大多数蜂窝无线系统运作在城区,发射机和接收机之间无直接视距路径,而且高层建筑引起了严重的绕射损耗。此外由于不同物体的多路径反射,经过不同长度路径的电磁波相互作用引起了多径衰落;同时,随着发射机和接收机之间距离的不断增加,导致了电磁波强度的衰减[9]。

2.1.2  大尺度传播模型

对传播模型的研究,传统上集中于距发射机一定距离处平均接收信号场强的预测,以及特定位置附近信号场强的变化。对于预测平均信号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)上的信号场强变化,所以称为大尺度传播模型;另一方面,描述短距离(几个波长)或短时间(秒级)内接收场强的快速波动的传播模型,称为小尺度衰落模型。文献综述

当移动台在极小的范围内移动时,可能会引起瞬时接收场强快速波动,即小尺度衰落。由于接收信号是不同方向信号合成的,相位变化的随机性导致其合成信号变化很大。在小尺度衰落中,当接收机的移动距离与波长相当时,其接收信号功率可以发生3个或4个数量级(30dB或40dB)的变化。当移动台远离发射机,当地的平均接收信号逐渐减弱,该本地平均信号电平由大尺度传播模型预测。

大尺度衰落由路径损耗和阴影衰落组成。路径损耗是指信号在长距离传播过程中,其能量也会随传播距离缓慢变化。它可以通过在较大范围(几百米或几千米)内接收信号功率平均值的变化趋势来体现。而阴影衰落是由建筑物、山脉等大型障碍物造成的。

电磁波在自由空间中传播时,接收信号的功率与 成正比, 为传播距离。一般地,仅考虑路径损耗,以距离 为参考距离,距离 处的接收功率(dBW)为

                       (2.3)

其中 为距离为 时的接收功率, 为路径损耗指数,在自由空间中 ,而在其他传播环境中传播时,路径损耗通常大于2。式(2.3)定义的模型仅能反应距离 处接收功率的平均值,但它与实际测得的数据并不完全一致,实际中由于不同环境的影响,将造成前面所说的阴影衰落,这个阴影衰落可以通过一个零均值的高斯随机变量 来表示,那么可以将路径损耗与阴影衰落的混合模型用式表示:

                    (2.4)

在本文的研究中,将研究各预编码算法在大尺度衰落信道中的性能,其中路径损耗可以通过一定的方式进行补偿,因此,后文仅考虑阴影衰落对各算法性能的影响,即假设路径损耗已被补偿。

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