無(wú)線移動(dòng)信道特性分析

圖5 開(kāi)闊地路徑損耗

　　對(duì)圖2～圖5進(jìn)行比較得出，在開(kāi)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(kāi)闊地的路徑損耗要高，從 82 dB降低到62 dB。由此可見(jiàn)，在相同的基站天線高度和距離下，開(kāi)闊地的路徑損耗最小，郊區(qū)次之，城市最大。另外 ，對(duì)于相同的路徑損耗，比較各種地形下基站與移動(dòng)臺(tái)的距離，不難發(fā)現(xiàn)，開(kāi)闊地的兩者之間距離最大，郊區(qū)次之，城 市最小。這是因?yàn)槌菂^(qū)的遮蔽物比較豐富，特別是路徑上那些樹(shù)木、車(chē)輛、建筑等障礙物會(huì)對(duì)對(duì)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(kāi)闊地的手機(jī)信號(hào)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(dá)到相對(duì)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(dāng)縮小相鄰基站的距離。這也與現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)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(shí)，本節(jié)將對(duì)這兩種衰落搭建仿真平臺(tái)，利用Matlab相關(guān)函數(shù)得到仿真序列，然后與理論值進(jìn)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(gè)可視路徑和多個(gè)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(duì)萊斯衰落進(jìn)行歸一化處理，使，此時(shí)信號(hào)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(jī)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(shí)線是理論值；興線是仿真序列。通過(guò)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(duì)萊斯衰落稍作修改，仿真過(guò)程中，根據(jù)式（lb）畫(huà)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(jì)值，如圖8所示。實(shí)線是理論值；興線是仿真值。通過(guò)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(duì)萊斯衰落進(jìn)行歸一化處理，使，此時(shí)信號(hào)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(jī)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(shí)線是理論值；興線是仿真序列。通過(guò)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(yǔ)

　　無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)的性能主要受到無(wú)線信道的影響，具有較強(qiáng)的隨機(jī)性。本文分析了無(wú)線移動(dòng)通信信號(hào)傳播的衰落特性，對(duì)移動(dòng)通信中的大尺度衰落和小尺度衰落進(jìn)行了分析，這些將對(duì)無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)的前期設(shè)計(jì)和仿真提供基礎(chǔ)。復(fù)雜的信道特性對(duì)于無(wú)線通信來(lái)說(shuō)不可避兔，因此要保證信號(hào)的傳輸質(zhì)量，必須采用各種措施來(lái)減少由于衰落造成的不利影響。