移动通信电波传播与传播预测模型

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1、第2章移动通信电波传播特性1/48第1章问题：1、什么是移动通信？2、移动通信的发展经过哪几代？使用的业务分别是什么？3、移动通信的工作方式有哪几种？分别适用于现实中哪种情况？4、第二代移动通信所使用的工作频段是什么？第三代的工作频段呢？2本章提示无线移动信道是一种很不良好的信道。衰落特性是移动信道的基本特征。载有信息的无线电波在无线移动信道中的幅度损耗，不但会随传播距离的增加，电波的损耗以传播距离的四次方增大；同时会产生阴影效应和多径传播，使电波的包络产生大幅度起伏且随机变化，这就是电波的衰落。3本章提示衰落既有慢衰落，同时产生快衰落；多径时延扩展

2、，使信道对信号产生频率选择性衰落，使信号发生波形畸变而引起符号间干扰（ISI）。多普勒效应在移动通信中普遍存在。多普勒效应使信道对信号产生随机调频和频谱扩展，对信号产生时间选择性衰落，使数字信号误码性能变坏。4要掌握的概念多径衰落阴影衰落多普勒效应时延扩展5第2章移动通信电波传播2.1概述2.2自由空间的电波传播2.3移动通信的四大效应2.4衰落特性的特征量2.5多径衰落的时域特征和频域特征62.1.1电波传播的基本特性移动通信信道衰落的原因无线电波传播方式衰落的表现移动信道的基本特性衰落特性基站天线、移动用户天线和两付天线之间的传播路径直射、反

3、射、绕射和散射以及它们的合成复杂的无线电波传播环境传播损耗和弥散阴影衰落多径衰落多普勒频移7衰落的表现：1、传播损耗和弥散的产生2、阴影衰落的形成3、什么是多径衰落4、多普勒效应是如何产生的？8图2-1典型的移动信道电波传播路径反射直射散射阻挡体比传输波长大的多的物体产生多径衰落的主要因素产生于粗糙表面、小物体或其它不规则物体树叶、街道标志和灯柱等9无线信道的分类无线信道的分类大尺度衰落一、根据不同距离内信号强度变化的快慢分为{小尺度衰落长期慢衰落二、根据信号与信道变化快慢程度的比较分为{短期快衰落大尺度衰落小尺度衰落（主要特征是多径）描述长距离

4、上信号强度的缓慢变化短距离上信号强度的快速波动原因信道路径上固定障碍物的阴影移动台运动和地点的变化影响业务覆盖区域信号传输质量大尺度衰落与小尺度衰落10衰落特性的算式描述衰落特性的算式描述式中，r(t)表示信道的衰落因子；m(t)表示大尺度衰落；r0(t)表示小尺度衰落。大尺度衰落小尺度衰落112.2自由空间电波传播方式自由空间电波传播是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。电波在自由空间传播时，可以认为是直射波传播，其能量既不会被障碍物所吸收，也不会产生反射或散射。122.2自由空间电波传播方式虽然电波在自由空间里传播不受阻挡，不产生

5、反射、折射、绕射、散射和吸收，但是，当电波经过一段路径传播之后，能量仍会受到衰减，这是由于辐射能量的扩散而引起的。13自由空间的电波传播损耗接收功率式中，Pt为发射功率，以球面波辐射,,λ为工作波长，Gt，Gr分别表示发射天线和接收天线增益，d为发射天线和接收天线间的距离。自由空间的传播损耗当Gt=Gr=1时，14分贝式f为移动台的工作频率（MHz）D为收发天线间的距离（km）接收功率的分贝换算152.2自由空间的电波传播在理想的、均匀的、各向同性的介质中传播，只存在电磁波能量扩散而引起的传播损耗传播损耗接收功率传播损耗接收换算自由空间电波传播分贝表示

6、f为工作频率（MHz）d为收发天线间距离(km)162.3移动通信的四大效应四大效应多普勒效应远近效应多径效应阴影效应171、阴影效应—阳光不能普照移动通信中建筑物等的阻挡所引起的阴影效应。182、远近效应—CMDA特有的效应CDMA中离基站距离较近的小区中心，用户接收到的基站信号就比较强。反之，较弱。193、多径效应—路太多也非好事通过不同的路径到达接收端的信号，无论是在信号的幅度，还是在到达接收端的时间以及载波相位上都不尽相同。20（1）多径效应的产生在电波的传播路径上电波产生了反射、绕射和散射。电波传到移动台的天线时，信号是许多路径的叠加。不同相

7、位的多个信号在接收端叠加，有的同相叠加加强，有的反相叠加减弱，接收信号的幅度急剧变化。严重影响信号传输质量21（2）多径衰落的基本特性1、幅度衰落幅度随移动台移动距离的变动而衰落空间角度模拟系统主要考虑原因本地反射物所引起的多径效应表现为快衰落地形变化引起的衰落以及空间扩散损耗表现为慢衰落22（2）多径衰落的基本特性（续）2、时延扩展脉冲宽度扩展时间角度数字系统主要考虑原因信号传播路径不同，到达接收端的时间也就不同，导致接收信号包含发送脉冲及其各个延时信号234、多普勒效应—你跑的太快了，我跟不上移动台的运动速度太快了，所引起的频率扩散的效应就是多普勒

8、频移。24（1）多普勒频移当移动台在运动中通信时，接收信号频率会发生变化，称为多普勒效应。由此