移动通信技术与设备 教学课件 作者 解相吾 第4章.ppt

《移动通信技术与设备 教学课件 作者 解相吾 第4章.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【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无线电波研究任何无线通信系统必须弄清电波传播的特性，下面先介绍电波的基本概念。在中学阶段学习物理时我们就已经知道，通有交流电流的导体的

2、周围，会产生变化的磁场，变化的磁场又引起变化的电场，变化的电场又在它周围更远的地方引起变化的磁场。磁场、电场不断的互相交替产生，向四周空间传播的电磁场，叫电磁波。无线电波是电磁波的一种。人耳能听到的声音频率在20Hz～20KHz之间，称之为音频，声音的传播速度为340m/s，受环境影响较大，衰减很快，所以不能传送到很远的地方。电磁波频率高，传播速度与光速一样，可达3×108/s，具有较强的辐射力和较长的传播距离，但人耳却听不到。4.1.1无线电波如果将声音通过话筒转换成电信号，装载到具有强辐射力、波长短、频率很高的电磁振荡波上，

3、然后借助天线发射出去。经这样装载的声音就可以传播得很远。一般我们把音频信号叫做调制信号。将发射机中的振荡电路产生频率很高的电磁振荡，称为载波。音频信号加到“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KHz到几万MHz。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

4、也不相同。表4-1列出了按波长划分的波段名称、相应波长范围和它们的主要用途。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103～104M30～300kHzLF低频地面波电报导航长距离通信中波2×102～103M300～1500kHzMF中频天波、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50～2×102M1．6～6MHzIF天波为主广播中长距离通信短波10～50M6～30MHzHF高频电离层反射波无线电广播通信、中长距离通信超短波1～10M30～300MHzVHF甚高频天波雷达、电视、短距离

5、通信分米波1～10dm300～3000MHzUHF超高频天波、空间波短距离通信、电视通信厘米波1～10cm3～30GHzSHF特高频天波、外球层传播中继通信、无线电通信毫米波1～10mm30～300GHzEHF极高频雷达通信亚毫米波1mm以下300GHz以上超极高频光纤光通信4.1.3无线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

6、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。4.1.3无线电波的传播方式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。由于电波通过各个途径的距离不同，因而到达的时间也不同，相位也不同。总体上可以归结为反射、绕射和散射三种。当频率f＞30MHz时，典型的传播通路如图4-1所示。沿路径①从发射天线直接到达接收天线的电波称之为直射波，它是VHF和UHF频段的主要传播方式；沿路径②的电波经过地面反射到达接收机的电波称之为地面反射波；沿路径③的电波

7、沿地球表面传播的电波，称之为地表面波，由于地表面波的损耗随频率升高而急剧增大，传播距离迅速减小，因此，在VHF和UHF频段的地表面波的传播可以忽略不计。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。影响电波传播的三种基本传播机制是反射波、绕射波和散射波。图4-1传播路径图4-2反射波与直射波4.1.3无线电波的传播方式1．反射波当电波传播遇到比波长大得多的物体时发生反射，反射发生于地球表面、建筑物和墙壁表面等，如图4-2所示。2．绕射波当接收机和发射机之间的无线路径被

8、尖利的边缘阻挡时发生绕射。由阻挡表面产生的二次波散布于空间，甚至存在于阻挡体的背面。绕射使得无线电信号绕地球曲线表面传播，能够传播到阻挡物后面。3．散射波当电波穿行的介质中存在小于波长的物体并且单位体积内阻挡体的个数非常巨大时，发生