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一種移動(dòng)通信信道模擬器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
摘要：介紹了一種實(shí)時(shí)模擬移動(dòng)信道基本特性（如瑞利衰落、多徑傳播、電波傳播路徑損耗、多普勒頻移等）的信道模擬器的研制方法，包括模擬器數(shù)字原理及其實(shí)現(xiàn)方案。本模擬器的衰落率在8～80Hz內(nèi)可調(diào)，模擬衰落深度超過(guò)20dB，最大多徑時(shí)延為10.2μs。關(guān)鍵詞：信道模擬 多徑傳播 瑞利衰落 時(shí)延
1 移動(dòng)移動(dòng)通信信道模擬器研制背景
移動(dòng)通信是近年來(lái)發(fā)展十分迅速的通信方式，在陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)中，由于移動(dòng)臺(tái)所處區(qū)域地形復(fù)雜，加上移動(dòng)臺(tái)本身的運(yùn)動(dòng)，使接收到的信號(hào)其包絡(luò)和相位隨機(jī)變化。
為了評(píng)價(jià)移動(dòng)通信設(shè)備的性能，需要在實(shí)際通信環(huán)境中進(jìn)行反復(fù)實(shí)驗(yàn)，這必將耗費(fèi)大量人力物力。為了縮短研制周期，節(jié)省研制費(fèi)用，在移動(dòng)通信設(shè)備的研制過(guò)程中，廣泛采用了各種信道模擬器。
本文介紹了一種針對(duì)信號(hào)頻率為70MHz、基站天線高度為18m的移動(dòng)通信信道的模擬器。該模擬器可以模擬移動(dòng)通信信道的主要特點(diǎn)，如瑞利衰落（Rayleigh fading）、多徑傳播、電池傳播路徑損耗、多普勒頻移等。
2 移動(dòng)通信信道模擬器的研制依據(jù)
2.1 瑞利衰落
陸地移動(dòng)通信由于受地形、環(huán)境等因素的影響，其衰落機(jī)理是非常復(fù)雜的。但在移動(dòng)通信信道模擬器模擬的眾多信道參數(shù)中，呈頻率選擇性的瑞利衰落占主要地位。即實(shí)現(xiàn)信號(hào)包絡(luò)的瑞利分布和相位的均勻分布是信道模擬的核心。
2.1.1 實(shí)現(xiàn)瑞利衰落的數(shù)學(xué)原理
設(shè)一個(gè)隨機(jī)過(guò)程ξ(t)可以表示為：
式（1）中ξc(t)與ξs(t)分別為ξ(t)的同相分量和正交分量。
可以證明：一個(gè)均值為零的窄帶平穩(wěn)高斯過(guò)程，其同相分量ξc(t) 和正交分量ξs(t)同樣是平穩(wěn)高斯過(guò)程，且均值都為零，方差也相同。另外，在同一時(shí)刻得到的ξc(t)與ξs(t)是不相關(guān)或統(tǒng)計(jì)獨(dú)立。還可以證明：一個(gè)均值為零，方差為σ2ξ的平穩(wěn)高斯窄帶過(guò)程，其包絡(luò)的一維分布服從瑞利分布，其相位的一維分布服從均勻分布，并且就一維分布而言，兩者是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的。
綜上所述，一個(gè)均值為零的平穩(wěn)高斯窄帶過(guò)程，其包絡(luò)的一維分布服從瑞利分布，其相位服從均勻分布，且兩者是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的。同時(shí)，一個(gè)均值為零的窄帶平穩(wěn)高斯過(guò)程也可由兩個(gè)同為平穩(wěn)高斯過(guò)程的同相分量和正交分量合成。
2.1.2 單徑瑞利衰落
設(shè)單徑衰落信道輸入為：
[1] [2] [3] [4] [5]
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