数据链路多径传输模型的物理映射方法研究

多路径传输技术研究综述1. 多路径传输技术研究综述随着无线通信技术的快速发展，多路径传输技术已经成为实现高效、可靠通信的关键手段。

多路径传输技术是指通过两条或两条以上的路径同时传输数据信号，以提高数据传输的鲁棒性和吞吐量。

在本综述中，我们将探讨多路径传输技术的研究现状和发展趋势。

多路径传输理论主要研究多路径传输系统中的信号干扰和噪声问题。

通过对多径信号的建模和分析，可以得出信道容量、误码率和信干比等关键性能指标。

这些指标为多路径传输系统的设计和优化提供了理论支持。

为了提高多路径传输系统的性能，研究者们提出了许多多路径传输算法。

这些算法包括：多径功率分配算法、多径定时同步算法和多径信道估计算法等。

这些算法在保证通信质量的前提下，实现了多路径传输系统的优化。

多路径传输系统的实现需要解决硬件和软件方面的挑战，在硬件方面，需要设计高性能的天线、射频前端和基带处理模块。

在软件方面，需要开发高效的信号处理算法和通信协议。

多路径传输系统的实现还需要考虑系统的兼容性、可扩展性和可靠性等因素。

多路径传输技术在许多领域具有广泛的应用前景，如卫星通信、无线局域网、车载网络和物联网等。

在卫星通信中，多路径传输技术可以提高信号的传输质量和可靠性；在无线局域网中，多路径传输技术可以实现多用户同时接入，提高网络容量；在车载网络中，多路径传输技术可以增强车辆间的通信能力，提高道路安全；在物联网中，多路径传输技术可以实现大量设备的互联互通，降低网络能耗。

多路径传输技术作为实现高效、可靠通信的关键手段，其研究和发展对于无线通信领域具有重要意义。

随着技术的不断进步和应用需求的增长，多路径传输技术将面临更多的挑战和机遇，值得我们继续关注和研究。

1.1 多路径传输技术概述多路径传输技术是一种在无线通信系统中实现高效数据传输的方法。

它通过在多个信道上同时发送和接收数据包，以提高数据传输速率和系统容量。

多路径传输技术的核心思想是利用无线信道的特性，如时变性、空间特性等，实现数据的快速传输。

信道估计算法、信道分配算法、业务调度、策略分析、动态资源分配算法。

4G和WLAN4G包含的不仅是一项技术，而是多种技术的融合。

①传统移动通信技术。

②宽带无线接入领域的新技术③广播电视领域的技术。

用的核心技术：OFDM、MIMO①正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）技术。

②软件无线电技术。

③智能天线技术。

④多输入多输出技术（Multiple Input Multiple Output,MIMO）技术。

⑤基于IP的核心网。

无线数据网络根据覆盖范围划分：无线个域网（WPAN Wireless Personal Area Network）连接手机和蓝牙耳机等，10M半径以内。

脉冲超宽带技术作为物理层标准：发射信号由单脉冲信号组成的时域脉冲序列，无须经过频谱搬移就可以直接辐射，具有潜在的支持高数据速率或系统容量的能力。

无线局域网（WLAN Wireless Local Area Network）用于园区漫游整个园区。

基于计算机网络和无线电技术，在计算机网络结构中，逻辑链路控制（Logical Link Control,LLC）层及其之上的应用层对不同的物理层的要求可以是相同的，也可以是不同的，因此，WLAN标准主要是针对物理层和媒质访问控制（Media Link Control ,LLC）为实现高带宽、高质量的WLAN服务，使无线局域网达到以太网的性能水平。

使用2.4G和5G频段。

传输速率为300Mbps,最高可达600Mbps。

无线城域网（WMAN Wireless Metropolitan Area Network）主要解决城域网的问题。

WiMAX即全球微波互连接入，是一种新兴的宽带无线接入技术，能提供面向互联网的高速连接，有Qos保障、传输速率高、业务丰富多样等先进技术。

实现宽带业务移动化。

3G是实现移动业务宽带化。

两种网络的融合度越来越高。

多径时变信道模型仿真及性能分析
多径时变信道模型是一种模拟无线信道传输中存在的多径传播效应以
及随时间变化的信道时变性质的模型。

在无线通信中，信号在传播过程中
会经历多个路径，因此到达接收端的信号由多个路径传播并叠加在一起。

而时变性质则是指信道传输参数随时间变化的特性。

为了对多径时变信道进行模拟仿真并进行性能分析，首先需要选择合
适的信号模型。

常用的信号模型包括瑞利信道模型和高斯信道模型。

其中，瑞利信道适用于室外环境，主要考虑到多径传播效应；高斯信道适用于室
内环境，主要考虑到噪声的影响。

在仿真中可以根据具体需求选择合适的
信号模型。

接下来，需要确定仿真的参数。

多径时变信道模型的参数包括多径时延、多径衰落、多径幅度等。

这些参数可以根据实际场景进行设置，或者
通过测量获取。

在仿真过程中，可以通过设置不同的参数来模拟不同的信
道特性和环境。

进行性能分析时，常用的指标包括误码率、信噪比、信道容量等。

可
以通过对仿真结果进行统计分析得到不同信道条件下的性能指标，并与理
论值进行对比。

总结起来，多径时变信道模型的仿真和性能分析是针对无线通信中存
在的多径传播效应和信道时变性质进行的。

这可以通过选择合适的信号模型、参数设置和仿真工具来实现。

在仿真过程中，可以对不同的信道条件
进行模拟，并通过性能分析来评估系统的性能。

北京联合大学电波多径传播及衰落的分析与研究学院：信息学院姓名：班级：2011年11月1日电波多径传播及衰落的分析与研究摘要：随着无线通信的迅速发展，无线通信在日常生活中的地位越来越重要，无线通信的电波传输是一个非常复杂的问题，在通信系统中，由于通信地面站天线波束较宽，受地物、地貌和海况等诸多因素的影响，使接收机收到经折射、反射和直射等几条路径到达的电磁波，电波在传播信道中的多径传输就会引起干涉延时效应，产生多径效应。

这些不同路径到达的电磁波射线相位不一致且具有时变性，导致接收信号呈衰落状态；这些电磁波射线到达的时延不同，又导致码间干扰。

若多射线强度较大，且时延差不能忽略，则会产生误码，这种误码靠增加发射功率是不能消除的，即多径衰落，它也是产生码间干扰的根源。

关键字：无线通信；反射；折射；多径效应；多径衰落Abstract:These different paths to reach the phase of the electromagnetic radiation possessed sometimes inconsistent variability, resulting in the received signal was fading state; these different electromagnetic radiation to reach the delay, but also lead to inter-symbol interference. If the multi-ray intensity is greater and the time delay difference can not be ignored, it will produce error, this error by increasing the transmit power can not be eliminated, and the resulting decline of multi-path effects have called multipath fading, it is also produced inter-symbol interference source. Key words:Wireless communication;reflection refraction;multipatheffect;multipath fading一、多径传播：多径传播是指无线电波在传播时通过了两个以上不同长度的路径到达接收点，接收天线检测的信号是几个不同路径传来的电场强度之和。

什么是信道模型？信道模型是通信领域中的关键概念之一。

它描述了在无线通信系统中，信号如何通过传输介质（如大气、海水、金属导线等）进行传播的过程。

信道模型对于理解和优化无线通信系统的性能具有重要意义。

接下来，我们将从三个方面来介绍信道模型。

一、信道传播的基本原理1. 外界噪声：在信道传播过程中，会受到来自外界的干扰和噪声。

这些噪声源包括大气电离层的效应、电磁辐射以及其他无线电设备的干扰。

通过对噪声特性的研究和建模，可以帮助我们更好地理解和处理这些噪声对通信质量的影响。

2. 多径效应：无线信号在传播过程中会经历多次反射、散射和绕射等现象，导致接收端接收到多个传播路径上的信号。

这就是所谓的多径效应。

由于不同路径的信号具有不同的传播延迟和相位差，会造成信号间的相互干扰和衰减。

深入研究多径效应的特性和建立合适的数学模型，有助于优化无线通信系统的设计和性能。

3. 信号衰减：信号随着距离的增加会逐渐衰减。

衰减的原因包括自由空间路径损耗、多径传播引起的功率损耗以及其他物理因素。

准确地描述和量化信号衰减的模型，可以帮助我们预测和补偿信号强度的变化，提高通信系统的覆盖范围和性能。

二、信道模型的分类1. 统计信道模型：统计信道模型是根据实际测量数据和统计规律建立的。

根据测量数据中的信号强度、信号衰减和相位等信息，通过数学模型来描述信道的统计特性。

统计信道模型的优势在于可以对多个传播环境和场景进行研究，并得到一种适用于广泛应用的信道模型。

2. 几何信道模型：几何信道模型将信道传播过程抽象为几何空间中的点和面的运动。

通过建立几何模型，可以计算信号传播的路径损耗、多径效应和信号衰减等参数。

几何信道模型适用于研究特定区域的信道传播特性，例如城市环境或室内场景。

三、信道模型的应用1. 通信系统设计：信道模型提供了一种理论和方法，可以指导无线通信系统的设计和优化。

通过准确地建立信道模型，可以预测信号质量、容量和传输速率等关键性能指标，从而选择合适的调制技术、编码方案和传输方式。

多径衰落模型多径衰落模型是用来描述无线信道中信号传播过程中的一种现象和特性的数学模型。

在无线通信中，信号会经过多个路径传播到接收端，每条路径上的信号会受到传播过程中的各种影响，导致信号强度的变化。

多径衰落模型通过考虑这些影响因素来模拟信号衰减过程，从而更准确地描述信号传播的特性。

首先，多径衰落模型考虑了信号传播过程中的多径效应。

在无线信道中，信号不仅会直接从发射端传播到接收端，还会通过其他路径进行反射、绕射、散射等传播方式到达接收端。

每个路径上的信号在传播过程中会受到不同的路径损耗和多普勒效应的影响，导致信号的衰减和频率偏移。

多径衰落模型通过考虑这些路径的存在，将信号传播过程中的影响因素进行建模，从而更准确地描述信号传播的过程。

其次，多径衰落模型考虑了信号的相关性。

在无线信道中，由于路径的不同长度和传播时间不同，不同路径上的信号会存在时延和相位差等差异。

因此，在接收端的时间域和频域上，信号的叠加和干扰会导致信号功率的变化。

多径衰落模型通过引入相关性参数来描述信号之间的相关性，从而能更准确地模拟信号衰减过程，使接收端能够更好地处理多个路径上的信号。

此外，多径衰落模型还考虑了信道中的噪声和干扰。

在无线信道中，由于天线的位置、环境的复杂性等因素，信道中常常存在信号的噪声和干扰。

这些噪声和干扰会对信号的衰减和传输质量产生影响。

多径衰落模型通过考虑噪声和干扰的统计特性，将其加入到信号传播的模型中，从而更准确地描述信号的传播过程和受到的影响。

最后，多径衰落模型还可以通过不同的数学方法和模拟技术来实现。

例如，常用的多径衰落模型有瑞利衰落模型和莱斯衰落模型。

瑞利衰落模型假设信道中不存在直达路径，并且路径衰落服从瑞利分布。

莱斯衰落模型则假设信道中存在直达路径，并且路径衰落服从莱斯分布。

这些模型通过数学方法和模拟技术将路径损耗、多普勒效应、相关性、噪声和干扰等因素进行建模，从而更真实地描述信号的传播过程。

总之，多径衰落模型是用来描述无线信道中信号传播过程中的一种现象和特性的数学模型。

环形网络的多径传输技术研究环形网络的多径传输技术研究环形网络是一种常见的网络拓扑结构，它通常由若干节点组成一个闭合的环形链路。

而多径传输技术是一种利用环形网络的优势，通过多条路径同时传输数据的技术。

本文将逐步介绍环形网络的多径传输技术。

首先，我们来了解环形网络的基本结构。

环形网络由若干个节点组成一个闭合的环形链路，每个节点与相邻节点直接相连。

环形网络的一个重要特点是，相邻节点之间的距离是相等的，因此数据传输的延迟相对较低。

另外，环形网络的闭合结构也使得数据能够在多条路径上循环传输。

接下来，我们介绍多径传输技术是如何利用环形网络的优势的。

传统的网络通常使用单一路径来传输数据，而多径传输技术则利用环形网络的多条路径来同时传输数据。

通过将数据分散在多个路径上，可以提高网络的吞吐量和带宽利用率。

同时，多径传输技术还能增加网络的冗余度，提高网络的可靠性和鲁棒性。

多径传输技术的关键是如何选择和管理多条路径。

一种常见的方法是使用路由算法来选择路径，确保数据能够均匀分布在各条路径上。

路由算法可以根据网络的拓扑结构和节点之间的通信负载来进行优化，以实现最佳的路径选择。

此外，还可以使用动态路由算法来适应网络的变化，如节点故障或链路拥塞等情况。

另一个关键问题是如何管理多径传输过程中的冲突和碰撞。

由于多条路径上的数据同时传输，可能会出现数据冲突和碰撞的情况。

为了解决这个问题，可以使用时间分割多路访问（TDMA）或码分多址（CDMA）等技术来对数据进行调度和调度。

通过合理的调度和调度，可以避免数据冲突和碰撞，提高数据传输的效率和可靠性。

最后，我们来看一些环形网络多径传输技术的应用。

多径传输技术可以应用于各种领域，如无线传感器网络、互联网和数据中心等。

在无线传感器网络中，多径传输技术可以提高网络的能量效率和生命周期。

在互联网和数据中心中，多径传输技术可以提高网络的带宽利用率和数据传输速度。

总结起来，环形网络的多径传输技术是利用环形网络的优势，通过多条路径同时传输数据的一种技术。

光通信网络中的多径传输技术研究光通信网络在现代通信领域中起着至关重要的作用。

随着互联网的迅速发展和大规模数据交换的需求不断增长，传统的单径光纤通信技术已经无法满足高速、大容量、低延迟的通信需求。

因此，研究光通信网络中的多径传输技术成为了当前热门的研究领域之一。

本文将首先介绍光通信网络的基本概念，然后深入探讨多径传输技术的原理、应用及未来的发展方向。

光通信网络是基于光纤传输的通信系统，它利用光信号来传输数据。

相对于传统的电信号传输方式，光通信具有高带宽、低损耗和抗干扰能力强的特点。

然而，单径光纤通信存在着由于光纤本身的物理和工程限制而导致传输性能的限制。

多径传输技术就是为了克服这些限制，实现更高效、更可靠的光通信而被提出的。

多径传输技术的原理是利用光通信中的多模光纤或空气介质来传播光信号。

它通过在传输路径中引入多个传输通道，将传输能力进行有效利用。

多径传输技术包括多模光纤传输、自由空间光传输和混合多径传输等。

多模光纤传输是指将几个光模同步传输到目标位置，以提高总的传输容量。

自由空间光传输则是通过光束的分离和合并来实现多径传输。

而混合多径传输则结合了多模光纤传输和自由空间光传输的优势，同时采用两种传输方式，以提高传输效率和可靠性。

多径传输技术在光通信网络中具有广泛的应用。

首先，多径传输技术能够提供更大的传输容量。

由于多径传输技术能够同时利用多个通道进行传输，因此可以显著提高光通信网络的总体传输容量。

其次，多径传输技术具有更好的传输稳定性和可靠性。

由于多径传输技术能够在传输路径中引入多个通道，即使某一通道发生故障或受到干扰，其他通道仍然可以正常传输数据，从而提高了网络的可靠性。

此外，多径传输技术还能够降低传输延迟。

多径传输技术能够利用多个通道同时传输数据，因此可以缩短传输路径，减少传输延迟，提高通信速度。

在未来的发展中，多径传输技术将进一步发展和完善。

首先，多径传输技术将不断探索新的传输介质和材料。

目前多径传输技术主要使用光纤和自由空间来传输光信号，但这些传输介质还有一定的性能限制。

浅谈MIMO技术一、MIMO技术的概念多输入多输出技术（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。

它能充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量，显示出明显的优势、被视为下一代移动通信的核心技术。

图1是MIMO系统的一个原理框图,发射端通过空时映射将要发送的数据信号映射到多根天线上发送出去，接收端将各根天线接收到的信号进行空时译码从而恢复出发射端发送的数据信号。

根据空时映射方法的不同，MIMO技术大致可以分为两类：空间分集和空间复用。

空间分集是指利用多根发送天线将具有相同信息的信号通过不同的路径发送出去，同时在接收机端获得同一个数据符号的多个独立衰落的信号，从而获得分集提高的接收可靠性。

举例来说，在慢瑞利衰落信道中，使用一根发射天线n 根接收天线，发送信号通过n 个不同的路径。

如果各个天线之间的衰落是独立的，可以获得最大的分集增益为n 。

对于发射分集技术来说，同样是利用多条路径的增益来提高系统的可靠性。

在一个具有m根发射天线n 根接收天线的系统中，如果天线对之间的路径增益是独立均匀分布的瑞利衰落，可以获得的最大分集增益为mn。

目前在MIMO系统中常用的空间分集技术主要有空时分组码（Space Time Block Code，STBC）和波束成形技术。

STBC是基于发送分集的一种重要编码形式，其中最基本的是针对二天线设计的Alamouti方案，具体编码过程如图2所示。

可以发现STBC方法，其最重要的地方就是使得多根天线上面要传输的信号矢量相互正交，如图2-19中x 1和x 2的内积为0，这时接收端就可以利用发送端信号矢量的正交性恢复出发送的数据信号。

使用STBC技术，能够达到满分集的效果，即在具有M根发射天线N 根接收天线的系统中采用STBC技术时最大分集增益为MN。

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多径多普勒效应背景：无线信道模型概述当设计一个无线通信链路的时候，我们需要问以下三个重要的问题： 1. 衰落和功率损耗 2. 信号失真 3. 时变一个完整的信道模型应该提供SINR 的量数，信号散射和时变参数。

为了清楚这三个问题，把无线信道模型分为三个部分： 1. 传输损耗：信号频率，时变环境2. 频率相关信道冲击响应或者传输函数：多个频率，时变环境3. 时变信道冲击响应或传输函数第一部分：多径和多普勒效应目的：理解在时域和频域的多径信道响应，多普勒效应 。

一．多径信道效应：时变（无多普勒效应）在无线通信中，一个从发送端的信号经过多条路径到达接收端。

()()121,Li i L i y t a s t ττττ==-≤≤≤∑ （1）s(t)是发射信号，L 是多径的个数，i a 和i τ是第i 个射线的相角和到达时间。

A . s(t)是一个时谐信号，考虑()j ts t e ω=，则接收信号可以写为：()()()1n Lj t j tn n y t a eH eωτωω-===∑，其中()1nLj n n H a eωτω-==∑ (2)()H ω定义为多径环境的传输函数，接收信号()y t 保持为与s(t)有着相同角频率的时谐信号。

因此，当s(t)在时变多径环境下传输时，，波形没有失真，但信号幅度改变了，新幅度()H ω是ω的函数。

Matlab code(mulitath_fading_w.m): clear all;%amplitudes of 7 multipath arrivalsa=[0.6154 0.7919 0.9218 0.7382 0.1763 0.4057 0.9355]; %arrival times of 7 multipath arrivalst=[0.9169 0.4103 0.8936 0.0579 0.3529 0.8132 0.0099]; i=0; %frequency indexfor w=0:0.05:100; %angular frequencies multipath_arrival=a.*exp(j*w*t); i=i+1;abs_H(i)=abs(sum(multipath_arrival)); %the i_th transfer function endw=0:0.05:100;plot(w,abs_H)ylabel('amplitude of transfer function') xlabel('angular frequency')title('frequency dependent multipath fading')画图得到：图1：频率为自变量的多径衰落既然 多径到达信号的幅度和到达时间依赖于发送端和接收端的位置，那么接收信号的强度也同样依赖发送端和接收端的位置。

目录一．无线通信中的多径传播现象及其对传输性能的影响 (2)1.1 无线通信中的多径传播 (2)1.2无线通信中的多径效应对通信系统影响 (2)1.3目前抗多径效应的技术及研究现状 (3)二、单载波频域均衡 (4)2.1单载波频域均衡（SC-FDE）系统模型 (4)2.2单载波频域均衡(SC—FDE)技术原理 (5)2.2.1 信号模型 (5)2.5单载波频域均衡matlab仿真结果输出 (9)三．单载波传输直接序列扩频 (9)3.1直接序列扩频（DSSS）的概念 (10)3.2直接序列扩频的基本原理与理论依据 (10)3.3 直接序列扩频系统模型 (11)3.4直接序列扩频系统的matlab仿真 (11)3.4.1直接扩频matlab仿真组成框图 (11)3.4.2直接序列扩频系统的matlab仿真结果输出 (13)三、多载波传输OFDM技术 (14)3.1 OFDM原理 (14)3.2 OFDM系统模型 (15)3.3 OFDM的系统建模与matlab仿真 (16)3.3.1 参数设置 (16)3.3.2仿真结果输出 (17)四．三种抗多径技术的仿真结果比较 (20)4.2单载波频域均衡与OFDM比较 (20)五．参考文献 (24)綦晓伟 13120114 研1302班一．无线通信中的多径传播现象及其对传输性能的影响1.1 无线通信中的多径传播多径效应（multipath effect）：无线传输信道中的多径传输现象所引起的干涉延时效应。

在实际的无线电波传播信道中（包括所有波段），常有许多时延不同的传输路径。

各条传播路径会随时间变化，参与干涉的各分量场之间的相互关系也就随时间而变化，由此引起合成波场的随机变化，从而形成总的接收场的衰落。

因此，多径效应是衰落的重要成因。

多径效应对于数字通信、雷达最佳检测等都有着十分严重的影响。

1.2无线通信中的多径效应对通信系统影响多径效应移动体(如汽车)往来于建筑群与障碍物之间，其接收信号的强度，将由各直射波和反射波叠加合成。