《无线通信基础教学》PPT课件

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1、第二章无线信道的特性主讲人：张炜电子科学与工程学院军事通信工程系无线信道的损伤性无线信道的复杂性多种损伤。加性的，乘性的；时间上的，频率上的；干扰，周围环境噪声；快变化的，慢变化的等等时变的信道信道的特性随时间不同而发生变化。如何实现无线信道上的高质量通信，是一个具有挑战性的课题。22.1多径传播环境2.2线性时变信道模型2.3信道相关函数2.4大尺度路径损耗与阴影衰落2.5小尺度多径衰落32.1多径传播环境1、无线通信信号的传播方式2、接收信号中的四种效应3、衰落4、多径时延（时间色散）5、多普勒频移

2、（频率色散）2.1多径传播环境（无线传播环境）42.1多径传播环境1、无线通信信号的传播方式反射：当电磁波遇到比波长大得多的物体时发生反射，反射发生在地球表面、建筑物和墙壁表面。绕射：当接收机和发射机之间的无线路径被尖锐的边缘阻挡时将发生绕射。散射：当波穿行的介质中存在小于波长的物体并且单位体积内阻挡体的个数非常巨大时，将发生散射。散射发生于粗糙表面、小物体或其他不规则物体。直射：发射机信号无阻挡到达接收机。四种最基本传播方式：5直射波障碍物绕射波入射波反射波电波的直射、反射和绕射发射天线接收天线2.1

3、多径传播环境一般情况下，相对于直射波，反射波、绕射波、散射波都比较弱。（射线跟踪法）62.1多径传播环境2、接收信号中的四种效应（1）阴影效应：由于大型建筑物和其它物体的阻挡，在电波传播的接收区域中产生传播半盲区。72.1多径传播环境远近效应：由于用户的随机移动性，发射机与接收机之间的距离也是在随机变化。若发射机发射信号功率一样，那么到达接收机时信号的强弱将不同，离接收机近者信号强，离接收机远者信号弱。2、接收信号中的四种效应（2）8多普勒效应：由于用户处于高速移动（如车载通信）中，传播频率的扩散而引起

4、的，其频率扩散程度（多普勒频移）与用户运动速度成正比。2.1多径传播环境2、接收信号中的四种效应（3）多普勒频移XYdVS多普勒频率有正负吗？9复习：无线通信信号的四种基本传播方式？什么是阴影效应？何谓半盲区？什么是多普勒效应？多普勒频移与用户运动速度之间的关系？102.1多径传播环境2、接收信号中的四种效应（4）多径效应：由于接收者所处地理环境的复杂性，使得接收到的信号是多条从不同路径过来的信号的合成。它们到达时的信号强度、信号相位、信号频率、信号方向都是不一样的。所接收到的信号是上述各路径信号的矢量

5、和。称这种自干扰现象为多径干扰或多径效应。112.1多径传播环境2、接收信号中的四种效应（4）122.1多径传播环境3、衰落（Fading）接收信号电平随距离或时间波动，这种现象称为衰落132.1多径传播环境3、衰落（Fading）DistanceinwavelengthSignalPowerT-RdistanceTXRXRX大尺度路径损耗大尺度路径损耗＋阴影损耗大尺度路径损耗＋阴影损耗＋小尺度衰落有损耗吗？142.1多径传播环境3、衰落（Fading）——小尺度衰落例如GSM：fc=900MHz,τ≈

6、0.55ns，Δd=16.7cm152.1多径传播环境3、衰落（Fading）——小尺度衰落两个矢量求和，则有接收信号：其中：固定无线通信与移动无线通信相比，是否存在小尺度衰落？16微波暗室教室3、衰落（Fading）——小尺度衰落实验172.1多径传播环境182.1多径传播环境192.1多径传播环境3、衰落（Fading）——小尺度衰落衰落深度可达20－40dB。电平幅度分布一般遵循：瑞利（Rayleigh）分布、莱斯（Rice）分布、纳卡伽米（Nakagami）分布等。变化速率快。具有选择性。即在不

7、同频率、不同时间、不同空间，其衰落特性是不一样的。是无线移动通信中最难克服的衰落。202.1多径传播环境3、衰落（Fading）：小结三类不同层次的损耗大尺度路径损耗（Large-ScalePathLoss）阴影损耗（中尺度损耗）（Shadowing）小尺度衰落（Small-ScaleFading）电磁波在空间传播所产生的损耗千米量级由传播阻挡的阴影效应所产生的损耗数百波长量级反映小范围接收电平平均值的起伏变化趋势数十波长以下量级212.1多径传播环境4、多径时延（时间色散）同一发射信号通过不同路径到达

8、接收端，它到达的时间先后和强度会有不同。到达信号之间不同的时间差，称为存在多径时延。多径时延对数字移动通信有极其重要的影响。222.1多径传播环境4、多径时延（时间色散）基站(BS)移动台(MS)路径1路径2路径3多径时延大于脉冲宽度232.1多径传播环境4、多径时延（时间色散）基站(BS)移动台(MS)路径1路径2路径3多径时延小于脉冲宽度242.1多径传播环境4、多径时延（时间色散）多径时延小于脉冲宽度多径时延大于脉冲宽度252.1多径