发布时间 : 星期四 文章基于Matlab的IR-UWB无线通信信道模型仿真毕业设计更新完毕开始阅读9d3dc111bf1e650e52ea551810a6f524ccbfcbc0
环境物体的运动速度：如环境物体以大于移动台的速度运动，那么这种运动将对小尺度衰落起决定作用；
信号的传输带宽：小尺度信号强度和短距传输后信号模糊的可能性与多径信道的特定幅度、时延及传输信号的带宽有关。
2.1.3 多径效应
无线通信中，从发射机发出的信号在传播过程中往往要受到各种障碍物的影响，导致到达接收机端的信号是来自不同传播路径下的信号的总和。在多径环境下引起的信号的多径衰落可以从时间和空间两个方面来描述。
从空间角度来看，若沿着移动台的移动方向，接收信号的幅度会随着距离的变动而衰减。其中，由本地反射物所引起的多径效应呈现出较为快速的幅度变化，其局部均值为随着距离增加而下降的曲线，这反映了地形起伏所引起的衰落以及空间扩散损耗。
从时域角度来看，由于信号通过路径的长度不同，因此不同路径下信号的到达时间也会有差异。这样，从发射机发送一个脉冲信号
，那么接收机
端所接收的信号中不仅还有脉冲信号，而且还包含了该脉冲信号在通过传输路径时所产生的时延信号。这种由于多径效应所引起的接收信号脉冲变宽的扩展现象，称之为时延扩展。
2.2 超宽带室内信道模型
室内传播环境非常复杂，有很多因素会对信号的传播过程产生影响。如室内障碍物对传播信号的反射、散射、透射和衍射等会引起信号的多径衰落、阴影衰落和路径损耗。
2.2.1 室内信道模型
对室内信道模型的最初研究可追溯到1959年，从那时起，已经提出了多个用于室内窄带传输模型。针对超宽带信道的情况，也进行了多次室内传播
测量实验，提出了许多不同的信号模型，其中包括它们的信道测量时延环境、数据描述、路径损耗模型、多径模型等。超宽带信道的主要特征主要体现在信道的路径损耗和多径衰落上，因此，本设计从路径损耗和多径衰落两方面考虑。
1、路径损耗模型
超宽带信号的短距离、高速传输的特点十分适合于室内环境，但室内多径的现象十分严重。并且由于多径及室内障碍物的存在，不可避免的存在了路径损耗。所以研究信道模型就要先研究路径损耗模型。
路径损耗模型主要用于描述发射机和接收机之间距离大于5米以上的信号强度的变化，属于大尺度信道模型，它表征了接收信号在一定时间内的均值或功率随传播距离的变化呈现出缓慢变化，最新研究发现它与信号传输频率也有关系。
在文献[9]中所描述的模型就是路径损耗模型。利用参数（，）表示在个时间窗内接收信号功率延迟剖面图（PDPs），能量增益表示在时间窗为、中心频率在、传输距离为l的接收信号能量与传输距离为的参考接收信号能量的比值。选取时间窗。平均能量增益平均可分辨的多径分量数量可用PDP的时间衰落常数γ描述，而第二个多径分量的大小为：
（2.1） 时间衰落常数γ服从参数为，的对数正态分布，即
（2.2） 而参数服从参数、的对数正态分布，即
（2.3） 对于路径损耗，总平均能量为：
（2.4）
式中，表示参考距离。然而，对于总平均接收信号能量的归一化（相当于1m距离的参考信号能量，则服从均值为公式（2.2）、标准差为5.9dB的对数正态分布，即
（2.5）
除了文献[9]描述了路径损耗模型外，文献[10]也给出了不同信噪比下超宽带信号室内传播的路径损耗特性。
2、多径传播模型
多径传播模型用于描述短距离或短时间内接收信号强度的快速变化。主要描述无线信号经短距离或短时间传输后经两个或两个以上路径在一微小的时间间隔到达接收机的传播特性。
（1）多径衰落信道功率统计模型
路径损耗模型是从宏观上描述无线电信号受传输环境影响的统计特性，而多径信道统计特性则是从微观上描述小范围环境变化对无线电信号传输的影响，有多个参数表征，分别描述信道的不同方面特性。
Gamma分布能很好的描述文献[11]中由于小范围多径衰落对测试结果的影响，通常用Gamma（Ω；m）表示，其中均值为Ω，参量为m。在每个接收窗内，小范围统计特性由不同的的参数表示：，随额外时延的增加而减少，即，其中服从截尾高斯分布，即当服从高斯分布，该分布的均值和方差的在每个接收信号时间窗内是不同的，其均值和方差分别为：
（2.6）
（2.7）
（2）多径衰落信道信号幅度统计特性
前面的结果是根据文献[11]的实际测量数据得到的，从中反映了超宽带信道在室内多径环境中的部分统计特性，然而随着所处环境的变化，信号的分布特性可能会发生变化。由于超宽带无线电脉冲持续时间很短，因此大部分多径分量都可以从时域上分析出来，在接收信号很小的时间窗内，只有有限数目的多径分量发生重叠，这写重叠部分导致信号衰落。根据超宽带无线电信号在多径传播中这一特点，文献[12]提出适合超宽带无线电室内多径传播的信号幅度特性，即POCA-NAZU分布。
2.2.2 室内信道特征参数
对于室内信道模型的研究必然需要分析信道的一些特性。下面给出信道路径损耗指数、冲激响应、平均超量时延和RMS时延扩展以及多径分量数目等参数的分析方法。其中，路径损耗和阴影衰落根据测量信道频率响应来估计，而其他统计参数则通过对信道冲激响应的分析得到。
1、路径损耗
路径损耗是在频域中对示波器数据FFT进行补偿后，通过对幅度平方求和进行估计。将数据分离为LOS路径分量和NLOS路径分量，则可以计算出路径为：
L(R)?C0?10???log10(
?c)?x?4?l （2.8）
式中：路径损耗用dB表示；是在参考距离1m处的损耗；是用米为单位表示的中心波长；是以米为单位的距离；是阴影衰落（方差为的零均值高斯随机变量，单位是dB），而且在自由空间情况下路径损耗指数。
2、冲激响应
室内信道传播的主要特点是：由于发射机和接收机之间存在多条传播路径，发射信号传播之后会产生多个经过时延和衰减的信号。接收信号可以表示为：