移动通信技术与设备 教学课件 作者 解相吾2 第4 章 移动通信的电波传播与干扰.ppt

《移动通信技术与设备 教学课件 作者 解相吾2 第4 章 移动通信的电波传播与干扰.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第4章移动通信的电波传播与干扰无线电波的传播4.1移动通信中电波传播特性4.2信道的结构4.3信道内的噪声与干扰4.4【本章内容简介】本章首先介绍了无线电波的基本概念及其传播特性、信道的结构组成及信道的类型，然后详细阐述了噪声的产生原因和干扰的形成及解决办法。通过对信道及噪声与干扰的基本概念的了解，为学习后续课程作好准备。【学习重点与要求】本章重点掌握无线电波的传播特性，包括移动通信中的快衰落和慢衰落，了解无线电波的传播方式，了解信道的组成及抗干扰的措施。4.1无线电波的传播4.1.1无线电波一般把音频信号叫做调制信号。将发射机中的振荡电路产生的频率很高的电磁振荡称为载波。音频信号

2、加到“载波”的过程叫做调制，经过调制后的高频振荡信号叫已调信号。已调信号是装载有信息的无线电波，通过天线辐射出去，这种传播信息的方式称为无线电通信。无线电通信就是不用导线的通信。电磁波是无线通信的载体。4.1.2无线电波的波段划分无线电波的频率从几十千赫兹到几万兆赫兹。为了便于应用，习惯上将无线电频率范围划分为若干区域，叫做频段或波段。不同频段的无线电波，其传播方式、主要用途和特点也不相同。表4-1无线电频段划分波段名称波长范围频率范围频段名称传播媒质用途长波103～104m30～300 kHzLF低频地面波电报导航长距离通信中波2×102～103m300～1 500 kHzMF中

3、频天波、地面波无线电波广播、导航、海上移动通信、地对空通信中短波50～2×102m1.6～6 MHzIF天波为主广播中长距离通信短波10～50m6～30 MHzHF高频电离层反射波无线电广播通信、中长距离通信超短波1～10 m30～300 MHzVHF甚高频天波雷达、电视、短距离通信分米波1～10 dm300～3 000 MHzUHF超高频天波、空间波短距离通信、电视通信厘米波1～10 cm3～30 GHzSHF特高频天波、外球层传播中继通信、无线电通信毫米波1～10 mm30～300 GHzEHF极高频雷达通信亚毫米波1 mm以下300 GHz以上超极高频光纤光通信4.1.3无线

4、电波的传播方式在无线通信中，是利用电磁波的辐射和传播经过空间传送信息的。电磁波在传播过程中，电场矢量和磁场矢量的振幅总维持特定方向，这种现象称为极化。无线电广播采用垂直极化波（电场方向垂直地面）；电视采用水平极化波（电场方向与地面平行）；卫星通信采用平面圆极化波（电场振幅不随时间变化，方向以等角速度旋转）。在移动通信中，发射天线采用的是垂直极化。无线电波传播的机理是多种多样的，发射机天线发出的无线电波通过不同的路径到达接收机。在蜂窝移动通信系统中，电波遇到各种障碍物时会产生反射和散射现象，它对直射波会引起干涉，即产生多径衰落现象。影响电波传播的3种基本传播机制是反射波、绕射波和散射

5、波。1．反射波图4-1传播路径图4-2反射波与直射波2．绕射波3．散射波4.2移动通信中电波传播特性无线电波的传播特性与电波传播环境密切相关，这些环境包括地形地貌、人工建筑、气象条件、电磁干扰等情况，以及移动台的移动速度与使用的频段。在蜂窝移动通信系统中，接收机的接收功率随距离而减小的现象被认为是路径损耗。多数移动通信系统工作在城区，发射机和接收机之间无直接视距路径，而且高层建筑产生了强烈的绕射损耗。此外，由于不同物体的多路径反射，经过不同长度路径的电波相互作用引起多径损耗。同时，随着发射机和接收机之间距离的不断增加，引起电波强度衰减。如果接收天线在大于几十米或几百米的距离上移动的

6、话，接收信号中的尺度变化被称为阴影效应。由于移动通信环境具有复杂性与多样性，电波在传播时将产生3种不同类型的效应。（1）阴影效应。（2）多径效应。（3）多普勒效应。4.2.1传播损耗传播损耗是指移动通信中随着传播距离的增加功率电平的损耗（或衰减）值，一般用dB表示。常见的传播损耗包括自由空间的传播损耗、反射损耗、绕射损耗、人体损耗、车内损耗、植被损耗及建筑物的贯穿损耗等。对于移动通信系统而言，自由空间传播损耗L与传播距离d和工作频率f有关，可定义为L=32.45+20lgd+20lgf式中，L表示自由空间传播损耗，单位为dB；d表示距离，单位为km；f表示频率，单位为MHz。由上式

7、可得出，传播距离d越远，自由空间传播损耗L越大，当传播距离d加大一倍，自由空间传播损耗L就增加6 dB；工作频率f越高，自由空间传播损耗L越大，当工作频率f提高一倍，自由空间传播损耗L就增加6 dB。图4-3移动信道的传播路径4.2.2信号衰落在蜂窝移动通信过程中，由于散射体很多，所以接收点所接收到的信号场强是随机起伏变化的，这种随机起伏变化称为衰落。对于这种随机量的研究通常是采用统计分析法。典型信号衰落特性如图4-4所示。图4-4典型信号衰落特性根据场强特性曲线的起