第2章_移动通信的电波传播课件.ppt

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1、主要内容：1移动信道中的电波传播特性2移动通信中的衰落3电波传播损耗的估算第二章移动信道中的电波传播3.1VHF、UHF电波的传播特性对电波特性的研究关系到一系列的系统设计问题天线高度的确定通信距离的计算如何保证优质可靠的通信3.1VHF、UHF电波的传播特性移动通信主要使用的频段（VHF、UHF）电波传播特性：150MHz频段专用通信、传呼等450MHz频段集群通信、模拟手机等900MHz频段公共移动通信1800MHz频段公共移动通信2000MHz频段第三代移动通信系统（3G）与传输距离、传播环境的反射物、障碍物和移动的速度

2、有关移动通信的主要传播路径（VHF、UHF）电波传播的路径移动通信系统的性能主要受到移动无线信道的制约，移动无线信道具有多样性典型的移动通信系统的传播路径：直射波、反射波和散射波在分析移动通信的信道时，主要要考虑主要以空间波方式传播典型的移动通信系统的主要的传播路径有三种：电波传播的路径直射波反射波散射波——直线传播。直射波和反射波的影响直射波：式中,d为距离(km),f为工作频率(MHz)3.1.1直射波直射波可按自由空间中的传播来考虑直射波的传播损耗：在自由空间中,电波沿直线传播，它不被吸收,也不发生反射、折射和散射等现象

3、而直接到达接收点的传播方式。3.1.2视距传播的极限距离视线所能达到的最远距离称为视线距离已知地球半径为R=6370km,设发射天线和接收天线高度分别为ht和hr（单位为m），理论上可得视频传播的极限距离。自发射天线顶点A到切点C的距离d1为由切点C到接收天线顶点B的距离d2为式中，ht、hr的单位是m,d的单位是km。当地球半径为R=6370km考虑大气传播的影响，等效地球半径R=8500kmd绕射：无线电波在传播过程中与尖锐的边缘碰撞，信号能量绕过障碍物传播3.1.3绕射损耗绕射损耗：电波遇到各种障碍物发生绕射所引起的损耗

4、。图3-3（a）负余隙（b）正余隙绕射损耗——菲涅尔余隙菲涅尔余隙：阻挡物的顶点与发射点之间的垂直水平距离绕射损耗与菲涅尔半径障碍物引起的绕射损耗与菲涅尔余隙之间的关系如图3-4所示，其中X1称为菲涅尔半径（第一菲涅尔半径）。结论：当横坐标x/x1>0.5时，则障碍物对直射波的传播基本上没有影响。当x=0时，TR直射线从障碍物顶点檫过时，绕射损耗约为6dB;当x<0时，TR直射线低于障碍物顶点，损耗急剧增加。菲涅尔半径：当横坐标x/x1>0.5时，则障碍物对直射波的传播基本上没有影响，因此在原则基站位置时，尽量使x/x1>0.

5、5绕射损耗与菲涅尔半径例3–1设图3-3(a)所示的传播路径中，菲涅尔余隙x=-82m,d1=5km,d2=10km,工作频率为150MHz。试求出电波传播损耗。（2）求第一菲涅尔区半径x1为(4)电波传播的损耗L为解:（1）自由空间传播的损耗Lbs为（3）查图3-4得附加损耗(x/x1≈-1)为17dB反射波：电磁波在传播过程中，从不同建筑物或其它物体反射后到达接收点的传播信号。3.1.4反射波反射波与直射波的周期相同，但相位可能不同，导致接收到的信号与原信号有所差异反射波与直射波行程差反射波与直射波到达接收点的相位差反射波

6、对直射波的影响3.1.5移动通信环境的几个效应及其衰落特性阴影效应多径效应多普勒效应以前还学过什么效应？快衰落与慢衰落慢衰落：电波在传播路径上遇到起伏的山丘、建筑物、树林等障碍物阻挡，形成电波的阴影区，就会造成信号场强中值的缓慢变化，引起衰落。通常把这种现象称为阴影效应，由此引起的衰落又称为阴影慢衰落。快衰落：移动台附近的散射体（地形，地物和移动体等）引起的多径传播信号在接收点相叠加，造成接收信号快速起伏的现象叫快衰落。阴影效应：当电波在传播路径上遇到障碍物的阻挡时，会产生电磁场的阴影，造成接收天线处场强中值的变化，这种现象就

7、称为阴影效应,引起衰落就称阴影衰落.阴影效应表现为慢衰落多经效应：由散射，反射所引起的多经传播，表现为快衰落多径效应多普勒效应指当移动台在运动中通信时，相对速度引起频移。频移与速度和入射波方向有关。可用下式表示：式中，是入射电波与移动台运动方向的夹角，v是运动速度，是波长。多普勒效应多普勒效应：移动体的运动引起的，表现为快衰落多普勒效应快衰落产生的原因：多径效应多普勒效应三种典型情况：1、只有多径效应（移动台静止或移动缓慢）2、只有多普勒效应3、多径传播+多普勒效应（移动台高速移动）多普勒频移瑞利信号的数字特征：瑞利衰落-

8、包络统计特性在移动通信中，如果存在一个起支配作用的直达波（未受衰落影响），此时，接收端接收信号的包络为莱斯（Riceam）分布。莱斯衰落A为直达波的振幅，r为接收信号的瞬时幅度，为噪声的方差衰落储备为防止因衰落而引起通信的中断，在信道设计时，必须使信号电平保留足够的余量，以使