1. 研究目的与意义
近年来, 随着通信技术的发展, 移动通信以其独特的优点, 得到了广泛的应用, 并且将在未来个人通信中发挥重要的作用。无线信道是移动通信的传输媒介,也是无线通信的重要组成部分,所有的信息都在这个信道中传输,而与其他通信信道相比,无线信道是最为复杂的一种[1]。在无线信道中传输的电波受到周围环境的影响,到达接收端时会发生很大的衰落变化。对所处信道条件的认知,在很大程度上影响着一个无线通信网质量的好坏[2]。信道性能的优劣直接决定着信息传送的正确率和时效性,进而决定着人们的通信质量。为了探测质量好坏的程度,在实际工作中,人们通常采用现场测试的方法,但费用高,时间长,且对信道条件难以控制[3]。与之相比,仿真试验系统具有很多优点。它可以很容易地制造出各种典型信道特性环境和电磁环境;能够模拟的地域跨度非常广阔,不受气候条件限制,可以随时进行多次重复试验无线通信,系统的信道建模和仿真不仅是出于了解信道特性的需要,更是系统设计和规划的需要,在无线通信系统的开发过程中扮演着极其重要的角色[4]。
无线信道之所以复杂,是因为在传播过程中会产生多径信号。多径衰落信号的形成是由于移动通信的电波传播会形成多种不同的接收信号,包括直射波、绕射波、散射波和反射波[5]。对于不同波段,不同传播方式,形成多径传播的机理不尽相同。直射波和反射波路径不同,产生一定的路程差,在接收点的相位也就发生很大的变化[6]。在实际通信中,由于地理环境复杂,基站和移动台之间的电波传播几乎没有直射波形式,而是出现了多条路径的反射信号,以致到达接收天线的信号是来自不同传播路径的各电波的合成波。由于传播路径不同,反射体的性质不同,使得到达接收点的各反射波的幅度和相位都是随机的[7]。因此,可能存在的直射波和众多不同路径的反射波,在较小范围内不同位置的场强有时同相相加而变大,有时反相抵消而变小,形成驻波分布[8]。而在移动通信环境中,即使周围环境不变,移动台在驻波场中的快速移动,也会造成接收天线接收的合成波的幅度快速和大范围的变化[9]。这就形成了接收机所接收信号的多径快衰落现象。接收端收到的信号通常是由发射信号经过多径传输后的矢量合成,多径的随机性使信号的相位也具有随机性,因此接收端信号经过矢量合成后有可能发生严重的衰落,功率会发生衰减。这种功率衰减有快慢之分,也被称为大小尺度衰落[10]。
移动信道衰落模型分析与研究是衰落信道的理论模型在现实条件下应用的基础,有利于在同一信道条件下,比较不同移动衰弱模型的优缺点,能灵活地仿真各种典型信道环境特性,克服了现场测试方法的许多缺点,有利于更快更高效多改善系统性能。
2. 研究内容和预期目标
研究内容:
1.查阅相关资料了解移动信道衰落。
2.了解并学习如何使用matlab编写程序。
3. 研究的方法与步骤
(一)研究方法
基于matlab来研究移动信道衰落、编写相关模型的程序,通过比较得到的衰落仿真结果,来进行移动衰落模型的性能比较;调节和改变不同变量,得出仿真结果,进行比较,并优化衰落模型适用环境。
4. 参考文献
[1] zhang j, pan c, pei f, et al.three-dimensional fading channel models: a survey of elevation angleresearch[j]. ieee communications magazine, 2014, 52(6): 218-226.
[2] cheng x, wang c x, ai b, et al. envelope level crossing rateand average fade duration of nonisotropic vehicle-to-vehicle ricean fadingchannels[j]. ieee transactions on intelligent transportation systems, 2014,15(1): 62-72.
[3] yilmaz h b, tugcu t. location estimation‐based radio environment mapconstruction in fading channels[j]. wireless communications and mobilecomputing, 2015, 15(3): 561-570.
5. 计划与进度安排
(1)2022年01月15日~2022年02月14日 课题调研,了解相关技术和要求。
(2)2022年02月15日~2022年03月05日 查阅资料,撰写并提交开题报告。
(3)2022年03月06日~2022年03月31日 熟悉matlab环境及通信处理工具箱。
