《无线信号的传播》PPT课件

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1、无线信号的传播任何一个通信系统，信道是必不可少的组成部分。信道按传输媒质分为有线信道和无线信道。移动信道是一种典型的无线信道。研究无线通信系统首先要研究无线信道的电波传播特性。现代移动通信已广泛使用150MHz、450MHz、900MHz、1800MHz频段，电波传播方式主要是空间波，即直射波和反射波的合成波。对于陆上移动通信，通常移动台的天线高度仅超出地面1～4米，电波传播受地形地物的影响较大。与固定通信相比，移动通信的电波传播显得更为复杂。为了掌握各种地形地物条件下的电波传播特性，通常是做大量的传

2、播实验，找出统计的规律，即找出各种地形地物条件下的传播衰耗和距离、频率及天线高度之间的关系，绘出陆上移动通信的传播特性计算图表，从而获得准确预测接收信号强度的方法。一、移动通信的电波传播特性场强中值衰落深度衰落速率衰落持续时间1.表征衰落特性的数字特征2.自由空间的传播衰耗自由空间是理想空间，是相对介电常数和导磁率均为1的均匀介质所存在的空间。电波在自由空间中沿直线传播而不被吸收，也不产生反射、折射、绕射和散射等现象。对移动通信而言，自由空间的路径损耗Lbs仅与传播距离d和工作频率f有关，而与收、发天

3、线增益无关。其计算公式为：Lbs＝32.45+20lgd+20lgf式中d代表传播距离，单位为Km；f代表工作频率，单位为MHz。地形的分类和定义地物的分类和定义基地台、移动台天线有效高度的定义3.地形地物对电波传播的影响移动通信信道是由长期慢衰落和短期快衰落效应来表征的。忽略热噪声时，接收机接收的信号可以表示为r(t)=m(t)×r0（t）式中，m（t）表示长期慢衰落，即本地平均或对数正态衰落分量，其幅度是对数正态功率密度函数；r0（t）表示短期快衰落，即多径或瑞利衰落分量。两种衰落都与接收机天线的

4、位移有关。二、移动通信信道的特征慢衰落和快衰落常用的几种电波传播损耗预测模型有Hata模型、LEE模型、CCIR模型以及COST-231-walfisch-Ikegami模型（WIM）。这几种传播模型各自适用范围不同，计算路径损耗的方法和需要的参数也不相同。在使用时，应该根据不同预测点位置、从发射机到预测点的地形地物特征、建筑物高度和分布密度，以及街道宽度和方向差异等因素选取适当的传播模型。如果传播模型选取不当，使用不合理，将影响路径损耗预测的准确性，并影响链路预算、干扰计算、覆盖分析和容量分析。三、

5、电波传播的路径损耗预测传播模型的适用范围当基站和移动台之间水平距离大于1Km时，应该采用宏蜂窝模型，如Hata模型、CCIR模型、LEE宏蜂窝模型和WIM模型。此时，对于距离比较远的情况（大于5Km)，一般采用Hata模型或CCIR模型；距离近时（小于5Km)，采用WIM模型；有实测数据并得到LEE模型中参数(lKm处接收功率）和距离衰减因子时，建议采用LEE模型。当基站和移动台之间水平距离小于1Km时，应该采用微蜂窝模型，如LEE微蜂窝模型和WIM模型。一般采用WIM模型；有实测数据时，可采用LEE

6、模型。传播模型的应用方法在使用传播模型时，用户需要对其准确性和可靠性进行测试，或者根据地形实际校正其中的参数因子，这就涉及到传播模型的路测与校正。针对每个不同模型，输入参数相同，故有不同的校正方法。对于线性关系有多元线性回归分析方法；对于非线性关系有数形式整体校正方法。传播模型预测与校正外部噪声和干扰是影响通信性能的重要因素，接收机能杏正常工作，不仅取决于输入信号的大小，而且也取决于噪声和干扰的大小。因此，研究各种噪声和干扰，对移动通信的设计来说，具有十分重要的实际意义。四、噪声与干扰外部噪声包括自然

7、噪声和人为噪声。自然噪声主要有大气噪声、太阳噪声和银河噪声；人为噪声主要是指电气设备的噪声，如电力线噪声、工业电气噪声、汽车或其他发动机的点火噪声等。这些噪声来源不同，频谱范围及强度也不同。因此，必须根据移动通信所使用的频段，分析具体情况下的主要噪声来源。在移动通信使用的频率范围内，由于自然噪声通常低于接收机的固有噪声，故可忽略不计。因此，仅需考虑人为噪声。1.噪声2.干扰在移动通信中，存在着各种各样的干扰，如互调干扰、邻道干扰、同频干扰、组合频率干扰和副波道干扰、阻塞和倒易混频、发射机寄生辐射、接收

8、机寄生灵敏度等。对于后几种干扰，在引进相关设备时，只要按要求满足指标即可。而互调干扰、邻道干扰和同频干扰，是组网中应考虑的主要干扰。互调干扰两个或多个干扰信号作用于非线性器件，产生与有用信号频率相接近的组合频率，从而对接收机造成的干扰即为互调干扰。在移动通信中，由于发射机末级和接收机前端电路的非线性，造成了发射机互调和接收机互调。此外，在发射机强射频场的作用下，金属接触不良等非线性因素也会产生互调，称为外部互调。互调干扰的一般形式若晶体管的转移特性用幂级