面向IEEE802.11ac的无线信道分配算法研究

无线通信系统的研究

文献翻译题目蜂窝无线通信系统的研究学生姓名党勇专业班级通信工程12-01班学号541207040104 院（系）计算机与通信工程学院指导教师（职称）黄立勋（讲师）完成时间2016年5月30日

蜂窝无线通信系统的研究摘要蜂窝通信系统允许大量移动用户无缝地、同时地利用有限的射频(radio frequency, RF)频谱与固定基站中的无线调制解调器通信。基站接收每一个移动台发送来的射频信号，并把他们转换到基带或者带宽微波链路，然后传送到移动交换中心(MSC)，再由移动交换中心连入公用交换电话网(PSTN)。同样的，通信信号也可以从PSTN传送到基站，再从这里发送个移动台。蜂窝系统可以采用频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)或者空分多址(SDMA)中的任何一种技术。 1 概述人们开发出了许多无线通信系统，为不同的运行环境中的固定用户或移动用户提供了接入到通信基础设施的手段。当今大多数无线通信系统都是基于蜂窝无线电概念之上的。蜂窝通信系统允许大量移动用户无缝地、同时地利用有限的射频（radio frequency，RF）频谱与固定基站中的无线调制解调器通信。基站接收每一个移动台发送来的射频信号，并把他们转换到基带或者带宽微波链路，然后传送到移动交换中心（MSC），再由移动交换中心连入公用交换电话网（PSTN）。同样的，通信信号也可以从PSTN传送到基站，再从这里发送个移动台。蜂窝系统可以采用频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）或者空分多址（SDMA）中的任何一种技术。无线通信链路具有恶劣的物理信道特征，比如由于传播途径中有再大的障碍物，会产生时变多径和阴影。此外，无线蜂窝系统的性能还会受限于来自其他用户的干扰，因此，对干扰进行准确的建模就很重要。很难用简单的解析模型来描述复杂的信道条件，虽然有集中模型确实易于解析求解并与信道实测数据比较相符，不过，即使建立了完美的信道解析模型，再把差错控制编码、均衡器、分集及网络模型等因素都考虑再链路中之后，要得出链路性能的解析在绝大多数情况下任然是很困难的甚至是不可能的。因此，在分析蜂窝通信链路的性能时，常常需要进行仿真。跟无线链路一样，对蜂窝无线系统的性能分析使用仿真建模时很有效的，这是由于在时间和空间上对大量的随机事件进行建模非常困难。这些随机事件包括用户的位

无线信道传播特性分析总结

无线信道传播特性分析总结班级学号姓名随着科学技术的发展，无线通信已经渗透到我们生活的各个方面，对我们的生活工作有着巨大的影响。在无线通信系统中，无线通信的信道的特性对整个系统有着巨大的影响。 1、无线信道的概念要想搞明白无线信道具有哪些特性，就要先了解什么是无线信道。信道是对无线通信中发送端和接收端之间的通路的一种形象比喻，对于无线电波而言，它从发送端传送到接收端，其间并没有一个有形的连接，它的传播路径也有可能不只一条，但是我们为了形象地描述发送端与接收端之间的工作，我们想象两者之间有一个看不见的道路衔接，把这条衔接通路称为信道。信道具有一定的频率带宽，正如公路有一定的宽度一样。与其它通信信道相比,无线信道是最为复杂的一种,其衰落特性取决于无线电波传播环境。不同的环境,其传播特性也不尽相同。无线信道可能是很简单的直线传播,也可能会被许多不同的因素所干扰,例如:信号经过建筑物,山丘,或者树木所有反射而产生的多径效应,使信号放大或衰落。在无线信道中,信号衰落是经常发生的,衰落深度可达30。对于数字传输来说,衰落使比特误码率大大增加。这种衰落现象严重恶化接收信号的质量,影响通信可靠性。移动信道与非移动点对点无线信道相比,信号传输的误比特率前者比后者高106倍。另外,在陆地移动系统中,移动台处于城市建筑群之中或处于地形复杂的区域,其天线将接收从多条路径传来的信号,再加移动台本身的运动,使得信号产生多普勒效应,并且信道的特性也随时间变化而变化,增加了信号的不确定性,使得移动台和基站之间的无线信道多变且难以控制。所以,与传统模型相比,无线信道多径数目增多,时延扩展加大,衰落加快。 2、无线信道的特性信号从发射天线到接收天线的传输过程中，会经历各种复杂的传播路径，包括直射路径、反射路径、衍射路径、散射路径以及这些路径的随机组合。同时，电波在各条路径的传播过程中，有用信号会受到各种噪声的污染，包括加性噪声

无线信道建模的研究方法简介

无线信道建模的研究方法简介【摘要】研究无线信道的传播特性并建立信道模型，是构建无线通信系统的基础。本文介绍了无线信道建模的研究方法及其分类，并介绍了几种经典的信道模型。【关键词】无线通信；信道建模；研究方法 0 引言一切无线通信都是基于电磁波在空间的传播来实现信息传输的。电磁波在自由空间中的传播主要有直射、反射、散射和漫射四种方式，其结果使得到达接收机的接收信号与发送信号相比产生了一些变化。因此无线通信系统的性能会受到无线信道的制约，研究无线信道的传播特性也就成了构建无线通信系统的基础[1]。１建模方法的分类一般来说，可以将建立无线信道传播模型的方法分成两大类：一类是统计测量法，该方法是信道建模的主流方法，可细分为参数化的统计建模方法和基于物理传播的建模方法等。统计测量方法通过在各种典型传播环境中进行的信道测量工作，从大量的测量数据中获取信道的特征表达，从而得到与系统参数以及环境参数有关的经验公式。经验模型的优点在于运算量小，易于仿真和刻画信道特征，但是易受到测试条件的限制，如信号带宽、天线配置与架设及测试环境等，信道与测试设备对测试结果的影响也难以分离。另一类是是电磁场预测法，这类方法依据电磁波传播理论给出无线信道的确定性模型，目前主要有射线法、时域有限差分法和矩量法等方法。这类建模方法是在己知无线传播环境的具体细节情况下，利用电磁波传播理论或者光学射线理论来分析并预测无线传播环境的。与统计模型不同的是，确定性模型不用需要大量广泛的测量，而是需要指定环境的诸多细节以便对信号的传播做出准确的预测。由于计算量所限，确定模型方法大多应用于室内范围的信道建模。２基于测量统计的经验模型２．１参数化统计建模方法参数化统计建模方法将接收信号描述为许多电磁波的迭加，以构建信道衰落的特征。建模中考虑到达空间上一系列点的主波，这些主波包括视距传播的射线和有主要物体反射或散射的射线，将这些射线用幅度、时间、空间三维坐标上的脉冲序列来表示。该方法不依赖与物理传播环境中的散射体分布状况，而是直接对时延扩展、多普勒扩展和角度扩展等参数进行建模。

无线传输信道的特性

通信工程专业研究方法论无线传输信道的特性学院：电子信息工程学院专业：通信工程班级：学号：学生：指导教师：毕红军 2014年8月

目录一、引言： (2) 二、无线电波传播频段及途径 (3) 2.1无线电波频段划分 (3) 2.2无线电波的极化方式 (4) 2.3传播途径 (4) 三、无线信号的传播方式 (5) 3.1直线传播及自由空间损耗 (5) 3.2 反射和透射 (6) 3.2.1斯涅尔（Snell）定律 (6) d 功率定律 (7) 3.2.2 4 3.2.3断点模型 (8) 3.3绕射 (9) 3.3.1单屏或楔形绕射 (9) 3.3.2多屏绕射 (10) 3.4散射 (12) 四、窄带信道的统计描述 (14) 4.1不含主导分量的小尺度衰落 (14) 4.2含主导分量的小尺度衰落 (16) 4.3多普勒谱 (16) 4.4大尺度衰落 (17) 五、宽带信道的特性 (18)

5.1多径效应对宽带信道的影响 (18) 5.2多普勒频移对宽带信道的影响 (21) 六、总结 (22) 七、参考文献 (23) 一、引言：各类无线信号从发射端发送出去以后，在到达接收端之前经历的所有路径统称为信道。如果传输的无线信号，则电磁波所经历的路径，我们称之为无线信道。信号从发射天线到接收天线的传输过程中，会经历各种复杂的传播路径，包括直射路径、反射路径、衍射路径、散射路径以及这些路径的随机结合。同时，电波在各种路径的传播过程中，有用信号会受到各种噪声的污染，因而会出现不同情形的损伤，严重时会使信号难以恢复。无线信号在传播时，不仅存在自由空间固有的传输损耗，还会受到建筑物、地形等的阻挡而引起信号功率的衰减和相位的失真，这种衰减还会由于移动台的运动和信道环境的改变出现随机的变化。下面将讨论无线传输信道的主要特性。二、无线电波传播频段及途径 2.1无线电波频段划分

(完整版)无线通信研究背景与现状分析及短距离无线通信技术

无线通信研究背景与现状分析及短距离无线通信技术 1研究背景与现状分析工业应用中，现阶段基本上都是以有线的方式进行连接，实现各种控制功能。各种总线技术，局域网技术等有线网络的使用的确给人们的生产和生活带来了便利，改变了我们的生活，对社会的发展起到了极大的推动作用。有线网络速度快，数据流量大，可靠性强，对于基本固定的设备来说无疑是比较理想的选择，的确在实际应用中也达到了比较满意的效果。但随着射频技术、集成电路技术的发展，无线通信功能的实现越来越容易，数据传输速度也越来越快，并且逐渐达到可以和有线网络相媲美的水平。而同时有线网络布线麻烦，线路故障难以检查，设备重新布局就要重新布线，且不能随意移动等缺点越发突出。在向往自由和希望随时随地进行通信的今天，人们把目光转向了无线通信方式，尤其是一些机动性要求较强的设备，或人们不方便随时到达现场的条件下。因此出现一些典型的无线应用，如：无线智能家居，无线抄表，无线点菜，无线数据采集，无线设备管理和监控，汽车仪表数据的无线读取等等。短距离无线通信技术的范围很广，在一般意义上，只要通信收发双方通过无线电波传输信息，并且传输距离限制在较短的范围内，通常是几十米以内，就可以称为短距离无线通信。低成本、低功耗和对等通信，是短距离无线通信技术的三个重要特征和优势。低功耗是相对其它无线通信技术而言的一个特点，这与其通信距离短这个先天特点密切相关，由于传播距离近，遇到障碍物的几率也小，发射功率普遍都很低，通常在１毫瓦量级。对等通信是短距离无线通信的重要特征，有别于基于网络基础设施的无线通信技术。终端之间对等通信，无须网络设备进行中转，因此空中接口设计和高层协议都相对比较简单，无线资源的管理通常采用竞争的方式，如载波侦听。 2短距离无线通信技术短距离无线通信实用技术主要有：红外技术，蓝牙技术，802.11b无线局域网标准技术，微功率短距离无线通信技术，现简介如下： 2.1红外技术红外遥控技术是一种利用红外线进行点对点通信的技术，其相应的软件和硬件技术都已比较成熟。它一般由红外发射和接收系统两部分组成。发射系统对一个红外辐射源进行调制后发射红外信号，而接收系统用光学装置和红外探测器进行接收，就构成红外通信系统。

计算机网络试题第四章信道共享技术

计算机网络试题第四章信道共享技术第四章信道共享技术练习题一、填空题 1按照多个用户与一个主机连接的方法来划分，信道共享技术主要有( )和( )两大类。 (第四章信道共享技术知识点信道共享技术的分类答案:通过集中器或复用器与主机相连、使用多点接入技术) 2多点接入技术可划分为( )和( )两种。 (第四章信道共享技术知识点信道共享技术的分类答案:受控接入、随机接入) 3受控技术的特点是各个用户不能任意接入信道而必须服从一定的控制。这又可分为两种，即( )和( )。 (第四章信道共享技术知识点多点接入技术答案:集中式控制、分散式控制 4属于集中式控制的有多点线路( ),即主机按一定顺序逐个询问各用户有无信息发送。如有，则被询问的用户就立即将信息发给主机;如无，则再询问下一站。 (第四章信道共享技术知识点多点接入技术答案:轮询) 5随机接入可分为( )、( )和( )三种。 (第四章信道共享技术知识点多点接入技术答案:ALOHA,CSMA和CSMA/CD) 二、简答题

1简述纯ALOHA协议的工作原理。(第四章信道共享技术知识点随机接入技术) 答案:一个纯ALOHA系统的工作原理如下图所示。每一个站均自由地发送数据帧。当站 1发送帧1时，其他的帧都未发送数据，所以站1的发送必定成功。这里不考虑由信道不良而产生的误码。但随后站2和站N-1发送的帧2和帧3发生冲突，冲突的结果是使冲突的双方所发送的数据都出现差错，因而都必须进行重发。但是发生冲突的各站不能马上进行重发，因为这样做就必然会继续产生冲突。ALOHA系统采用的重发策略是让各站等待一段随机的时间，然后再进行重发。如再发生冲突，则需要等待一段随机的时间，直到重发成功为止。图中其余的一些帧的发送情况是帧4发送成功，而帧5和帧6发生冲突。纯ALOHA的工作原理 2简述S-ALOHA协议的工作原理。(第四章信道共享技术知识点随机接入技术) 答案:时隙S-ALOHA的工作原理如图所示。图中的一些向上的垂直箭头代表帧的到达。时隙的长度是使得每个站正好在一个时隙内发送完毕。从图4-3-3可看出，每个帧在到达后，一般都要在缓冲区中等待一段时间，然后才能发送出去。当在一个时隙内有两个或两个以上的帧到达时，则在下一个时隙将产生冲突。冲突后重发的策略与纯ALOHA相似。两个站的时隙ALOHA的工作原理 3简述CSMA/CD协议的工作原理。(第四章信道共享技术知识点随机接入技术) 答案:CSMA/CD的要点就是:监听到信道空闲就发送数据帧，并继续监听下去。如监听到发生了冲突，则立即放弃此数据帧的发送。

无线信道传播特性

无线信道传播特性分析总结

无线信道传播特性分析总结班级学号姓名随着科学技术的发展，无线通信已经渗透到我们生活的各个方面，对我们的生活工作有着巨大的影响。在无线通信系统中，无线通信的信道的特性对整个系统有着巨大的影响。 1、无线信道的概念要想搞明白无线信道具有哪些特性，就要先了解什么是无线信道。信道是对无线通信中发送端和接收端之间的通路的一种形象比喻，对于无线电波而言，它从发送端传送到接收端，其间并没有一个有形的连接，它的传播路径也有可能不只一条，但是我们为了形象地描述发送端与接收端之间的工作，我们想象两者之间有一个看不见的道路衔接，把这条衔接通路称为信道。信道具有一定的频率带宽，正如公路有一定的宽度一样。与其它通信信道相比,无线信道是最为复杂的一种,其衰落特性取决于无线电波传播环境。不同的环境,其传播特性也不尽相同。无线信道可能是很简单的直线传播,也可能会被许多不同的因素所干扰,例如:信号经过建筑物,山丘,或者树木所有反射而产生的多径效应,使信号放大或衰落。在无线信道中,信号衰落是经常发生的,衰落深度可达30 ?B。对于数字传输来说,衰落使比特误码率大大增加。这种衰落现象严重恶化接收信号的质量,影响通信可靠性。移动信道与非移动点对点无线信道相比,信号传输的误比特率前者比后者高106倍。另外,在陆地移动系统中,移动台处于城市建筑群之中或处于地形复杂的区域,其天线将接收从多条路径传来的信号,再加移动台本身的运动,使得信号产生多普勒效应,并且信道的特性也随时间变化而变化,增加了信号的不确定性, 使得移动台和基站之间的无线信道多变且难以控制。所以,与传统模型相比,无线信道多径数目增多,时延扩展加大,衰落加快。 2、无线信道的特性信号从发射天线到接收天线的传输过程中，会经历各种复杂的传播路径，包括直射路径、反射路径、衍射路径、散射路径以及这些路径的随机组合。同

5G及5G后无线通信系统中的非平稳信道建模研究.doc

5G及5G后无线通信系统中的非平缓信道建模研究随着智能终端的迅速发展以及网络化,信息化时代的到来,人们对于移动通信的需求不断增长。第五代(The Fifth Generation,5G)移动通信系统将提供20Gbps的峰值传输速率,小于1 ms的延时,100万/km2的连接密度,以及支持大于500km/h的移动终端速度。为此,第五代移动通信系统采用了多种革命性的通信技术,如大规模MIMO(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)通信、车对车通信、高铁通信、毫米波通信等。以上通信技术的应用使得5G无线信道展现出与传统信道截然例外的新型特性,例如,大规模MIMO信道的球面波特性和阵列非平缓特性,高铁、车对车信道的时间非平缓性,毫米波信道的高时间分辨率以及频率非平缓性等。这些新型特性是以往移动通信系统中未曾遇到的,给5G信道建模带来了极大的挑战。考虑到现有信道模型的不够,本文针对5G及5G后的非平缓信道建模和特性分析进行了深入研究。详尽研究工作和创新点简述如下:(1)总结了5G信道建模的需求,针对5G典型场景,即大规模MIMO、车对车、高铁、毫米波通信场景,介绍了目前较为严重的信道测量和信道模型,阐述了例外通信场景下的信道建模方法。对当前的5G 标准信道模型进行了归纳和对比,讨论了其优点和不够。(2)提出了基于WINNER+的三维非平缓宽带MIMO信道模型,该模型在WINNER+模型的基础上同时考虑了传输环境中散射体和接收端的运动。基于簇与发送/接收端的几何关系推导了信道模型的参数,如角度、功率、时延等随时间的变化。使用马尔可夫过程和转换区间对簇的时间生灭现象进行模拟,从而支持长时间/距离的信道仿真。对关键的信道模型的统计特性,如空时互相关函数、功率谱密度、电平交叉率、平衡衰落时间、平缓间隔等进行了推导,仿真。分析了信道的非平缓性对信道统计特性的影响。使用测量数据对信道模型电平交叉率和平衡衰落时间进行验证,保证了模型的可用性。使用测量数据以及其它标准信道模型对该模型的平缓间隔进行对比验证,证明了该模型可对高速场景信道的非平缓性进行确凿模拟。

多信道共用技术 11通信1+许方+11313116

多信道共用技术摘要：移动通信的频率资源十分紧缺，不可能为每一个移动台预留一个信道，只可能为每个基站配置好一组信道，供该基站所覆盖的区域内的所有移动台共用。多信道共用就是多个无线信道为许多移动台所共用，或者说，国内大量用户共享若干无线信道。其目的是为了提高信道利用率。关键词：信道利用率；空闲信道 Shared multichannel technique Abstract: mobile communication frequency resource is very scarce, not possible to reserve a channel for each mobile station, is only possible for each base station configured for a group of channel, the base station coverage in all the mobile stations share.Multi channel sharing is a plurality of wireless channel is shared by many of the mobile station, or say, a large number of domestic users to share a number of radio channels. Its purpose is to improve the channel utilization. Keywords: channel utilization; idle channel 在一个无线小区内，通常使用若干个信道。用户工作时占用信道的方式可分为独立信道方式和多信道共用方式。若一个无线小区有n个信道，将用户也分成n组，每组用户分别被指定在某一信道上工作，不同组内的用户不能互换信道，这种用户占用信道的方式称为独立信道方式。在这种方式中，即使移动用户具有多信道选择的能力，也只能在规定的信道上工作。当该信道被某一用户占用时，在他们的通话结束之前，属于该信道的其他用户都不能再占用该信道通话，而此时很可能其他一些信道正空闲。这样一来就造成有些信道在紧张“排队”，而另一些信道却呈空闲状态。显然，独立信道方式对信道的利用是不充分的，通常采用可以大大提高信道的利用率的多信道共用方式。 1多信道共用的概念多信道共用与有线用户共享中继线的概念相似，目的也是为了提高信道利用率，下面有3种不同的方案组成的3个系统：方案1：一个移动台配置1个无线信道。在这种情况下，这个移动台在任何时候均可利用这个无线信道进行通信联络。但是，浪费太大，大到无法实现。因为像800MHz的集群通信系统，一共只有600个信道，最多只能容纳600个移动

无线信道模型

无线信道模型摘要：本文分析了无线信道模型。针对的是对无线信道的各种效应感兴趣的读者。众所周知，正是这些复杂的效应使得无线信道产生了不确定性，也就是通常所说的统计特性。由于这方面很少有比较全面，容易理解的资料，所以本文的内容是对其他几本书和相关的论文资料的综合。此外的资料不是只讨论了部分问题，就是虽然面面俱到，但缺乏一定的深度。本文深入探讨了“是什么影响了无线信道的特性？”这一问题。主要阐述了无线信道的两种效应：一种是乘性效应，使信号产生衰落；另一种是加性效应，使接收到的信号产生畸变。信号的衰落不一定总是随机过程，但信号的畸变却总是。对于信道对信号产生的各种效应，找到了较好的数学模型，这些模型可以用来仿真和分析系统的性能。而且，我们简单举例分析了一些数字无线调制信道的特性。内容 1 介绍 2 无线电信道 2.1路径损耗 2.1.1 天线 2.1.2 自由空间传播 2.1.3 双线模型 2.1.4 经验和半经验模型

2.1.5其他模型和参数 2.2 阴影 2.2.1 阴影模型 2.2.2 测量结果 2.2.3 阴影修正 2.3 衰落 2.3.1 物理基础 2.3.2 数学模型 2.3.3 衰落的时域和频域特性 2.3.4 一维统计特性 2.3.5 二维统计特性 2.3.6 衰落率和持续时间 3 调制信道 3．1 噪声 3．1．1 门限噪声 3．1．2 窄带高斯白噪声 3．1．3 人为噪声 3．1．4 一些结果 3．2 干扰 4 数字信道 4．1 数字信道的结构 4．2 高斯白噪声信道下二进制PAM信号的以SNIR为自变量的函数BER的计算

4．3 瑞利信道下BPSK信号以SNIR为自变量的函数BER的计算4．4 高斯白噪声信道下其他数字调制方案的一些结果 5 结论第一章介绍

无线通信信道均衡技术的研究讲解

论文题目：无线通信信道均衡技术的研究摘要在移动通信领域中，码间干扰始终是影响通信质量的主要因素之一。为了提高通信质量，减少码间干扰，在接收端通常采用均衡技术抵消信道的影响。由于信道响应是随着时间变化的，通常采用自适应均衡器。自适应均衡器能够自动的调节系数从而跟踪信道，成为通信系统中一项关键的技术。本篇论文在对无线通信信道进行研究的基础上，阐述了信道产生码间干扰的原因以及无码间干扰的条件，介绍了时域均衡的原理。深入研究了均衡器的结构和自适应算法，在均衡器的结构中主要介绍了2种自适应均衡器结构即线性横向均衡器和判决反馈均衡器,并对这几种结构进行了比较。对于系数调整算法主要介绍了常用的几种算法，包括LMS算法、盲均衡常用的恒模算法(CMA)，并讨论了它们各自的优缺点。最后选用线性横向均衡器结构与上述2种系数调整算法，利用MATLAB 进行仿真，并对结果进行分析与比较,实验结果为CMA算法整体较LMS算法好。在移动通信领域中，码间干扰始终是影响通信质量的主要因素之一。为了提高通信质量，减少码间干扰，在接收端通常采用均衡技术抵消信道的影响。由于信道响应是随着时间变化的，通常采用自适应均衡器。自适应均衡器能够自动的调节系数从而跟踪信道，成为通信系统中一项关键的技术。本篇论文在对无线通信信道进行研究的基础上，阐述了信道产生码间干扰的原因以及无码间干扰的条件，介绍了时域均衡的原理。深入研究了均衡器的结构和自适应算法，在均衡器的结构中主要介绍了2种自适应均衡器结构即线性横向均衡器和判决反馈均衡器,并对这几种结构进行了比较。对于系数调整算法主要介绍了常用的几种算法，包括LMS算法、盲均衡常用的恒模算法(CMA)，并讨论了它们各自的优缺点。最后选用线性横向均衡器结构与上述2种系数调整算法，利用MATLAB进行仿真，并对结果进行分析与比较,实验结果为CMA算法整体较LMS算法好。关键字：均衡器LMS CMA MATLAB

信道带宽和信道容量

信道带宽模拟信道：模拟信道的带宽W=f2-f1 其中f1是信道能够通过的最低频率，f2是信道能够通过的最高频率，两者都是由信道的物理特性决定的。当组成信道的电路制成了，信道的带宽就决定了。为了是信号的传输的失真小些，信道要有足够的带宽。数字信道：数字信道是一种离散信道，它只能传送离散值的数字信号，信道的带宽决定了信道中能不失真的传输脉序列的最高速率。一个数字脉冲称为一个码元，我们用码元速率表示单位时间内信号波形的变换次数，即单位时间内通过信道传输的码元个数。若信号码元宽度为T秒，则码元速率B=1/T。码元速率的单位叫波特(Baud)，所以码元速率也叫波特率。早在1924年，贝尔实验室的研究员亨利·尼奎斯特就推导出了有限带宽无噪声信道的极限波特率，称为尼奎斯特定理。若信道带宽为W，则尼奎斯特定理指出最大码元速率为B=2W(Baud)尼奎斯特定理指定的信道容量也叫尼奎斯特极限，这是由信道的物理特性决定的。超过尼奎斯特极限传送脉冲信号是不可能的，所以要进一步提高波特率必须改善信道带宽。码元携带的信息量由码元取的离散值个数决定。若码元取两个离散值，则一个码元携带1比特(bit)信息。若码元可取四种离散值，则一个码元携带2比特信息。总之一个码元携带的信息量n(bit)与码元的种类数N有如下关系:n=log2N 单位时间内在信道上传送的信息量(比特数)称为数据速率。在一定的波特率下提高速率的途径是用一个码元表示更多的比特数。如果把两比特编码为一个码元，则数据速率可成倍提高。我们有公式: R=B log2N=2W log2N(b/s) 其中R表示数据速率，单位是每秒比特，简写为bps或b/s 数据速率和波特率是两个不同的概念。仅当码元取两个离散值时两者才相等。对于普通电话线路，带宽为3000HZ，最高波特率为6000Baud。而最高数据速率可随编码方式的不同而取不同的值。这些都是在无噪声的理想情况下的极限值。实际信道会受到各种噪声的干扰，因而远远达不到按尼奎斯特定理计算出的数据传送速率。香农(shannon)的研究表明，有噪声的极限数据速率可由下面的公式计算： C =W log2（1+s/n）这个公式叫做香农定理，其中W为信道带宽，S为信号的平均功率，N为噪声的平均功率，s/n叫做信噪比。由于在实际使用中S与N的比值太大，故常取其分贝数(db)。分贝与信噪比的关系为: db=10log10s/n 例如当s/n为1000，信噪比为30db。这个公式与信号取的离散值无关，也就是说无论用什么方式调制，只要给定了信噪比，则单位时间内最大的信息传输量就确定了。例如信道带宽为3000HZ，信噪比为30db，则最大数据速率为 C=3000log（1+1000）≈3000×9.97≈30000b/s 这是极限值，只有理论上的意义。实际上在3000HZ带宽的电话线上数据速率能达到9600b/s就很不错了。综上所述，我们有两种带宽的概念，在模拟信道，带宽按照公式W=f2-f1 计算，例如CATV电缆的带宽为600HZ或1000HZ；数字信道的带宽为信道能够达到的最大数据速率，例如以太网的带宽为10MB/S或100MB/S，两者可通过香农定理互相转换。

无线通信信道均衡技术研究

无线通信信道均衡技术研究无线通信信道均衡技术的发展是我国发展数字通信技术的关键，但随着通信技术的不断发展，在无线电通信系统中传统的自适应均衡技术的缺点已经逐步显现出来，传统的均衡技术通信效率比较低，浪费通信容量。因此，信道均衡技术的研究已经成为通信领域研究的重点项目。文章通过阐述Buss gang信道均衡算法的基本原理和优缺点，以期找到适合计算信道均衡计算的方法。标签：无线通信；信道；均衡技术 1 无线通信信道均衡技术研究现状无线通信信道均衡技术研究从1975年开始出现第一次计算方法至今已经近三十年，经过几代的研究，已经出现了多种信道均衡计算方法。信道均衡技术最早应用于电话信道方面，电话信道的特点是信道频率不平坦以及相位成非线性变化，因此采用增加线圈的办法改变电缆的特性，也就是我们常说的线性均衡。经过长期的研究得出线性均衡器对于改变电话信息的信道是比较耗得，因此这种方法被广泛的应用于无线通信信道均衡计算。但是随着科学技术的不断发展，通信技术也逐渐发展，这种方法的弊端渐渐的显现出来，因此现在就把研究的重点放在了改变步长和改进即稳态剩余计算误差方面和收敛速度方面。现在关于无线信道计算方法应用最广泛的就是最小均方（LMS）算法和盲均衡算法（CMA）等，这两种方法计算时函数的收敛性和均衡性都比较好，这两种方法的采用降低了信道系统的传输效率，改变了原来电话信道信号的传输途径的多样化和信号的强弱不一致产生码间干扰的现象。随着无线信道均衡技术的深入研究，研究出了比较典型的盲均衡算法Bussagang技术的盲均衡算法，随着技术的发展，人们对移动通信系统的性能要求越来越高。因此我们有必要设计出与之相适应的各种信道均衡方法，以提高系统性能是十分必要的。当前，信道均衡计算的主要有四种方法分别为：第一种Bassgang类算法、第二种高阶统计量算法、第三种盲序列估计法、第四种神经网络法。目前，我国主要采用的信道计算方法就是Bassgang类算法。 2 Bussgang盲均衡算法 2.1 Bussgang盲均衡算法的基本原理 Bussgang盲均衡算法作为目前我国信道均衡计算方法的其中之一，它是在自适均衡技术基础上发展起来，这种计算方法保持自适均衡计算法简单性的特点，没有增加计算难度，Bussgang盲均衡算法在应用时物理概念比较清楚，计算过程易于实现，但是这种计算方法的收敛时间相对较长，这样产生的计算误差就会较大，次计算方法采用的是函数的非凸性来进行计算。Bussgang盲均衡算法的基本原理是利用函数非凸性特点，首先建立一个理想的代价函数，让理想状态下的系统处于函数的极小值点，然后采用某种计算方法找到函数的极值点，此函数的极值点就是理想系统的最佳状态，这样的系统也是最理想的计算环境系

无线信道传播特性分析总结讲解学习

无线信道传播特性分析总结

无线通信系统信道估计技术研究现状

无线通信系统信道估计技术研究现状摘要：信道估计技术是未来无线通信系统得以实际应用的关键技术。首先介绍了无线通信系统信道模型的特点以及信道估计方法分类，然后重点阐述了目前无线通信系统中非盲信道估计方法的研究现状，并对各种算法的优缺点和性能进行了分析和比较。关键词：信道估计；非盲信道估计；最大似然估计；最小均方；最小二乘在无线通信系统中，当信号带宽超过信道的相关带宽时，信道就会在时域显示其色散效应，这将导致发射符号序列间产生干扰，即码间干扰。由于码间干扰使接收信号受损，当信道条件已知或者基于准确的信道估计时，由信道引起的失真效应通常可以在接收机得到补偿。若采用非相干检测则可以简化接收机复杂度，不需要进行复杂的信道估计。但对于高斯白噪声信道，非相干检测比相干检测有高达3 dB左右的性能损失，而且，如果延时扩展增加，性能损失将会更严重，这对功率受限系统（例如超宽带通信系统）尤其难以接受。因此，信道估计技术已成为未来无线通信系统的关键技术，也是国内外学者致力研究的热点方向之一。1 无线通信系统信道模型关于无线传播信道的研究已经进行了五十多年，迄今为止，已有大量的信道模型被提出。不同带宽下的无线通信系统的信道模型也各不相同，对于一个好的系统设计而言，理解这些差别和它们对不同系统的影响是非常重要的。一般而言，针对不同的信道模型，信道估计方法也各不相同。无线信道一般可以表示成两种形式：(1)基带信道被表示成抽头延时线的形式，该模型中L个信道抽头是等间隔分布的。该模型下需要估计的参数是L个信道幅度和一个延时参数。(2)基带信道模型中的延时值是任意的，每一径的幅度和延时都需要被估计。对于稀疏信道，第二种方法可能比使用等间隔抽头延时线模型估计的参数数量低得多，因此信道估计更加有效，但是一般不存在闭式解。方法(1)产生了更加容易的参数化信道模型，但是以过参数化为代价的。2 信道估计方法分类目前，无线通信系统的信道估计方法可分为三类：有辅助符号的非盲信道估计、无辅助符号的盲信道估计以及介于两者之间的半盲信道估计，其特点可归纳为：(1)非盲的信道估计：按一定估计准则确定各个待估参数值，或者按某些准则进行逐步跟踪和调整待估参数的估计值，特点是需借助参考信号。很明显，要想实现信道估计，估计理论是其数学基础。①贝叶斯估计：需要已知代价函数、待估计参量和观测数据的完整的概率描述，条件最苛刻；②最大后验概率（MAP）和最大似然（ML）：需要代价函数是误差的偶函数，不需其详细形式，但仍需待估计参量和观测数据的完整的概率描述；③线性最小均方误差（LMMSE）：只需知待估计量与观测数据的一阶或二阶统计特性；④最小二乘（LS）：只需把估计问题作为确定性的最优化问题来处理。非盲估计方法的优点是可以获得较好的系统性能, 但是它降低了频带利用率并且无法适用于不可能在发送端提供训练序列的场合，例如在军事侦听过程中，无法获得敌人确定的训练序列。(2)盲估计：利用调制信号本身固有的、与具体承载信息比特无关的一些特征（比如恒模、子空间、有限字符集、循环平稳和高阶统计量等）或采用判决反馈的方法进行信道估计。盲估计方法的优点是提高了系统的频带利用率，适用于接收端无法确定训练序列的场合,具有自我恢复性，且可在未知数据调制和编码方式的情况下正常工作。缺点是估计性能差，且估计过程较非盲方法漫长。(3)半盲估计：在发射信号中插入导频,克服基于二阶统计量盲方法固有的模糊度问题，同时使用盲方法进行信道估计，从而结合了盲估计与非盲估计的优点。目前半盲方法可分为基于二阶统计量半盲方法和基于一阶统计量的半盲方法。3 非盲信道估计方法研究现状如前所述，根据目前无线通信系统信道模型的分类，目前的非盲信道估计方法可分为：信道幅度增益和径延时联合估计以及信道幅度增益的估计方法。下面就介绍这两种经典估计方法在窄带或宽带通信系统中的应用。 3.1信道幅度增益和径延时联合估计的方法由于CDMA系统能够分辨多径元，并经常使用Rake接收机(或其他更加复杂的检测方案)收集多径能量，以获得多径分集，所以需要对多径

MIMO信道容量计算

实验一：MIMO信道容量计算实验学时：3 实验类型：（演示、验证、综合、设计、√研究）实验要求：（√必修、选修）一、实验目的通过本实验的学习，理解和掌握信道容量的概念和物理意义；了解多天线系统信道容量的计算方法；采用计算机编程实现经典的注水算法。二、实验内容 MIMO信道容量；注水算法原理；采用计算机编程实现注水算法。三、实验组织运行要求以学生自主训练为主的开放模式组织教学四、实验条件（1）微机（2）MATLAB编程工具五、实验原理、方法和手段 MIMO（MIMO，Multiple Input Multiple Output）技术利用多根天线实现多发多收，充分利用了空间资源，在有限的频谱资源上可以实现高速率和大容量，已成为4G通信系统以及未来无线通信系统的关键技术之一。图1平坦衰弱MIMO信道模型

1．MIMO 信道模型 MIMO 指多输入多输出系统，当发送信号所占用的带宽足够小的时候，信道可以被认为是平坦的，即不考虑频率选择性衰落。平坦衰弱的MIMO 信道可以用一个R T n n ?的复数矩阵H 描述： 1112 12122 212 T T R T R R n n n n n n h h h h h h h h h ?? ? ? ?? =? ??? ???? H （1）其中T n 为发送端天线数，R n 为接收端天线数，H 的元素,j i h 表示从第i 根发射天线到第j 根接收天线之间的空间信道衰落系数。窄带MIMO 信道模型（如图1所示）可以描述为： =+y Hx n （2）其中，x 为发送信号；y 为接收信号；n 为加性高斯白噪声。 2．MIMO 信道容量假设n 服从均值为0，协方差为单位阵的复高斯分布。根据信道容量 () max{(;)}p X C I X Y =的定义，可以证明当()p x 服从高斯分布时，达到MIMO 信道容量。令x 的协方差矩阵为x R ，则MIMO 信道容量可表示为： ()()log det H C +x x R I HR H （3）其中上标‘H ’表示复共轭，I 为单位阵，det 表示取行列式。()C x R 表示单位带宽下的MIMO 信道传输速率，单位为Nat/sec 。发射机的传输功率可以表示为： {} (){}{}() () 2 H H P E E Tr Tr E Tr ===x x xx xx R

信道种类及其特点

信道分类及其特点根据通信的概念，信号必须依靠传输介质传输，所以传输介质被定义为狭义信道。另一方面，信号还必须经过很多设备(发送机、接收机、调制器、解调器、放大器等)进行各种处理，这些设备显然也是信号经过的途径，因此，把传输介质(狭义信道)和信号必须经过的各种通信设备统称为广义信道。我们这里研究的是狭义上的信道，即信号的传输介质。信道可分为两大类：一类是电磁波的空间传播渠道，如短波信道、超短波信道、微波信道、光波信道等；它们具有各种传播特性的自由空间，习惯上称为无线信道；另一类是电磁波的导引传播渠道。如明线信道、电缆信道、波导信道、光纤信道等。它们具有各种传输能力的导引体，习惯上就称为有线信道。一、有线信道： 1、架空明线，即在电线杆上架设的互相平行而绝缘的裸线，它是一种在20世纪初就已经大量使用的通信介质。架空明线安装简单，传输损耗比电缆低，但通信质量差，受气候环境等影响较大并且对外界噪声干扰比较敏感，因此，在发达国家中早已被淘汰，在许多发展中国家中也已基本停止了架设，但目前在我国一些农村和边远地区受条件限制的地方仍有不少架空明线在工作着 2、双绞线电缆(TP)：将一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中，为了降低信号的干扰程度，电缆中的每一对双绞线一般是由两根绝缘铜导线相互扭绕而成，也因此把它称为双绞线。双绞线分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)。目前市面上出售的UTP分为3类，4类，5类和超5类四种： 3类：传输速率支持10Mbps，外层保护胶皮较薄，皮上注有“cat3” 4类：网络中不常用 5类（超5类）：传输速率支持100Mbps或10Mbps，外层保护胶皮较厚，皮上注有“cat5” 超5类双绞线在传送信号时比普通5类双绞线的衰减更小，抗干扰能力更强，在100M网络中，受干扰程度只有普通5类线的1/4，目前较少应用。 STP分为3类和5类两种，STP的内部与UTP相同，外包铝箔，抗干扰能力强、传输速率高但价格昂贵。双绞线一般用于星型网的布线连接，两端安装有RJ-45头(水晶头)，连接网卡与集线器，最大网线长度为100米，如果要加大网络的范围，在两段双绞线之间可安装中继器，最多可安装4个中继器，如安装4个中继器连5个网段，最大传输范围可达500米。

MIMO信道容量计算公式资料

MIMO系统容量的计算方法上网时间：2007年11月06日打印版推荐给同仁发送查询用于多输入多输出结构的天线单元会影响无线通信系统的容量并能对抗多径效应。提高性能的一个关键是为系统方案寻找MIMO 优化设计，使得无需增加天线单元，只优化现有天线就能达到目的。 Thaysen等人描述了互方向、位置以及互耦对在无限大地平面上两个相同天线间包络互相关性的影响，为确定包络相关与固定方向上距离的关系以及互耦合同固定距离时天线方向旋转的关系，他们还研究了使用两个彼此靠近，在同一地平面的相同PIFA时的对称和非对称耦合的情况，其结果(使用IE3D仿真软件仿真)阐明了如何确定天线指向与位置来使包络相关最小。研究了两种不同情形：一种是使用平行PIFA，另一种是天线间具有垂直关系，如图1所示(水平距离d的定义使得图1a的情形中，d为正值。)对于平行情况(图1a)，天线间距为10毫米，这时包络相关系数是ρe=0.8，把其中一副天线简单地旋转180度，包络相关系数就降低到ρe=0.4。类似结果对于垂直天线结构(图1b)也能观察到，这时包络相关系数从ρe=0.5下降到ρe=0.25。在垂直结构中，当开路端与馈线垂直时包络相关系数最大。研究者们发现在平行天线情况下中心频率偏移(|S11|最小)受影响最大，每副天线在相同端都有馈入点，可观察到12%的频偏变化。与单副PIFA 单元相比，另一种情形(两副天线互相垂直情况)变化量低于2%。平行结构的最大包络相关系数是ρe=0.8，当天线彼此交叠垂直时，馈线均在同一端的情况下包络相关系数取得最大值。此外，可发现互耦与包络相关系数几乎呈指数关系。研究发现，互耦极限为-10dB，在该极限以下，包络相关系数几乎为恒定值，达到ρe=0.15，因此，降低互耦的努力将受限于这个水平。把天线置于有限平面会影响其性能。图2给出的设计，是按照平面倒F天线(PIFA)的输入阻抗和带宽来优化天线(即改变馈入点跟到地点间的距离，这取决于PIFA在地平面的位置)。对一些性能参数(相关性和带宽)组合优化可选出最佳天线结构。不过，移动电话的外盖、人手、和头部的邻近效应也应包括进分析当中。这样，当把外盖、手、头的影响考虑进来时，最优结构的结果就可能稍有不同。