無線移動信道特性分析

圖5 開闊地路徑損耗
對圖2~圖5進行比較得出,在開始的50 m內,大城市環境下的路徑損耗與中小城市的路徑損耗相同,均為92 dB,而城 市環境下的路徑損耗比郊區環境下的路徑損耗高,從92 dB降低到82 dB,郊區的路徑損耗比開闊地的路徑損耗要高,從 82 dB降低到62 dB。由此可見,在相同的基站天線高度和距離下,開闊地的路徑損耗最小,郊區次之,城市最大。另外 ,對于相同的路徑損耗,比較各種地形下基站與移動臺的距離,不難發現,開闊地的兩者之間距離最大,郊區次之,城 市最小。這是因為城區的遮蔽物比較豐富,特別是路徑上那些樹木、車輛、建筑等障礙物會對對數正態陰影衰落產生一定的影響。這也反映出,在基站高度相同的情況下,開闊地的手機信號要比在室內或者障礙物比較多的地方好。因此,在城區、建筑物高而密集、或者多山地區,要想達到相對理想的接收功率,減少路徑損耗,必須要增加基站的天線高度,并適當縮小相鄰基站的距離。這也與現實生活中的實際情況是一致的。
3.2 平坦衰落模型
根據2.1節中的有關萊斯衰落和瑞利衰落的理論知識,本節將對這兩種衰落搭建仿真平臺,利用Matlab相關函數得到仿真序列,然后與理論值進行比較。具體的仿真流程圖如圖6所示。

圖6 平坦衰落模型仿真流程圖
萊斯衰落信道模型經常用于仿真一個可視路徑和多個非可視路徑共同產生的衰落信道模型。萊斯分布的均值為,其中是式(13)中的高斯變量方差。對萊斯衰落進行歸一化處理,使,此時信號功率與信噪比完全一致。于是,衰落幅度可表示為:
本文利用Matlab中randn函數產生隨機序列,并結合式(17)得到萊斯衰落序列。然后利用迭代法得到萊斯分布的累積函數,如圖7所示。實線是理論值;興線是仿真序列。通過比較發現,理論值與期望序列是一致的。
圖7 萊斯衰落分布函數(K=7 dB)
3.2.2 瑞利衰落信道模型分析
瑞利衰落模型仿真只需要對萊斯衰落稍作修改,仿真過程中,根據式(lb)畫出了其概率密度函數,并利用Matlab中hiST函數得到瑞利衰落的密度函數估計值,如圖8所示。實線是理論值;興線是仿真值。通過仿真結果可以得出,結果與理論是一致的。
,其中是式(13)中的高斯變量方差。對萊斯衰落進行歸一化處理,使
,此時信號功率與信噪比完全一致。于是,衰落幅度可表示為:

本文利用Matlab中randn函數產生隨機序列,并結合式(17)得到萊斯衰落序列。然后利用迭代法得到萊斯分布的累積函數,如圖7所示。實線是理論值;興線是仿真序列。通過比較發現,理論值與期望序列是一致的。

圖8 瑞利衰落概率密度函數
4結語
無線移動通信系統的性能主要受到無線信道的影響,具有較強的隨機性。本文分析了無線移動通信信號傳播的衰落特性,對移動通信中的大尺度衰落和小尺度衰落進行了分析,這些將對無線移動通信系統的前期設計和仿真提供基礎。復雜的信道特性對于無線通信來說不可避兔,因此要保證信號的傳輸質量,必須采用各種措施來減少由于衰落造成的不利影響。










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