第2章 移动通信技术

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1、Chap2.移动信道中的电波传播2.1电波传播特性2.2移动信道的特征2.3移动信道的损耗估算Chap2.移动信道中的电波传播【本章重点难点】掌握移动信道中电波传播方式及主要特性根据预测模型技术掌握自由空间传输衰耗及电波传播衰耗中值的计算方法Chap2.移动信道中的电波传播2.1电波传播特性2.1.1电波传播方式2.1.1.1直射波1)自由空间传播损耗2)视线传播极限距离3)障碍物的影响与绕射损耗2.1.1.2反射波2.2移动环境中电波传播特点2.2.1多径效应引起的信号瑞利衰落(近距离反射体)2.2.2多径效应引起的时延扩展特性(远距离反射体)2.2.3多普勒频移自由空间传播自由空间

2、是满足下述条件的一种理想空间。均匀无限大空间；各向同性；电导率为零，相对介电常数和相对磁导率恒为1，即介电常数ε和磁导率μ分别等于真空介电常数ε0和真空磁导率μ0。表6-2-1典型介电常数和电导率介质介电常数(F/m)电导率(S/m)铜15.8*107海水804淡水800.001郊区地面140.01市区地面30.0001地面（平均）150.0052.1.1直射波1)自由空间传播损耗自由空间传播损耗只与传播距离和工作频率有关2.1.1.1直射波2)视线传播极限距离(大气折射)天线高度，发射天线顶点A到切点C距离（Re远≥ht，hτ）切点C到接收天线顶点B距离d2视线传播的极限距离d为(自

3、发射天线顶点A到接收天线顶点B的距离为)极限:不考虑能量耗散,单纯从可视的几何角度考虑2.1.1.1直射波2)视线传播极限距离视线传播的极限距离d:标准大气折射Re=8500km，视线传播的极限距离d:式中天线高度ht、hτ单位m，视线传播极限距离单位km3)障碍物的影响与绕射损耗由障碍物引起的附加传播损耗称绕射损耗X表示障碍物顶端p至直射TR的距离,称菲涅尔余隙X1是第一菲涅尔区在p点横截面的半径3)障碍物的影响与绕射损耗由障碍物引起的绕射损耗与菲涅尔余隙的关系如图,当x/x1>0.5时附加传播损耗约为0dB选天线时应使x>0.5x1Chap2.移动信道中的电波传播2.1电波传播特性

4、直射波1)自由空间传播损耗2)视线传播极限距离3)障碍物的影响与绕射损耗反射波时延扩展特性2.2移动信道的特征2.3移动信道的损耗估算2.4分集接收2.1.2反射波当电波传播中遇到两种不同介质的光滑界面时，如果界面尺寸比电波波长大得多时就会产生镜面反射，因此从发射天线到接收天线的电波包括直射波和反射波，如图所示。2.1.1.2反射波相位差的大小对接收到的信号会产生严重的影响。例如当=（2n+1）时（其中n为正整数），直射波和反射波恰好反相而起相互抵消的作用，见图Chap2.移动信道中的电波传播2.1电波传播特性2.1.1直射波1)自由空间传播损耗2)视线传播极限距离3)障碍物

5、的影响与绕射损耗2.1.2反射波2.2移动信道的特征2.2.1多径效应引起的信号衰落2.2.2时延扩展特性2.2.3多普勒频移2.3移动信道的损耗估算2.4分集接收2.3移动信道的损耗估算2.3.1接收信号电平的统计方法2.3.2地形地物分类2.3.3中等起伏地上市区的损耗中值2.3.4中等起伏地上郊区的损耗中值2.3.5不规则地形上的损耗中值2.3.6任意地形地区的传播损耗中值2.3.1接收信号电平的统计方法瞬时值变动是在移动距离为几十个波长的区间内，瞬时接收信号电平的变动(伴随着快速变动的衰落)，短区间场强中值在移动距离为几十个波长的短区间内，接收信号电平的中值长区间场强中值在移动

6、距离为几十米长的短区间内，接收信号电平的中值2.3.2地形地物分类地形：中等起伏地形是指在传播路径的地形剖面图上，地面起伏高度不超过20m，峰点与谷点之间的水平距离大于起伏高度。不规则地形：其它地形如丘陵、孤立山岳、斜坡和水陆混合地形等统称为不规则地形。2.3.2地形地物分类地物：开阔地在电波传播的路径上无高大树木、建筑物等障碍物，郊区在靠近移动台近处有些障碍物但不稠密，市区有较密集的建筑物和高层楼房2.3.3中等起伏地上市区的损耗中值中等起伏地上市区的损耗中值或场强中值作为基准由电波传播理论可知，传播损耗取决于传播距离d、工作频率f、基站天线高度hb和移动台天线高度hm等。在大量实验

7、、统计分析的基础上，可作出传播损耗基本中值的预测曲线。图给出了典型中等起伏地上市区的基本中值Am(f,d)与频率、距离的关系曲线。图上，纵坐标刻度以dB计，是以自由空间的传播损耗为0dB的相对值。读出的是基本损耗中值大于自由空间传播损耗的数值。2.3.3中等起伏地上市区的损耗中值Am(f,d)是中等起伏地市区的基本损耗中值，即假定自由空间损耗为0dB，基站天线高度为200m，移动台天线高度为3m的情况下得到的损耗中值。Hb(hb,d)是基站天线