室外無線通信傳播特性分析范文
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某辦公區(qū)新辦公樓附近，應(yīng)用在2.4GHz頻段的無線通信設(shè)備較多，因此對試驗場區(qū)辦公樓附近測試近距離小尺度效應(yīng)，以分析其無線信道的鏈路質(zhì)量。其測試場景分布如圖1所示。發(fā)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(fā)射端的碼速率依次設(shè)定為12.8Mb/s，19.2Mb/s，14.08Mb/s，21.12Mb/s，接收端的Span分別對應(yīng)不同的碼速率設(shè)定為30MHz和33MHz，測量結(jié)果如圖2和圖3所示。經(jīng)過計算得到碼速率為21.12Mb/s下的信道參數(shù)見表1。由上述數(shù)據(jù)處理結(jié)果可以看出，隨著碼速率的增大，多徑的數(shù)目也在增加，這是因為碼速率越高，其對應(yīng)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(qū)的信道測試及其傳播特性
近年來，由于試驗場區(qū)的通信測試試驗較多，因此測試其信道小尺度效應(yīng)，可為今后的天線測試和相關(guān)通信試驗提供基礎(chǔ)參考數(shù)據(jù)。該試驗場區(qū)的測試場景分布如圖4所示。發(fā)射端與接收端的位置如圖4所示，發(fā)射天線與接收天線朝向試驗場區(qū)，同時向場區(qū)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(shè)置發(fā)射端采用BPSK調(diào)制方式，載波頻率設(shè)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(yīng)不同的碼速率設(shè)定為30MHz和33MHz，接收時間設(shè)為4s，提取800個周期的數(shù)據(jù)進行累加平均后的處理結(jié)果如圖5，圖6所示。經(jīng)過計算得到碼速率為21.12Mb/s下的信道參數(shù)見表2。根據(jù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，相比于圖3、圖4的數(shù)據(jù)結(jié)果，經(jīng)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(guān)峰更明顯。
更換高頻段天線，并將載波頻率設(shè)為4GHz，保持上述參數(shù)和收發(fā)設(shè)置不變，接收數(shù)據(jù)時間設(shè)為4s，數(shù)據(jù)處理結(jié)果如圖7，圖8所示。經(jīng)過計算得到碼速率為21.12Mb/s下的信道參數(shù)見表3。通過上述數(shù)據(jù)處理結(jié)果可以看出，4GHz頻段的多徑數(shù)量較1GHz頻段的多徑數(shù)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(fā)生繞射和衍射，造成反射的電波數(shù)量減少，因此，多徑的數(shù)量也相對較少。
3、總結(jié)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(qū)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(guān)特性，通過滑動相關(guān)算法可以得到延時功率譜，在此基礎(chǔ)上，通過數(shù)據(jù)處理可以得到無線信道的各項特征參數(shù)，從而建立信道模型，為今后的試驗場區(qū)中進行的通信試驗提供理論及數(shù)據(jù)參考。
作者：李永成王滿喜耿利飛單位：電子信息系統(tǒng)復雜電磁環(huán)境效應(yīng)國家重點實驗室