Multipath Propagation

29
! " ! "#$

description

Multipath Propagation

Transcript of Multipath Propagation

Page 1: Multipath Propagation

������������������

������������������������� ���������� ������ �

���������������������������

!����"� �� �

�!�����"� �� � #����$�

Page 2: Multipath Propagation

��������� ������������������������� ���������� ������ � �

������������������

�� ��

% &����������������������� '

% ������������������ ������ �

( �)����$� ���� ��$��� �������"��� ���� ��

( ��������*+,���� ���-&��.�

% ������������ ���������������

% +���������)�� ���� �������

Page 3: Multipath Propagation

��������� ������������������������� ���������� ������ � �

������������������

������������������ ������������������ ��������/)��������������� ��$���������� ���

0 ���)� "�� �� ��� ������� ����"������ ���$$�� �����$��+1���1

���� ������� � ������"�����������)��$$�� ������2�����3

����������� � �������/� �����1

������������� ������"����4����)� �������5����� �� ������� �

��.*+0� +67 809:-�4�� �������� � �������������"��)������������$$�� ���

�����������$�������"����� ����"�)������������������������� � ������� ������"��)

���������������$�������"����� ������������"������ �� �������"����� ��5��������� ��$��� �5���������������"��� ���������������$������ ��

RX

TX

Page 4: Multipath Propagation

��������� ������������������������� ���������� ������ � �

������������������

������������������

�������"������ /��4�� +1� ��12����� �� ��/;��������� ������$������ 3������� ���$�<�� �)���������

������������������� � �������$$�� �8��������$�

� +��8��������$��� /�����������/)��� �- cosd

Vf �

��

V is the velocity of the terminal � is the spatial angle between the direction of motion and the direction of the wave� is the wavelength

+���������������� ��$$�����$���������$��� �� ���"� ����������-

�������� ���� ��� ����� ����"���������"���������� �������� ��"���� ���$�<�� �)��������� �����"�)� �8��������$��� ��$$�� ������������� ���������������� 2������3������/)������������������ ����)��

Page 5: Multipath Propagation

��������� ������������������������� ���������� ������ � =

������������������

�� ��

% &����������������������� '

% ������������������ ������ �

( �)����$� ���� ��$��� �������"��� ���� ��

( ��������*+,���� ���-&��.�

% ������������ ���������������

% +���������)�� ���� �������

Page 6: Multipath Propagation

��������� ������������������������� ���������� ������ � >

������������������

������������������ ������ �

% �������������� ��� ���� /�"���������/)��������������������� �������������������� ���� ���������

% 0������������������������������������� ������������ ��� ����� �������������������������

% +��������� ���� /�������������� �������"��� �2*+,3��� �������� /������������/)$��$� ���� �

( ��������"��� ������������ ��2����! �4 �������� ������)�����$� ���� 3

( ��������"��� ��� �$�$� ����

( ������ ��������8�����������$� ����

( �������)?8�����������$� ���� �

Page 7: Multipath Propagation

��������� ������������������������� ���������� ������ � �

������������������

�)����$� ���� ��$���*+,���� ��

% �������������������������� ���

( �������������� ����)�$��� ����������� ������$� ���� �$����

( ���������������$��� ����������� ������$� ���� �$����

( ���������$�<�� �)

Page 8: Multipath Propagation

��������� ������������������������� ���������� ������ � @

������������������

�)����$� ���� ��$���*+,���� ��

% 0$� � ���������������$�<�� �)���� ���������� �����/�"��� ��� ����� ��5�������"����� ����� ���$���$

% ����"����� ���� ������$�����$�����"��� ���������"� ������������ ��������

% 7������) ������� ���� ������ ��5���<��������� ����$$���� ��)���������� �$��� ���� ���� �������"����� ���

% 6�4�"�54������ ��/)4�� �"���� ���/)4������������"��)����� ��/�

( �� ��5�� ��� ��/)4��������"����������� �� ����������

� +����� ���� ����������� ��$��� ����A���� �������

Page 9: Multipath Propagation

��������� ������������������������� ���������� ������ � �

������������������

�)����$� ���� ��$���*+,���� ��

% 8���)���� ��-

( ����$$�� �����

( � � � �������/��4�)

� �����"����� ���� /������������� ���������

% *��� ��/��$� ���� �� �� �������� � ��

� ����� ���������������� /��������-

����������������������� ���������������������������

� �������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������� �������������������� ������������������������� ���� �������������� �������� ��������� ��������� ������������ ��������������������������������

Page 10: Multipath Propagation

��������� ������������������������� ���������� ������ � ��

������������������

�)����$� ���� ��$���*+,���� ��

� �����"����� ����)/������������������A�"�����:������ ������� +������ �������������"��� ������������ �����������A�"�����:������ � ���������� ���"���/��

� &�� ���� "������$�������������� ���������������B������ ������A"�����:������ ������5���� /����4 �������� "�������� )� ��� �����)�����������/�����

� ��� ����������/����������������

� 0 �����������������$�A����������� ������� ��� ����)��"� ���������� ������ ��� 0���������� ���� ��� ��/�������������"� �B������

� ���� "������������������/���� � ������� ����������/������������

Page 11: Multipath Propagation

��������� ������������������������� ���������� ������ � ��

������������������

�)����$� ���� ��$���*+,���� ��

% ������������������������ �

( 7������� �$���������������� ��4������������������)"���/��

% ���� ��� ����������������� �

( 7������� �$��� ���������"��� ��� �$�$� ���� 4������������������"���/��

% ��������� � ����������������� �

( 7������� �$��� ���������"��� ������������ ��4������������������"���/��

� � � �� � � � 2, , , j fH f t F h t h t e d�

� � �

� � � �� � � � 2, , , j vttD f v F H f t H f t e dt�

� � �

� � � �� � � � 2, , , j vttS v F h t h t e dt�

� � �

Page 12: Multipath Propagation

��������� ������������������������� ���������� ������ � ��

������������������

������� �����$����)����$� ���� �

Page 13: Multipath Propagation

��������� ������������������������� ���������� ������ � ��

������������������

�� ��

% &����������������������� '

% ������������������ ������ �

( �)����$� ���� ��$��� �������"��� ���� ��

( ��������*+,���� ���-&��.�

% ������������ ���������������

% +���������)�� ���� �������

Page 14: Multipath Propagation

��������� ������������������������� ���������� ������ � ��

������������������

��������*+,���� ���-&��.���� ���2�3

% &������ �������� �)� ��������������� �2&��.�3��� ������ ������ �������$����������� ���( �)����$� ���� ��� /������/����� ������� ��� �������������� $� ���� �

% 6�4�"�5����$���������� ��� �������������� $� ���� �������� ��������

� �4���������� �������� �������������� ��� �������������� $� ���� �

�3 +��*+,���� ��� ���� �������� ��4������ �������� �)� ���������������� $� ���� ����� ��� �)� ���������$$�� ��/��4�� �4��/��"���� � ��� ��

�3+��*+,���� ��� ���� �������� ��������������� ��4��������������� �������������������)� ���� �� ���������� ���������

Page 15: Multipath Propagation

��������� ������������������������� ���������� ������ � �=

������������������

��������*+,���� ���-&��.���� ���2�3

% +���*+,���� �����������&��.����� ��

% +�������������� $� ���� �$��&��.����� ���� /����� ������ ��������)�������"�����)����$� ���� �

% C)����� �� ��$���"���/�����B��5���$����4� �� ������ ��� ��$� ���� ����/��� ��

( +������������ �� ���)��$���5������������4�����)��$���

( +��$�<�� �)�������� $� ����

( +�������������� $� ����

( +��8�������4��������

� � � � � �, , , , ,h H DP t P f t P f v � �,SP v

� �,0hP

� �,0HP f

� �0,HP t

� �0,DP v

Page 16: Multipath Propagation

��������� ������������������������� ���������� ������ � �>

������������������

��������*+,���� ���-&��.���� ���2�3

% +����������$� ���� �������������������������$���&��.���� ��5��������)�����5����� ��/� �4����5����� ������5� �8�����������5�� /��/��� ���

� �,hP t

� �,HP f t

� �,DP f v

� �,SP v

� �, 0

delay spreadh mP T � � �0,

Doppler-spreadD DP v B�

� �� �

,0 coherence bandwidth

0, coherence timeH m

H D

P f B

P t T

F

F

tF

tF

mT mB

DT DB

Page 17: Multipath Propagation

��������� ������������������������� ���������� ������ � ��

������������������

�� ��

% &����������������������� '

% ������������������ ������ �

( �)����$� ���� ��$��� �������"��� ���� ��

( ��������*+,���� ���-&��.�

% ������������ ���������������

% +���������)�� ���� �������

Page 18: Multipath Propagation

��������� ������������������������� ���������� ������ � �@

������������������

������������ �� �������������2�3

������������ �� ��������)�����������/)$����4� � ��������

�8���)�����

�<�� ��$�����������������"����������$������ ��

�8����������

��������$����������/���� � �������/)�����������$��� ���$�����/���������� ��

������ ������

������� ���$$������$$�� ��)���4���� �����"� �4���������������� �������� ����� ������

������ ��/� �4����

�������������������$���� ���$$�<�� �����"�4���������� ���� /��� ������$���

1m

m

BT

1D

D

TB

Page 19: Multipath Propagation

��������� ������������������������� ���������� ������ � ��

������������������

�������$�<�� �)5������������������� $� ����

������������ ���������������2�3

� �,HP f t

�����-���!��

8��/��7����

� �,SP v������� �$� ����

A���D�

Page 20: Multipath Propagation

��������� ������������������������� ���������� ������ � ��

������������������

������������ ���������������2�3

� �,HP f t

� �HP t � �HP f

� �SP

7������ �$��7������ �$��

v�8���������� 8���)������

�����-���!��

� �SP v

������ ����������� ��/� �4����

Page 21: Multipath Propagation

��������� ������������������������� ���������� ������ � ��

������������������

������������ ���������������

% +���������)�����������<�������$������� ��� ������� ��$�����4�����)��$���

2�� �� ��������3

% 4����������� �A��������)�$������ ���0������$������� ��$�����4�����)��$���

S� �,0hP

� � � �

� �

2

0

0

h

h

D P dS

P d

��

D

� �

� �

0

0

h

h

P dD

P d

��

Page 22: Multipath Propagation

��������� ������������������������� ���������� ������ � ��

������������������

�� ��

% &����������������������� '

% ������������������ ������ �

( �)����$� ���� ��$��� �������"��� ���� ��

( ��������*+,���� ���-&��.�

% ������������ ���������������

% +���������)�� ���� �������

Page 23: Multipath Propagation

��������� ������������������������� ���������� ������ � ��

������������������

+���������)�� ���� �������

% &�� ���/� �4�����$������ ��� ������5�����)������ ����������/���� ���) ��/������/��$�������� ����/���"����$���� ���

% &�� �/� �4���� ���"����/����������5���4���/� ���� ������ ����)�����������/)����������������������������� ����

( 7�A�� ��/��$������������B���� ��54���� $������ �$-

% EA��������)5 �����B������������5��������������/���� �

mW B��

Page 24: Multipath Propagation

��������� ������������������������� ���������� ������ � ��

������������������

+���������)�� ���� �������

% +������������)�� ���� ��������� ���/)������"��� �70��$����� ������A�<��"��� ���4�������� ������� �+������������)�� ������4���F������$$���� �� � � , 0,1,..., 1kh t k K� �

+ + +

��������

� �x t

� �y t

� �0h t � �1h t � �2h t � �1Kh t�

� � � �1

K

kk

ky t x t h t

W�

� �� �� �� �

1T W�

Wis the bandwidth occupied by the real bandpass signal

Page 25: Multipath Propagation

��������� ������������������������� ���������� ������ � �=

������������������

+���������)�� ������

% �� ��������������������������5�������������)�� ������$������� ���� /��� ����������������� ���

% +�������"��� �������$$���� ����������A�"����������� �)� ������������

% �� ������� �������4������������ �� ��������$$�� �����)�

5���� ��������������� ���������� ��������������������)� ��������

mT

� � 1mK T W� �

� �kh t

� �kh t

, k 0,1,2,..., 1k W K � � �

� �kh t

0���������� ���$=������� ��

Page 26: Multipath Propagation

��������� ������������������������� ���������� ������ � �>

������������������

+���������)�� ���� �������

% +������������)�� ������4���� �)� ��������� ����� ��4/� ���� ������

% ����/� �4�����$����� ���������� ��� ��������� ��/��$����� ����������

% 0 ���������������$��)�����$��� �5������ �������$�����������)����������/����� ������������� �$���)�����/����

% 6�4�"�5�����/� �4����� �������"� ���5�����)������������������/���� ��� ��� ��"�����

% 0 ���������������� ��/��$������ � ���������"�"�)����������������( G ������/����)��������������� ��������5� 4�������������$���������$$���� ���������B���

( +��������������������� 4�������������)��� �� ��������)��"���/�� �$���)�������

Page 27: Multipath Propagation

��������� ������������������������� ���������� ������ � ��

������������������

EA�����-.+�� ����� 20+.�������=3.+�������$��:6B5=�6B/� �4����

� ��"��� ���5�������� ���� �"�������� "�� �� ��6��5�������������� ��������������� ���

���������>�������������=��>

���������=���������=������=

���������������������������

�����������@@�����������

����������������������

����������=����

"����4�H�CI

������"�����)H �I

"����4�H�CI

������"�����)H �I

8������������

��� ��C��� ��

+��

��� �� ���4����)���������������J�$����

��� ��C���������)�������������==J�$����

E��������)����������/����

Page 28: Multipath Propagation

��������� ������������������������� ���������� ������ � �@

������������������

��$�� ���

H�I����� �C�5K! ������� ��"�����L5�������� 50�C9���������>��15��:�4�6���5�� �����5>@����5��@>

H�IC���� �� �5K��������B���� �$� ����)�����"��� ��� ����� ���L5#$$$�������5,�� �����59��58����/���>�5����>�����

H�I6�)!� ��5K! ������� ��"�����L5��������� 50�C9��������@>���5&���)M�� �5.� 5@�>���5����

H�I�������� �5K%� ������������� ��&��������������" �������%� ������L5�������� 50�C9�������@����=5��:�4�6���5�� �����5>>����5����

H=I���!��N�:�5K�������! ������� ��L5�������� 50�C9��������@���=5��:�4�6���C��!���5�� �����5��@���5���=

H>I�������� +���5K&����������� ������ �L50�C9������>��@@��5.�����������"�29N35�� ����6����+�5>�����5���>

Page 29: Multipath Propagation

������������������

O������ ����'

+�� !)��PP