信道频率选择性的研究报告

道选择性的影响

姓名：陈启武 学号：2014200557 专业：微电子学与固体电子学

一、概述

在无线通信系统中，信号经过不同的路径传送到接收端，

合成的接收信号相对于发送信号会产生衰落，这就是多径衰落。本文基于IEEE802.11信道模型研究了两个参量多径时延展宽和信号的采样周期TS对该信道频率选择性的影响，并且运用仿真软件Matlab对信道频率选择性的参数进行模拟仿真，实现了基于IEEE802.11模型的信道频率选择性的建模。

仿真结果表明：移动通信系统的参数会影响其信道的选择性。

二、频率选择性衰落

频率选择性衰落是指在不同的频率衰落特性不同的现象，引发频率选择性衰落的原因多是时延展宽，时域的时延展宽导致的不同频率的信号经过频率选择性衰落信道的时候具有不同的响应。对于小信号幅度的衰落，令信道的最大多径时延展宽为Tm，那么信道的相干带宽Bc=1/Tm，满足信道频道选择性衰落的条件和特点有：

· 信号采样周期的0.1倍小于最大时延展宽（0.1Ts· 信号带宽大于相干带宽（Bs > 0.1Bc）；

· 信道以不同方式改变信号的不同频谱成分，因此宽带信号的接收功率可能会在其带宽范围内随频率发生大的变化。

根据以上频率选择性衰落的特性，对IEEE 802.11信道模型进行仿真，可选择控制采样周期Ts=50ns保持不变，研究不同的多径时延展宽对该信道频率选择性衰落特性的影响，由于Tm>0.1Ts，Tm分别取值250ns、1000ns、2500ns时，得到了一下几组仿真结果：

左图反映的是平均信道功率随信道利用指数的变化规律，右图是该信道的频率响应图。从以上三组图形对比可知：

（1）从左图比较来看，多径时延展宽的越大，各信道利用指数所对应的平均信道功率越小，且从左向右衰减幅度越小；

（2）从右图比较来看，多径时延展宽越大，信道的接收功率在其带宽范围内随频率发生变化越剧烈，即在相关带宽内各频率分量所对应的功率幅值衰落越强，说明信道引入的码间串扰越大。

二、平坦衰落

相干时间和相干带宽都是描述信道特性的参数，当两个发射信号的频率间隔小于信道的相干带宽，那么这两个经过信道后的，受到的信道传输函数是相似的，由于通常的发射信号不是单一频率的，即一路信号也是占有一定带宽的，如果，这路信号的带宽小于相干带宽，那么它整个信号受到信道的传输函数是相似的，即信道对信号而言是平坦特性的，非频率选择性衰落的。

如果信道的最大多径时延展宽为Tm，那么信道的相干带宽Bc=1/Tm；若发射信号的射频带宽BsTm，那么认为接收信号经历的是平坦衰落，此时接收信号的包络起伏变化，但是一般不存在码间串扰。

根据平坦衰落的特性，对IEEE 802.11信道模型进行仿真，同样选择控制采样周期Ts=50ns保持不变，研究参量多径时延展宽分别等于30ns、10ns、1ns，该对信道频率衰落的影响，得到了一下几组仿真结果：

从以上三组图形对比可知：

（1）从左图来看，平均信道功率在“0”信道利用指数上最高，且多径时延展宽的越短幅值就越高；其他信道指数对应的

功率值较小且多径时延展宽的越短，各信道利用指数对应的平均信道功率越小几乎降至0；

（2）从右图来看，信道的功率在相关带宽范围内随频率呈包络起伏变化，且多径时延展宽越短起伏就越平缓，说明信道的码间串扰越小。

四、结论

通过对IEEE802.11模型的信道频率选择性的建模与仿真结果分析得知：信道的多径时延展宽或相干带宽Bc一般是用来划分平坦衰落信道和频率选择性衰落信道的量化参数。如果信道的最大多径时延展宽为Tm，那么信道的相干带宽

Bc=1/Tm；若发射信号的射频带宽BBc，那么认为接收信号经历的是频率选择性衰落，此时除了接收信号的包络起伏变化，一般还存在码间串扰。