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《无线传输与定位技术》学习报告对蜂窝通信网络定位抗衰落技术研究引言 移动通信蜂窝网络是目前覆盖范围最大的无线网络，随着人们需求的提高，利用移动通信蜂窝网络进行定位也被日益看重。在蜂窝定位系统中，被定位终端通常是普通终端，这在客观上要求多个基站设备通过附加装置测量从移动端发出的电波信号参数，在通过合适定位算法推算出终端大致位置。显然由于移动通信信道噪声和多径传播干扰等不良因素的影响，蜂窝无线定位系统很难达到较高精度，定位覆盖范围也受到蜂窝移动通信系统场强覆盖范围的限制。 目前，各种蜂窝通信网络定位技术都有不足，如何寻找精度更高、对网络和终端影响最小的定位技术仍蜂窝定位研究领域的重要课题。自E-911定位需求颁布以来，对移动台位技术的研究内容更侧重于基本定位方法和技术的研究，定位算法的研究，TDOA、TOA检测技术的研究，抗非视距传播、多径和多址干扰技术的研究，数据融合技术的研究等。本报告着重讨论由多径干扰引起的多径衰落问题。二、多径衰落基本内容 号从发送机到接收机的过程 中，受到地形或障碍物的影响，会发生反射、绕射、衍射等现象，接收机接收到的信号是由不同路径的来波组合而成，这种现象称为多径效应。由于不同路径的来波到达时间不同，导致相位不同。不同 相位的来波在接收端因同相叠加而加强，因反相叠加而减弱，会造成信号幅度的变化，称为衰落，这种由多径引起的衰落称为多径衰落。 理想化（RF能量不被物体吸收或反射、大气层理想均匀且无吸收等）的自由空间中，RF能量的衰减和收、发端距离的平方倒数成正比，接收功率相比发射功率有一个衰减因子Lp(d)，称为路径损耗或自由空间损耗，表示为：? 其中d是收、发端的距离，是传输信号的波长。在这种理想传播中，接收信号的能量是可以预测的，但在实际信道中，信号传输会有反射、散射、衍射等，上述模型就不准确了。对电磁波传播模型的研究，一般集中于给定范围内平均接收场强的预测和特定位置附近场强的变化。深人研究和实际应用的需要，把无线信道的衰落主要分为两种形式：大尺度衰落和小尺度衰落。对于预测平均场强并用于估计无线覆盖范围的传播模型，由于它们描述的是发射机和接收机之间长距离（几百米或几千米）上的场强变化，所以被称为大尺度传播模型；描述短距离或短时间内的接收场强的快速波动的传播模型，称为小尺度衰落模型。　1 、大度衰落大尺度衰落表示由于在大范围内移动而引起的平均信号能量的减少或路径损耗，产生原因是收、发端之间地表轮廓（如高山、森林、建筑等）的影响，通常称接收机被这些突出物“遮挡”了，一般来说，无论室内或室外无线信道的传输模型都表明：平均路径损耗是收发端距离d的函数，它与d、参考距离d0 关系为： 路径损耗因子n取决于频率、天线高度和传输环境；在自由空间中n为2，如果存在强烈的导波现象（如在城市街道中），n小于2，当有障碍物时，n较大。2、小尺度衰落小尺度衰落是指信号的幅值、相位的动态变化，这种变化是由于收、发端之间空间位置处理的微小变化引起的。它表现为两种机制：信号的时延扩展（信号弥散）和信道的时变特性。如果存在大量反射路径而没有LOS信号分量，此时的小尺度衰落称为Rayleigh衰落，接收信号的包络由Rayleigh概率密度函数统计描述；若存在LOS，则包络服从Rician分布。分析小尺度衰落分量r0(t)。假设大尺度衰落m(t)的影响是个常数，多条散射路径中，每条对应一个时变传播时延和一个时变乘性因子。忽略噪声影响，接收到的基带信号可表示为： 分析未经调制的载波（载频为fc）传输，即在所有时间内，g(t)=1，则z(t)可简化为：3、大尺度衰落和小尺度衰落的比较大尺度衰落可看成是信号的小尺度衰落的空间平均。无线移动通信跨越比较大的区域，其信号必然同时受大尺度衰落和小尺度衰落的影响。设发送信号为: ? 其中g(t)表示基带信号， 表示取实部。衰落的影响可表示为： 其中由大尺度衰落分量m(t)和小尺度衰落分量r0(t)两部分组成，即：