室外無線通信傳播特性分析范文

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1、2.4GHz頻段城市場景下的信道測試及其傳播特性

某辦公區新辦公樓附近，應用在2.4GHz頻段的無線通信設備較多，因此對試驗場區辦公樓附近測試近距離小尺度效應，以分析其無線信道的鏈路質量。其測試場景分布如圖1所示。發射端位于圖1中辦公樓樓頂，高度為30m；接收端位于新辦公樓下距離辦公樓70m處。發射端的碼速率依次設定為12.8Mb/s，19.2Mb/s，14.08Mb/s，21.12Mb/s，接收端的Span分別對應不同的碼速率設定為30MHz和33MHz，測量結果如圖2和圖3所示。經過計算得到碼速率為21.12Mb/s下的信道參數見表1。由上述數據處理結果可以看出，隨著碼速率的增大，多徑的數目也在增加，這是因為碼速率越高，其對應的時間分辨率越高，因此，可以分辨的多徑越多。

2、某試驗場區的信道測試及其傳播特性

近年來，由于試驗場區的通信測試試驗較多，因此測試其信道小尺度效應，可為今后的天線測試和相關通信試驗提供基礎參考數據。該試驗場區的測試場景分布如圖4所示。發射端與接收端的位置如圖4所示，發射天線與接收天線朝向試驗場區，同時向場區傾斜15°，接收端利用天線尾瓣接收主徑信號，利用天線主瓣接收多徑信號。設置發射端采用BPSK調制方式，載波頻率設定為1.5GHz，PN序列為PN9碼，碼速率分別為12.8Mb/s，19.2Mb/s，14.08Mb/s，21.12Mb/s；接收端的Span分別對應不同的碼速率設定為30MHz和33MHz，接收時間設為4s，提取800個周期的數據進行累加平均后的處理結果如圖5，圖6所示。經過計算得到碼速率為21.12Mb/s下的信道參數見表2。根據數據處理結果可以發現，相比于圖3、圖4的數據結果，經過累加平均后處理的時延功率譜可以有效抑制底噪的影響，使曲線更加平滑，相關峰更明顯。

更換高頻段天線，并將載波頻率設為4GHz，保持上述參數和收發設置不變，接收數據時間設為4s，數據處理結果如圖7，圖8所示。經過計算得到碼速率為21.12Mb/s下的信道參數見表3。通過上述數據處理結果可以看出，4GHz頻段的多徑數量較1GHz頻段的多徑數量多，這是因為頻段低的情況下，電波在傳輸過程中更容易發生繞射和衍射，造成反射的電波數量減少，因此，多徑的數量也相對較少。

3、總結與展望

本文給出了典型城市場景下，在辦公樓附近和試驗場區附近的室外無線信道的測試方法及其信道傳播特性。利用偽隨機序列的尖銳自相關特性，通過滑動相關算法可以得到延時功率譜，在此基礎上，通過數據處理可以得到無線信道的各項特征參數，從而建立信道模型，為今后的試驗場區中進行的通信試驗提供理論及數據參考。

作者：李永成王滿喜耿利飛單位：電子信息系統復雜電磁環境效應國家重點實驗室