无线移动信道特性分析(论文).doc
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无线移动信道特性分析论文
福建水利电力职业技术学院
无线移动信道特性分析（论文）
福建水利电力职业技术学院信息工程系
09级通信工程技术专业毕业设计（论文）任务书
指导教师
雷俊
职称
助教
学生人数
11
课题名称
无线移动信道特性分析
课题内容及意义：
内容：
无线信道也就是常说的无线的“频段”，其是以无线信号作为传输媒体的数据信号传送通道。
对无线移动信道特性的分析,是移动通信系统研究中最重要的部分之一。
根据电波传送规律，由于障碍物的阻挡，通常不能从发射端直接到接收天线，所以研究移动无线衰落特性，对建立无线信道传播模型研究与开发高质量移动通信系统有重要意义。
意义：
解决无线业务需求，扩大通信容量，提高通信速度和质量。
对学生的要求：
1.认真阅读毕业设计指导书，明确本次课题设计的任务和要求；
2.分析所选课题的可行性，并与指导老师沟通；
3.通过对课题设计方案的分析、撰写，熟悉的实现过程，强化理论知识及实践技能；
4.对课题的知识，能够理解并掌握。
进度安排：
2011年11月21日--2011年11月29日：
开题、可行性研究
2011年11月30日--2011年12月6日：
收集、整理资料
2011年12月7日--2011年12月14日：
论文论证
2011年12月15日--2011年12月21日：
整理所有材料、完成论文
2011年12月22日--2011年12月29日：
完成论文
2011年12月30日--2012年1月7日：
课题验收、答辩
参考文献：
[1]国扬、张厥盛编著·移动通信（原理、系统及应用）·电子工业出版社，1995
[2]刘颖等·多通道干扰下的多径时延估计·电子学报·2001,Vol.29,No.6
[3]肖景明、王元坤编著·电波传播工程计算·西安电子科技大学出版社，1989
[4]董维仁、王华芝、云大年编著·天线与电波传播·人民邮电出版社，1986
[5]高新华·移动通信发展状况和趋向·通信技术与发展·1991,No.6
[6]陈德荣、林家儒编著·数字移动通信系统·北京邮电大学出版社，1996
[7]常大年、王静、果明实·现代移动通信技术与组织·北京邮电大学出版社，2000
[8]朱洪波等编著·无线接入网·人民邮电出版社，2000
备注：
学生为通信技术专业。
无线移动信道特性分析
摘要
本论文介绍了无线信道的基本概念和特性,对幅度服从莱斯分布和瑞利分布的衰落信道的概率密度函数进行分析。
建立了多径衰落信道模型[2],详细分析了BFSK信号在多种衰落信道中误比特率与信噪比的关系,并进行了性能比较。
结果表明,瑞利衰落信道的误比特性能较高斯白噪声信道和莱斯信道的误比特性能更差,且所建立的仿真方法可以作为多径衰落信道的分析方法。
本文针对目前无线信道存在的不确定性的信道衰落对无线通信质量提高有不利因素的状态，为改善无线移动通信系统多径时延[3]扩展而引起的符号间干扰的现状。
关键词：
衰落信道;误比特率;瑞利衰落信道;莱斯衰落信道;高斯白噪声信道
目录
无线移动信道特性分析 3
摘要 3
绪论 5
1无线移动通信技术的发展及应用 6
1.1无线移动通信技术发展历史和趋势[5] 6
1.2无线移动通信技术相关业务及频谱 6
1.3无线移动通信技术应用设想 8
本章小结 9
2无线信道的概念和特性 10
2.1无线信道的定义 10
2.2无线信道的类型 10
2.2.1传播路径损耗模型 10
2.2.2大尺度传播模型 11
2.2.3小尺度传播模型 11
2.3无线移动信道的概念 12
2.4移动信道的特点 12
2.4.1移动通信信道的3个主要特点 12
2.4.2移动通信信道的电磁波传输 12
2.4.3接收信道的3类损耗 12
2.4.4三种快衰落（选择性衰落）产生的原因 13
2.4.5接收信号的4种效应 13
本章小结 13
3移动信道的传输特性和信道模型 13
3.1传输损耗的初步定量分析 13
3.1.1大范围传输损耗的定量分析 14
3.1.2中小范围传输损耗的定量分析 15
3.1.3移动信道中的噪声和干扰 16
本章小结 17
4CDMA技术[11] 17
4.1CDMA技术含义 17
4.2CDMA技术的优点 17
本章小结 17
致谢 19
参考文献 19
绪论
无线信道也就是常说的无线的“频段（Channel）”，其是以无线信号作为传输媒体的数据信号传送通道。
无线业务需求的不断增长使得无线频谱资源日益匮乏矛盾变得相当突出，为此需要研究能够提高天线与电波[4]通信链路频谱效率的传输理论和技术，为达此目的，衰落信道容量的研究收到广泛的重视。
对无线移动信道特性的分析,是移动通信系统研究中最重要的部分之一,也是近年来人们研究的热点之一。
其中多径传播和阴影效应是信道的主要特点,几乎所有统计特性都建立在此基础上。
无线信道是通信系统中较为恶劣的通信介质。
根据电波传送规律。
由于障碍物的阻挡，通常不能从发射端直接到接收天线。
由于电波的反射、绕射及散射现象，接收端所接收到的信号是各个方向到达的电磁波的叠加。
同时，用户在空间的运动将使接收信号产生多普勒扩展。
衰落直接体现了无线信道的复杂性和随机性，是决定移动通信系统性能基本问题。
移动无线信道的建模与仿真有许多不同的理论和方法,所以研究移动无线衰落特性，对建立无线信道传播模型研究与开发高质量移动通信系统有重要意义。
1无线移动通信技术的发展及应用
1.1无线移动通信技术发展历史和趋势[5]
无线移动通信技术[6]的发展始于上一世纪20年代，经历了五个发展阶段。
第一阶段从上一世纪20年代至40年代，为早期发展阶段。
在这期间，首先在短波几个频段上开发出专用移动通信系统，其代表是美国底特律市警察使用的车载无线电系统。
该系统工作频率为2MHz，到40年代提高到30～40MHz。
可以认为这个阶段是现代移动通信[7]的起步阶段，特点是专用系统开发，工作频率较低。
第二阶段从40年代中期至60年代初期。
在此期间内，公用移动通信业务开始问世。
这一阶段的特点是从专用移动网向公用移动网过渡，接续方式为人工，网的容量较小。
第三阶段从60年代中期至70年代中期，使用150MHz和450MHz频段，实现了无线频道自动选择并能够自动接续到公用电话网。
这一阶段是移动通信系统改进与完善的阶段，其特点是采用大区制、中小容量，使用450MHz频段，实现了自动选频与自动接续。
第四阶段从70年代中期至80年代中期。
这是移动通信蓬勃发展时期。
1978年底，美国贝尔试验室研制成功先进移动电话系统（AMPS），建成了蜂窝状移动通信网，大大提高了系统容量。
第五阶段从80年代中期开始，这是数字移动通信系统发展和成熟时期，开发了新一代数字蜂窝移动通信系统。
数字无线传输的频谱利用率高，可大大提高系统容量。
另外，数字网能提供语音、数据多种业务服务，并与ISDN等兼容。
实际上，早在70年代末期，当模拟蜂窝系统还处于开发阶段时，一些发达国家就着手数字蜂窝移动通信系统的研究。
到80年代中期，欧洲首先推出了泛欧数字移动通信网（GSM）的体系。
目前，我们正处在这一阶段的第三代数字移动通信系统时代。
这一时代的特点是通信频带进一步加宽，数据业务所占的比重大幅度增加，全面走向移动多媒体通信。
当今无线移动通信的发展主要体现在五大技术的发展中：
一是举世瞩目的3G技术，二是3.5GHz宽带固定无线接入网[8]的推广应用，三是WLAN标准的选用，四是宽带无线技术新宠WIMAX，五是超宽带无线接入技术UWB。
这些技术的发展和应用导致无线移动通信的总体走势是接入多元、网络一体和综合布局。
1.2无线移动通信技术相关业务及频谱
信息产业部最新公布的电信业“十一五”规划应前期研究的22项课题，这些课题广泛涵盖了通信业发展战略、法制与行管、网络融合、第三代移动通信、普遍服务、电子商务与电子政务等关系到未来通信发展的重点业务领域，总共包括69个子课题。
分析这些课题，我们可从中找到适合我们自身特点的研究方向。
从图一和图二中可看出，在各种不同的应用环境下，其业务带宽需求是不同的，从而产生不同的频谱分配和应用差异。
（1）卫星移动通信系统
卫星移动通信系统，其最大特点是利用卫星通信的多址传输方式，为全球用户提供大跨度、大范围、远距离的漫游和机动、灵活的移动通信服务，是陆地蜂窝移动通信系统的扩展和延伸，在偏远的地区、山区、海岛、受灾区、远洋船只及远航飞机等通信方面更具独特的优越性。
（2）无线接入系统
无线接入系统（又称无线本地环路），就是通过无线的方式，在有线管道铺设比较困难、投资大、电话用户密度大的市和近郊区，或电话用户稀少的远郊区、农村、山区等地方，提供固定电话的服务，作为有线电话网的补充和延伸。
无线接入系统所使用的频段有150MHZ、450MHZ、800/900MHZ、1－3GHZ及3GHZ以上；所采用的技术有模拟蜂窝技术（包括TACS、AMPS、NMT等技术），数字蜂窝技术（包括GSM－DCS1800-PCS1900、800/1900MHZCDMA、DAMPS、PDC等技术），数字无线技术（包括DECT、PHS、PACS及美国UnlicensedPCS等）,扩展频谱技术及TDMA技术等等。
（3）无线寻呼业务
无线寻呼业务是近几年发展非常迅速的移动通信业务之一。
我国曾是世界上头号寻呼大国。
无线寻呼信息除传统的个人信息外，还有大量的公共信息，如天气预报、国内外要闻、娱乐节目预告，以及专用信息，如股票、期货、银行对帐、日用商品、灾情等信息。
目前，应该利用现有的无线寻呼网络，朝向规模经营、文字化、自动化、大联网、高速率、多业务、多用途，以及语音寻呼、双向信息寻呼和小区复用频率的组网方式等方面发展。
（4）未来公众陆地移动通信系统FPLMTS
FPLMTS又名IMT－2000，表示该系统将在2000年后使用。
FPLMTS属于第三代移动通信系统[9]，WARC－92为FPLMTS分配的频段为：
1885－2025MHZ和2110－2200MHZ。
其中1980－2010MHZ、2170－2200MHZ用于卫星通信业务。
FPLMTS集合了各种移动通信系统的功能，用户只需使用单一的移动终端设备，就可以在全球任何地方、任何时候，获得与任何人进行高质量的移动通信服务，也就是大家所期望的个人通信。
当前，我国第三代移动通信系统的体系仍然延续了二代移动通信的传统，趋向于采用混合组网，既有CDMA2000体制，也有我国自己提出的TD-SCDMA体制。
1.3无线移动通信技术应用设想
从长远的战略角度看，我们拟从无线通信网络及应用、基于WEB的城市虚拟现实和电子制造三个方面开展研究，这是根据21世纪的战略目标和它所面临的环境确定的。
第一，专家预测，21世纪是网络的世纪，关键领域将是那些与信息产业相关的领域，三次浪潮的预言已成为现实，我国正在努力从二线国家（工业化国家）向第三线国家（信息化国家）靠拢。
为这一革命性的转变提供了客观条件的是网络技术的发展，传统产业将依靠网络求新生，新兴的信息产业将高速发展，依赖网络生存会有更多的机会。
第二，我们认为无线通信网络在中国有更强的生命力和适应力（社会需求）：
互联网经济在中国经历了和全球一样的历程，只是，滞后了一段时间，无数
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