的中尺度的傳播機制包括之內(nèi)，它是重疊在大尺度衰落特性的中值電平上的平均功率變續(xù)時間長達(dá)幾秒或幾分鐘，因此，在時間尺度上較多徑衰落要度上信號包絡(luò)的變化是描述多徑衰落的，小尺度衰落信道包絡(luò)的概率密度函數(shù)。小尺度衰落按照頻率選擇性可分為頻率選擇衰落，按照時間選擇性可以分為快衰落和慢衰落，衰落原理將細(xì)介紹。圖 2-1 對無線信道的衰落分類進(jìn)行概括描述。

s c sB B Tτ> 且 <σ衰落稱為頻率選擇性衰落，滿足此條件的信道稱為頻率選擇性寬大于信道的相關(guān)帶寬時，信道在不同的頻段有不同的增益，生明顯變化，信號經(jīng)歷了頻率選擇性衰落。多普勒效應(yīng)臺與周圍環(huán)境中的散射體產(chǎn)生相對運動時，所接收信號的頻率現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)。由于移動臺和基站之間的相對運動，導(dǎo)時移動信道是時變信道。當(dāng)移動臺的運動速度達(dá)到某一特定值性將導(dǎo)致信號的時間選擇性衰落，時間選擇性衰落會引起接收為當(dāng)發(fā)送信號還在傳輸?shù)倪^程中時，，傳輸信道的特性已經(jīng)發(fā)生和相關(guān)時間是描述信道的頻率色散和時變特性的兩個重要參數(shù)運動引起的接收信號的頻率偏移稱為多普勒頻移，它與相對運普勒頻移產(chǎn)生的原理如圖 2-3 所示。
【學(xué)位授予單位】：國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TN929.5;TP337

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