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(nèi)，大城市環(huán)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(huán)境下的路徑損耗比郊區(qū)環(huán)境下的路徑損耗高，從92 dB降低到82 dB，郊區(qū)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(qū)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(fā)現(xiàn)，開闊地的兩者之間距離最大，郊區(qū)次之，城 市最小。這是因為城區(qū)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(shù)正態(tài)陰影衰落產(chǎn)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(nèi)或者障礙物比較多的地方好。因此，在城區(qū)、建筑物高而密集、或者多山地區(qū)，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(xiàn)實生活中的實際情況是一致的。

　　3．2 平坦衰落模型

　　根據(jù)2．1節(jié)中的有關(guān)萊斯衰落和瑞利衰落的理論知識，本節(jié)將對這兩種衰落搭建仿真平臺，利用Matlab相關(guān)函數(shù)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

　　3．2．1 萊斯衰落信道模型分析

　　萊斯衰落信道模型經(jīng)常用于仿真一個可視路徑和多個非可視路徑共同產(chǎn)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(shù)產(chǎn)生隨機序列，并結(jié)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(shù)，如圖7所示。實線是理論值；興線是仿真序列。通過比較發(fā)現(xiàn)，理論值與期望序列是一致的。

　圖7 萊斯衰落分布函數(shù)（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(jù)式（lb）畫出了其概率密度函數(shù)，并利用Matlab中hiST函數(shù)得到瑞利衰落的密度函數(shù)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(jié)果可以得出，結(jié)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(shù)產(chǎn)生隨機序列，并結(jié)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(shù)，如圖7所示。實線是理論值；興線是仿真序列。通過比較發(fā)現(xiàn)，理論值與期望序列是一致的。

圖8 瑞利衰落概率密度函數(shù)

　　4結(jié)語

　　無線移動通信系統(tǒng)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(tǒng)的前期設(shè)計和仿真提供基礎(chǔ)。復(fù)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(zhì)量，必須采用各種措施來減少由于衰落造成的不利影響。