移动信道建模与仿真及其在点到多点通信系统中的应用研究

摘要

移动通信由于其具有独特的优点，一直备受关注，也将在未来个人通信中继续发挥重要作用。在移动通信系统中，由于用户终端的随机移动，接收信号不可避免地会受到多径衰落和阴影效应的影响。因此，基站和移动终端之间的通信信道是限制通信系统总体性能提升的重要因素之一。研究电波在无线信道中的传播及变化规律，建立信道模型，在通信系统设计时，可以用来预测各种调制方式及纠错编码方案对误码性能的影响，确定最佳调制方式、纠错编码方式及多址接入方式，提高数据传输的有效性和可靠性。 论文的主要工作有以下几个方面： ①在分析和总结无线信道多径传播信道特性、信道理论和数学模型的基础上，构造了特定环境下无线信道特性的结构模型。通过对信道特征参数的分析，设计了由特征参数所构成的无线信道特性仿真模型——抽头延迟线模型，一种改进的Jakes信道模型。 ②根据时延扩展导致信号衰落的具体情况，分别针对非频率选择性(平坦)衰落特性和频率选择性衰落特性进行了仿真验证。 ③在对频率选择性衰落特性仿真分析中，采用改进的Jakes模型对多径小尺度衰落模块进行模拟。 ④针对一种点对多点无线接入系统，建立了根据实际信号传播环境确立的信道模型，对中心站和一个外围站之间的信道进行了仿真与分析。并根据COST207中给出的不同环境时延、多普勒因子等参数的具体取值，对信道特性进行仿真。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题研究的意义

1.2国内外研究现状分析

1.3本论文的任务

2无线信道传播特性

2.1概述

2.2大尺度路径损耗

2.3阴影衰落

2.4小尺度衰落的特性

2.4.1影响小尺度衰落的因素

2.4.2移动多径信道的参数

2.5小尺度衰落的类型

2.5.1平坦衰落

2.5.2频率选择性衰落

2.5.3快衰落

2.5.4慢衰落

2.6 小结

3移动信道特性理论模型的概念与分析

3.1多径色散信道物理特性分析

3.1.1电波传播的菲涅耳区

3.1.2多普勒效应

3.1.3多径传播时延

3.2多径色散信道的数学模型

3.2.1多径色散信道的传递函数

3.2.2信道的多普勒功率谱密度函数

3.3小结

4移动信道仿真模型的建立与分析

4.1移动无线信道特性仿真模型设计的基本思想

4.2移动信道的仿真模型的建立

4.2.1仿真系统的组成

4.2.2衰落信道的包络统计特性

4.2.3平坦瑞利衰落仿真模型

4.2.4频率选择性衰落信道模型

4.3 小结

5点对多点无线接入系统信道分析

5.1概述

5.2点对多点通信系统组成和原理

5.2.1中心站工作原理

5.2.2用户站工作原理

5.3多址技术

5.4点对多点无线接入系统的电波传播特性

5.4.1静态传播模型

5.4.2散射体移动时电波接收模型

5.4.3移动台运动时电波接收模型

5.4.4点对多点系统动态传播模型

5.5点对多点无线接入系统的信道模型设计

5.5.1点对多点系统的性能指标

5.5.2点对多点接入系统的信道模型设计

5.5.3单信道设计

5.6系统仿真结果

5.6.1环境仿真

5.6.2衰落率

5.6.3系统误码率

5.7 小结

6结论与展望

6.1全文总结

6.2未来展望

致谢

参考文献

附录