移动通信 张玉艳 于翠波 第2章 无线移动信道

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1、第2章无线移动信道无线移动信道特性2.1无线环境下的噪声与干扰2.2电磁波与无线电频谱2.31、教学内容无线环境下的噪声与干扰；电磁波与无线电频谱的基本概念；无线电波传输环境介绍；无线电波传播基本机制；阴影效应和多径效应；移动信道传播损耗预测模型。2、教学基本要求熟悉无线移动信道特性及所需基本知识；掌握无线环境下的噪声与干扰；掌握电磁波与无线电频谱的基本概念；了解无线电波传输环境；了解无线电波传播基本机制，直射、反射、折射、绕射的基本原理；掌握阴影效应和多径效应；掌握多普勒效应、多径信道描述方法、多径接收信号的特点；了解移动

2、信道传播损耗预测模型。3、重点、难点掌握无线环境下的噪声与干扰；掌握阴影效应和多径效应；掌握多普勒效应、多径信道描述方法、多径接收信号的特点。2.1无线移动信道特性2.1.1无线移动信道对无线电信号的影响移动通信系统的性能主要取决于信号通过无线移动信道的能力。通常将信道分为恒参信道和变参信道。恒参信道的传输特性的变化量极微小且变化速度极慢。变参信道的传输特性随时间的变化较快。无线移动信道属于典型的变参信道。无线移动信道分类如下。按引起衰减的类型分类，主要分为3种类型：自由空间传播损耗阴影衰落多径衰落按照传统的传输模型分类：大

3、尺度衰落模型小尺度衰落模型1．无线移动信道的损耗（1）自由空间传播损耗与弥散。（2）阴影衰落。（3）多径衰落。移动信道的主要特征是多径衰落。图2-1给出了典型的实测接收信号场强变化图。图2-1接收信号场强变化图2．小尺度衰落和大尺度衰落（1）小尺度衰落：在数十倍波长的范围内，通常几个波长或短时间（微秒级）内，接收信号场强的瞬时值呈现快速变化的特征，这是由多径衰落引起的，又称为快衰落。有些文献称这种衰落为。在数十倍波长范围内对信号求平均，可得到短区间中心值。基于多径时延扩展，将小尺度衰落分为平坦衰落和频率选择性衰落。基于多普勒

4、扩展，小尺度衰落也被分为快衰落和慢衰落。（2）大尺度衰落包括：①在数百倍波长的区间内，通常几百米或几千米范围内，信号的短区间中心值也出现缓慢变动的特征，这就是阴影衰落。在较大区间内对短区间中心值求平均，可得长区间中心值。②长区间中心值随距离基站的位置变化而变化，距离越远，衰减越大，也称为传输损耗。2.1.2与无线移动信道相关的基本概念1．信号强度的表示方法（1）dBW和dBmdBW和dBm都是表征功率绝对值的值，也可以认为以1W和1mW功率为基准的一个比值。计算公式为P(dBm)＝10log[P(mW)/(1mW)]（2-1

5、）P(dBW)＝10log[P(W)/(1W)]（2-2）（2）分贝分贝（dB）定义为两个参数（如功率、电压、电流）之比的对数单位，用来表征两个物理量的相对大小关系。（3）dBmV和dBVdBmV和dBV都是表征电压绝对值的值，也可以认为以1mV和1V电压为基准的一个比值。计算公式为U（dBmV）＝20log[U（mV）/（1mV）]（2-3）U（dBV）＝20log[U（V）/（1V）]（2-4）（4）负载R两端电压与电阻上的功率P的换算关系假定电压单位为dBV，功率单位为dBm，负载R两端电压与电阻上的功率

6、P的换算关系为P=U2/R。P(mW)× 103=U(V) × 10−12/R两边取对数得P(dBm) =U(dBV)9010 × lgR（2-5）在PHS系统中，其天馈阻抗为50，P(dBm) =U(dBV) −107。2．天线增益的表示方法天线增益是指在输入功率相等的条件下，实际天线与无方向性理想点源天线在空间同一点处所产生的信号功率密度之比。也可以定义为：使接收点场强相同时，无方向性的理想点源天线所需的输入功率与被测天线所需的输入功率之比。参考基准为全方向性天线时得到的增益系数为Gi。参考基准为偶极子时得

7、到的增益系数为Gd，用分贝表示为dBi和dBd。dBi和dBd是表示天线增益的值（功率增益），两者都是一个相对值。通常用于表示同一个天线增益时，用dBi表示出来的数值比用dBd表示出来的数值要大2.15dB，即0dBd=2.15dBi。3．等效全向辐射功率等效全向辐射功率（EIRP）定义为供给天线的功率和在给定的方向上相对于无方向天线的增益的乘积，表示发射机获得的在最大天线增益方向上的最大发射功率。设发射机功率为PT，馈线损耗为LT，天线增益为GT，天线发出的等效全向辐射功率（EIRP）为（2-6）若发射机功率（PT）用dB

8、W表示，馈线损耗（LT）和天线增益（GT）用dB表示，则有（2-7）若发射机功率（PT）用dBm表示，馈线损耗（LT）和天线增益（GT）用dB表示，则有（2-8）4．灵敏度灵敏度是衡量物理仪器的一个标志。GSM接收机的灵敏度要求接收到的信号为102dBm时，误码率（BER）要小于等于2.