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随着无线通信系统的广泛应用,频谱资源日益减少,干扰日益增多,但是人们对于通信质量和传输带宽的要求却越来越高。无线信道作为无线通信的媒介,是影响通信质量的关键因素,为了提高通信系统的工作性能,不仅需要对硬件设备和通信协议进行不断的改进和创新,还需要掌握不同信号传输环境的影响。因此无线信道的特性对通信系统的成功设计具有非常重要的意义。对流层环境使散射传播成为定向通信成为一种典型的无线通信方式。同样,由于散射传播机制的存在,使得电波发生多径传播,引起衰落,不同路径传播的信号相互干扰,这必将影响在接收点接收到的信号。对于信号处理,它使信号检测过程更为复杂,对设备要求提高;对于整个通信系统,多径衰落会使信号波形失真,信号的误码率的增加,通信质量降低。
本文首先介绍了对流层散射传播的基本理论,以及散射传播的主要特性,然后建立了散射信道模型,利用射线跟踪技术,详细的阐述了经过散射信道传播的信号计算方法,并从时域和频域分别分析了信号失真的原因。对经对流层散射信号传播用时域迭加的方法进行的仿真,考虑了天线波束宽度的、发射信号带宽和折射率起伏等因素,得出了经散射多径信道后的仿真波形图,结果显示:天线波束宽度越大对信号波形的影响越明显,对于选取合适的工作频率对提高通信信号质量有重要意义,另外,发射信号本身带宽制约着信号传输,频带越宽,接收到的波形失真越突出。然后,考虑了散射体非均匀分布的情况,得出了仿真结果,表明:散射体得不均匀分布对信号波形的影响和均匀分布相比,波形失真存在差异,尖峰较多出现在幅值最大处,但时延展宽是相同的。最后,在所建模型下利用傅里叶变换算法对经散射信道传播的信号进行了计算,结果说明无论是时域迭加,还是傅里叶变换两种方法计算的接收信号波形都是可行的,然而两种方法又存在差异,这是主要由于信号频带宽度和算法产生的。