移动信道的传播特性ppt培训课件

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1、第三章移动信道的传播特性3.1VHF、UHF电波传播特性3.2移动信道的特征3.3传播损耗的定量分析3.4阴影效应与慢衰落（阴影衰落）3.5多径传输与快衰落（多径衰落）教学内容教学要求掌握无线电波的传播特性；熟悉移动信道的特征（快衰落、慢衰落、时延扩展和相关带宽）；掌握传播损耗的计算；了解移动信道的传播模型。电磁波的频率电波频段的划分[1]1兆米等于106米。[2]1毫米等于10丝米。电磁波的频率（续）微波频段的划分频率从300MHz至3000GHz范围内的电磁波，又叫做微波(Microwave)，微波的波长从1米至0.1毫米，它包括

2、四个波段：分米波、厘米波、毫米波、亚毫米波(丝米波)。微波还被划分成更细的频段，用拉丁字母代号来代表：3.1VHF、UHF电波传播特性3.1.1电波传播方式当前陆地移动通信主要使用的频段VHF和UHF,即150MHz、450MHz、900MHz、1800MHz。其频率收发间隔分别为：5.7MHz、10MHz、45MHz、95MHz。移动通信中传播的方式主要有直射波、反射波、绕射波、散射波和地表面波等传播方式。在分析移动通信信道时，主要考虑直射波和反射波的影响。图3-1典型的移动信道电波传播路径3.1.2直射波直射波传播：在自由空间中,

3、电波沿直线传播而不被吸收,也不发生反射、折射和散射等现象而直接到达接收点的传播方式。直射波传播损耗可看成自由空间的电波传播损耗：其中,d为距离(km)，f为工作频率(MHz)。如果计入天线增益的影响：3.1.3大气中的电波传播视线传播极限距离视线所能到达的最远距离称为视线距离d0。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m)，理论上可得视线传播的极限距离：空气的不均匀性对电波传播轨迹会产生影响（折射+吸收），它将直接影响视线传输的极限距离。计算方法：引入一工程概念“等效地球半径”，Re=8500k

4、m，可得修正后的视线传播的极限距离：绕射：当接收机和发射机之间的无线路径被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，甚至于阻挡体的背面。绕射损耗：各种障碍物对电波传输所引起的损耗。菲涅尔余隙：设障碍物与发射点、接收点的相对位置如图所示，图中x表示障碍物顶点P至直线TR之间的垂直距离，在传播理论中x称为菲涅尔余隙。3.1.4障碍物的影响与绕射损耗（a）负余隙（b）正余隙菲涅尔余隙障碍物引起的绕射损耗与菲涅尔余隙之间的关系如图所示。其中x1称菲涅尔半径（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

5、传播基本上没有影响。当x=0时，TR直射线从障碍物顶点擦过时，绕射损耗约6dB；当x<0时，TR直射线低于障碍物顶点，损耗急剧增加。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。解先由式(3-13)求出自由空间传播的损耗Lfs为由式(3-21)求第一菲涅尔区半径x1为由图3-4查得附加损耗(x/x1≈-1)为17dB,所以电波传播的损耗L为电波在传输过程中，遇到两种不同介质的光滑界面时，就会发生反射现象。3.1.5反射波上图给出了从发射天线

6、到接收天线的电波由反射波和直射波组成的情况。反射波与直射波的行距差为：两路信号到达接收天线的时间差换算成相位差为：式中，2π/λ称为传播相移常数。3.1.6散射波散射：当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，发生散射。散射波产生于粗糙表面，小物体或其他不规则物体。在实际的通信系统中，树叶、街道标志和灯柱等会引发散射。电磁波传播路径示意图3.2移动信道的特征跟书上顺序有所区别移动信道是一种时变信道。无线电信号通过移动信道时会遭受来自不同途径的衰减损害。一般来说，这些损害可归纳为三类，若用公式，接收信号功率

7、可表示为：式中，表示移动台与基站的距离。这表明，接收信号功率是距离的函数，而当移动台移动时，距离又是时间的函数。自由空间传播损耗与弥散，用表示，其中n一般为3~4；阴影衰落，用表示。这是由于传播环境中的地形起伏、建筑物及其他障碍物对电波遮蔽所引起的衰落；多径衰落，用表示。这是由于移动传播环境的多径传输而引起的衰落。多径衰落是移动信道特性中最具特色的部分。分析：是信道对传输信号的作用的一般表达式，这些作用有三类：短时中值在数十波长的范围内，接收信号的场强的瞬时值呈现快速变化的特征。这就是多径衰落，其衰落特性符合瑞利分布。这种衰落由于衰落

8、速率较快，又可称为快衰落或短区间衰落。在数十波长范围内对信号求平均，可得到短时中值。瑞利分布在数百波长的区间内，信号的短时中值也出现缓慢变动的特征。这就是阴影衰落，其衰落特性符合对数正态分布。这种衰落速率较慢，又称慢衰落