第2章 移动通信的基本概念xin

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1、第2章移动通信的基本概念授课人：李玲香1引言研究任何无线电通信系统的总体，必须首先对电波传播路径作分析，因为它直接关系到通信设备能力和天线高度的确定；关系到通信距离的计算和频道的选择；关系到如何实现优化可靠的信道的技术措施和系统指标的确定。2教学目标掌握信道及无线信道的结构；熟悉VHF、UHF电波传播特性；掌握移动信道的特征；掌握任意地形地区的传播损耗中值的估算；掌握移动通信系统的组成；了解全国蜂窝系统的网络结构，了解移动通信网络的区域、号码、地址与识别。学习完本课程，你将能够：3第2移动通信基础知识2.1无线电波的传播特性2.2移动信

2、道的特征2.3陆地信道的场强估计与损耗2.4蜂窝系统工作原理2.5移动通信系统的基本网络结构41、什么叫无线电波？无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中，电场和磁场在空间是相互垂直的，同时这两者又都垂直于传播方向。2.1无线电波的传播特性一、无线电磁波52、电磁波的传播电场电场电场振子电波传输方向磁场磁场2.1无线电波的传播特性63、无线电波传播特点无线电波有点象一个池塘上的波纹，在传播时波会减弱。无线电波在空气中的传播速度略小于光速，通常我们就认为它等于光速。2.1无线电波的传播特性73、波长、频率和传播速度的关系可用式λ＝Ｖ/ｆ表

3、示。其中，Ｖ为速度，单位为米/秒；ｆ为频率，单位为赫兹；λ为波长，单位为米。波长2.1无线电波的传播特性84、无线电波频段的划分频段名称频率范围波长范围长波30～300KHz1000～10000m中波300～3000KHz100～1000m短波3～30MHz10～100m超短波30～300MHz（VHF）1～10m微波0.3～3GHz（UHF）10cm～1m3～30GHz1～10cm30～300GHz1～10mm2.1无线电波的传播特性95、VHF、UHFVHF：甚高频（30MHz—300MHz）。目前使用情况：150MHzUHF：特高

4、频（300MHz—3000MHz）。目前使用情况：450MHz、800MHz、900MHz、1800MHz、1900MHz、2000MHz2.1无线电波的传播特性为何移动通信通信主要使用VHF和UHF频段？（1）VHF/UHF频段适合于移动通信：从VHF/UHF频段电波的传播特性来看，主要是视距范围内，一般为几十公里，而大部分车辆的日常移动半径在几十公里范围内，因此，这个频段适合于移动通信。（2）天线长度决定波长，这个频段信号发射和接收时，所使用的无线较短便于移动。（3）抗干扰能力强：VHF/UHF频段，可以使用较小的发射功率获得及爱好

5、的信噪比。106、超短波的传播目前GSM和CDMA移动通信使用的频段都属于UHF（特高频）超短波，其高端属于微波。超短波和微波又称空间波，空间波一般只能沿直线方向传播到直接可见的地方。超短波和微波均属于视距传播。2.1无线电波的传播特性117、电波传播方式发射机天线发出的无线电波，可依不同的路径到达接收机，当频率f＞30MHz时，典型的传播通路如图所示。2.1无线电波的传播特性12二、直射波直射波传播可按自由空间传播来考虑。所谓自由空间传播系指天线周围为无限大真空时的电波传播，它是理想传播条件。特点：电波在自由空间传播时，其能量既不会被

6、障碍物所吸收，也不会产生反射或散射。产生原因：由于辐射能量的扩散而引起的。直射波传播损耗可看成自由空间的电波传播损耗：结论：自由空间电波传播损耗只与工作频率f和传播距离d有关。当f或d增大一倍时，[Lfs]将分别增大6dB。2.1无线电波的传播特性13自由空间传播模型一般用于预测接收机和发射机之间完全无阻挡的视距路径是接受的场强，比如卫星通信系统和微波视距通信的无线链路就是典型的自由空间传播。结论：自由空间电波传播损耗只与工作频率f和传播距离d有关。当f或d增大一倍时，[Lfs]将分别增大6dB。自由空间传播导致大部分发射信号大部分都散

7、失在空间中，从而需要增加发射台的发射功率提高移动台的接收灵敏度。14三、大气中的电波传播特点：折射、能量吸收由大气折射率引起电波传播方向发生弯曲的现象，称为大气对电波的折射。结论：大气折射有利于超视距的传播，但在视线距离内，因为由折射现象所产生的折射波会同直射波同时存在，从而也会产生多径衰落。障碍物会带来绕射损耗。2.1无线电波的传播特性15四、反射波产生反射的条件：两种不同介质的光滑界面界面尺寸比波长大得多2.1无线电波的传播特性16结论：反射波与直射波的合成场强随反射系数R和路径差△d变化。有时同相相加，有时反相抵消，因此造成了合成

8、波的衰落现象。故在固定选址中，尽量减弱地面反射。2.1无线电波的传播特性17五、视距传播的极限距离由于地球是球形的，凸起的地表面会挡住视线。视线所能到达的最远距离称为视线距离d0（见下图）。2.1无线电传的