第2讲 移动通信电波传播ppt课件.ppt

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1、第2讲移动通信的电波传播引言1电波传播特性2陆地信道场强计算3无线链路计算41引言1.导入◆传播特性如何直接关系到通信的可靠性。◆不同频段的无线电波，其传播方式和特点是不相同的。◆移动信道是最为复杂的，其衰落特性取决于无线电波的传播环境。◆移动信道特性的研究成为热点。1引言移动通信广泛使用VHF和UHF频段。从移动信道的电磁波传播上看，有三种传播方式：◆直射波：是指在视距覆盖范围内无遮挡的传播，是超短波、微波的主要传输方式，经直射波传播的信号最强。◆反射波：是指从不同建筑物或其他反射体反射后到达接收点的

2、传播信号，其信号强度较直射波弱。◆绕射波：从较大建筑物或山丘绕射后到达接收点的传播信号。它需要满足电波产生绕射的条件，其信号强度亦较直射波弱，与反射波相当。1引言2.移动信道研究的基本方法◆理论分析：用电磁场理论或统计理论分析电波在移动环境中的传播特性，并用各种数学模型来描述移动信道。◆现场电波传播实测：在不同的传播环境中，做电波传播的实测试验。信号场强测试和误码率测试。◆移动信道的计算机模拟。1引言3.影响传播环境的主要因素◆自然地形◆建筑的数量、高度、分布和材料◆天气状况◆电磁噪声状况◆系统工作频率

3、和移动台运动状况1引言4.解决的三个问题◆信号可能发生的变化及原因◆变化对传输质量和性能的影响◆采用哪些方法和技术这些影响2移动通信电波传播特性1.电波传播的方式2移动通信电波传播特性2.电波衰落1）自由空间的传播损耗：自由空间:指相对介质电常数和磁导率为l的均匀介质所存在的空间。自由空间路径损耗计算公式：2移动通信电波传播特性2）多径效应：2移动通信电波传播特性2）多径效应：多径衰落：由于多径现象所引起的衰落。最大衰落速率计算：驻波场强：多径衰落的空间描述：接收信号的强度随距离的变动呈现衰减。2移动通

4、信电波传播特性2）多径效应：多径衰落的时间描述：时延扩展时延扩展(Δ)：由于多径效应引起的接收信号中脉冲的宽度扩展的现象。相关带宽：两衰落信号相关时的频率间隔，是对信道传输信号带宽能力的统计度量。二者的关系：时延扩展∆越大，相关带宽越窄，信道容许传输的不失真频带就越窄；反之，∆越小，相关带宽越宽，信道容许传输的不失真频带就越宽。2移动通信电波传播特性3）阴影效应◆随着车辆的运动，信号场强中值也在缓慢地起伏，它起因于建筑物和起伏地形的阴影效应，故称之为地形衰落（慢衰落）。◆慢衰落：还有由于大气折射状况，使

5、得信号场强随时间缓慢地变化。◆慢衰落服从正态分布。3陆地信道的场强计算1.地形、地物分类1）地形分类和定义◆准平滑地形：在电波传播路径上地形断面的起伏量在20m以下，且起伏变化缓慢的平坦地形。◆不规则地形：除准平滑地形之外均属于不规则地形①丘陵地形②孤立山岳③倾斜地形④防水混合通路3陆地信道的场强计算2）地物分类和定义：◆开阔地：在电波传播的方向上无高大树木、建筑物等障碍物，地面呈开阔状态．一般定义为在电波传播方向300一400m以内无障碍物的开阔原野为开阔地。◆郊区地：移动台附近处有障碍物但不稠密的地

6、区。◆市区：指有两层以上建筑物的稠密地区。3陆地信道的场强计算3）地形波动高度，基地台、移动台有效高度◆地形波动高度(Δh)：沿通信方向，距离接收点10km范围内，10%高度线和90%高度线之间的高度差。10%高度线:在地形剖面图的有10%的地段高度超过此线的一条水平线。3陆地信道的场强计算3）地形波动高度，基地台、移动台有效高度◆基地台天线有效高度(hb)：若天线的有效高度为hb，地面的平均高度为hgb，海拔高度为htg，则为基地台天线有效高度3陆地信道的场强计算3）地形波动高度，基地台、移动台有效高

7、度◆移动台天线高度(hm)：在地面以上的高度，包括车体高度，通常hm≤3m3陆地信道的场强计算2.平滑地形电波传播特性及场强中值的计算1）市区损耗中值与工作频率f及与通信距离d的关系。当市区道路方向和电波传播方向平行或垂直时，相对基准中心值，　　　　的修正因子曲线。准平滑地形，城市街道地区的基本衰耗中值市区纵向(a)和横向(b)场强中值对基准中值的修正值由曲线上查得的市区衰耗中值Am(f，d)加上自由中间的传播衰耗Lbs才是实际路径衰耗LM：LM=Lbs+Am(f，d)3陆地信道的场强计算2）天线高度与

8、场强的关系在准平滑地形上，基地台天线有效高度相对增益Hb(hb,d)，其计算曲线如图。移动台天线有效高度相对增益Hm(hm,d)，其计算曲线如图。基地台天线有效高度增益因子曲线移动台天线有效高度增益因子曲线总结：准平滑市区的中值传输损耗LT：LT=Lbs+Am(f，d)-Hb(hb，d)-Hm(hm,d)3陆地信道的场强计算3）效区和开阔地的衰耗中值郊区地和开阔地的衰耗中值可用市区衰耗中值作为基准值，再经适当的修正得到。郊区地场强中值修正值