移动衰落信道中非频率选择性信道统计特性的分析与研究

摘要

随着社会的发展，人们对通信的需求日益迫切，对通信质量的要求也越来越高。尤其是进入21世纪以来，移动通信得到了极大的发展，而且随着移动通信中各种新技术的广泛应用，使得无线信道成为移动通信研究中的经典课题。无线信道是移动通信的传输媒体，所有的信息都在这个信道中传输。信道性能的好坏直接决定着人们的通信质量，因此要想在比较有限的频谱资源上尽可能地高质量，大容量的传输有用的信息就要求必须十分清楚地了解信道的特性以及研究信道特性对信息传输所带来的影响。论文针对无线信道中最常见的信道——非频率选择性信道，对其统计特性进行了详细的分析与研究。 论文首先简要介绍了课题的研究背景和意义，并总结了移动通信发展的历史以及今后的发展趋势。介绍了移动衰落信道的基本概念和特性，分析了衰落信道的基本理论，即多径效应和多普勒效应，并对信道的分类和研究移动衰落信道的基本方法进行了全面的介绍，为后面对无线信道的仿真与研究奠定理论基础。建立了非频率选择性信道的参考模型，主要围绕描述小尺度衰落信道的瑞利和莱斯分布进行讨论，并简要介绍了Suzki分布和两种常见的多普勒功率谱密度——Jakes功率谱密度和Gaussi功率谱密度，重点分析了参考模型的一阶和二阶统计特性，通过仿真分析不同的参数对各统计特性的影响，使参考模型更加符合实际电波的传输环境。采用莱斯法建立了非频率选择性信道的仿真模型，包括莱斯、瑞利和Suzki仿真模型。重点介绍了等距离法(MED)、蒙特卡洛法(MCM)和Jakes法(JM)，通过把上述三种方法应用到Jakes功率普密度中确定了仿真模型的参数。详细分析了非频率选择性信道的一阶统计特性，包括仿真模型的各相关统计特性和各态历经性，并在计算机仿真与比较分析的基础上得出了符合高效仿真模型所必需满足的三个条件，结论对提出新的信道仿真模型的研究具有重要的参考意义，而且便于更加有效地对无线通信系统进行仿真与分析。然后选取其中一种较理想的仿真模型，对其振幅和相位的概率密度函数以及电平交叉率和平均衰落时延进行计算机仿真分析。最后总结全文，得出结论，并明确了今后所要做的工作。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 引言

1.1课题研究的背景及意义

1.2国内外研究的现状及动态

1.2.1移动通信技术的发展

1.2.2当前移动通信的发展趋势

1.3课题研究工作及论文主要内容

第2章 移动衰落信道概述

2.1移动衰落信道的概念及特性

2.2移动衰落信道的基本理论

2.2.1多径效应

2.2.2多普勒效应

2.3移动衰落信道的分类

2.4研究移动衰落信道的基本方法

2.5本章小结

第3章 移动衰落信道参考模型的建模及其特性分析

3.1引言

3.2移动衰落信道参考模型的建模

3.3多普勒功率谱密度

3.3.1 Jakes功率谱密度

3.3.2 Gaussian功率谱密度函数

3.4移动衰落信道参考模型的统计特性

3.4.1参考模型的一阶统计特性

3.4.2参考模型的二阶统计特性

3.5本章小结

第4章 非频率选择性信道仿真模型的建立及分析

4.1引言

4.2建立非频率选择性信道仿真模型的原理

4.2.1滤波法

4.2.2莱斯法

4.3非频率选择性信道的仿真模型

4.3.1莱斯和瑞利仿真模型

4.3.2 Suzuki仿真模型

4.4非频率选择性信道仿真模型的参数计算方法

4.4.1等距离法(MED)

4.4.2 Monte Carlo法(MCM)

4.4.3 Jakes法(JM)

4.5本章小结

第5章 非频率选择性信道仿真模型统计特性的仿真与分析

5.1引言

5.2仿真模型一阶统计特性的仿真与分析

5.2.1相关特性与各态历经性

5.2.2振幅和相位的概率密度函数

5.3仿真模型二阶统计特性的仿真与分析

5.3.1电平交叉率(LCR)

5.3.2平均衰落时延(AFD)

5.4本章小结

第6章 总结与展望

6.1全文总结

6.2今后的工作

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文