移动通信信道2.ppt

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1、移动通信信道2 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望移动信道是移动信道是弥散弥散信道。信道。电波通过移动信道后，信号在时域、频域和空电波通过移动信道后，信号在时域、频域和空间（角度）上都产生间（角度）上都产生色散色散，分开的波形在时间，分开的波形在时间上或空间上产生交叠，使信号产生上或空间上产生交叠，使信号产生衰落失真。衰落失真。功率时延分布：描述信道在时间上的色散；功率时延分布：描述信道在时间上的色散；多普勒功率谱密度：描述信道在频率上的色散；多普勒功

2、率谱密度：描述信道在频率上的色散；功率角度谱：描述信道在角度上的色散。功率角度谱：描述信道在角度上的色散。1 1：多径衰落信道主要参数和分类：多径衰落信道主要参数和分类多径衰落信道分类多径衰落信道分类1 1：多径衰落信道主要参数和分类：多径衰落信道主要参数和分类（1 1）平坦衰落和频率选择性衰落）平坦衰落和频率选择性衰落（根据信号带宽和信道带宽的比较）（根据信号带宽和信道带宽的比较）平坦衰落：平坦衰落：如果信道带宽如果信道带宽大于大于发送信号的带宽，且在带宽发送信号的带宽，且在带宽范围内有恒定增益，且线性相关，则接收信号就会经历范围内有恒定增益，且线性相关，则接收信号就会经历频率选择性衰落：频

3、率选择性衰落：如果信道具有恒定增益和线性相位的带如果信道具有恒定增益和线性相位的带宽范围宽范围小于小于发送信号带宽，则该信道特性会导致接收信号发送信号带宽，则该信道特性会导致接收信号产生产生（2 2）快衰落和慢衰落）快衰落和慢衰落（根据发送信号与信道变化快慢程度的比较）（根据发送信号与信道变化快慢程度的比较）快衰落：快衰落：如果信道相关时间如果信道相关时间比比发送信号的周期发送信号的周期短短，且信号，且信号的带宽的带宽小于小于多普勒扩展带宽时，信道冲激响应在符号周期多普勒扩展带宽时，信道冲激响应在符号周期内内变化很快变化很快，导致信号失真，产生衰落为，导致信号失真，产生衰落为慢衰落：慢衰落：如

4、果信道相关时间如果信道相关时间远远大于远远大于发送信号的周期，且发送信号的周期，且信号的带宽信号的带宽远远大于远远大于多普勒扩展带宽时，信道冲激响应变多普勒扩展带宽时，信道冲激响应变化比要传送的信号码元的周期化比要传送的信号码元的周期低很多低很多，可认为该信道是，可认为该信道是注意：快或慢是通过发送信号变化快慢与信号特性变化注意：快或慢是通过发送信号变化快慢与信号特性变化快慢比较得出的，而不能说多径衰落就一定是快衰落。快慢比较得出的，而不能说多径衰落就一定是快衰落。2 2：电波传播损耗预测模型：电波传播损耗预测模型设计无线通信系统时，需要进行电波传播设计无线通信系统时，需要进行电波传播的路径损

5、耗预测问题（信号中值预测）的路径损耗预测问题（信号中值预测）具体做法：具体做法：在大量场强的测试基础上，经在大量场强的测试基础上，经过对数据的分析和统计处理，找出各种地过对数据的分析和统计处理，找出各种地形地物下的传播损耗与距离、频率及天线形地物下的传播损耗与距离、频率及天线高度的关系，给出传播特性的图表和计算高度的关系，给出传播特性的图表和计算公式，建立电波传播预测模型，从而用简公式，建立电波传播预测模型，从而用简单的方法预测接收信号的中值。单的方法预测接收信号的中值。分析：准平坦地形大城市地区中值路径损耗（中值路径损耗（dBdB）L LT T=L Lbsbs+A Amm(f f,d d)H

6、 Hb b(h hb b,d d)H Hmm(h hmm,f f)L Lbsbs为自由空间路径损耗，为自由空间路径损耗，A Amm(f f，d d)为在大城市地区当基站天线高度为在大城市地区当基站天线高度h hb b=200m=200m、移动台天线高度移动台天线高度h hmm=3m=3m时相对于自由空间的中值损时相对于自由空间的中值损耗，又称基本中值损耗；耗，又称基本中值损耗；H Hb b(h hb b，d d)为基站天线高度增益因子（为基站天线高度增益因子（dBdB），即实际），即实际基站天线高度相对于以标准天线高度基站天线高度相对于以标准天线高度hb=200mhb=200m的增益，的增益，

7、为距离的函数；为距离的函数；H Hmm(h hmm，f f)为移动台天线高度增益因子（为移动台天线高度增益因子（dBdB），即），即实际移动台天线高度相对于以标准天线高度实际移动台天线高度相对于以标准天线高度h hmm=3m=3m的增益为频率的函数。的增益为频率的函数。图图8 8：准平坦地形市区相对于自由空间的基本中值损耗准平坦地形市区相对于自由空间的基本中值损耗 图9 基站天线高度增益因子图10 移动台天线高度增益因子 不规则地形及不同环境中的中值损耗不规则地形及不同环境中的中值损耗以准平坦地形中的中值路径损耗为基础，以准平坦地形中的中值路径损耗为基础，针对不同传播环境和不规则地形中的各种针

8、对不同传播环境和不规则地形中的各种因素，用修正因子加以修正可得。因素，用修正因子加以修正可得。根据根据中值路径损耗中值路径损耗，可求出移动台接收到的信，可求出移动台接收到的信号功率号功率PrPr PrPr=PtPt-Lm+Gb+Gm-Lb-Lm-Ld-Lm+Gb+Gm-Lb-Lm-LdPrPr为为接收机接收到的中值信号功率（接收机接收到的中值信号功率（dbWdbW）PtPt为为发射机输出功率（发射机输出功率（dbWdbW）LmLm为为中值路径损耗（中值路径损耗（dbdb）GbGb、GmGm为为基站和移动台天线增益（基站和移动台天线增益（dbdb）LbLb为为基站馈线损耗（基站馈线损耗（dbdb

9、）LmLm为为移动台馈线损耗（移动台馈线损耗（dbdb）LdLd为为基站天线共用器损耗（基站天线共用器损耗（dbdb）例题（教材40页 例2-8）某移动通信系统，工作频率为某移动通信系统，工作频率为450MHZ,450MHZ,基站天线高度为基站天线高度为50m50m，天线增益，天线增益6db6db，移动台台天线高度为移动台台天线高度为3m3m，天线增益为，天线增益为0db0db；在市内工作，传播路径为准平坦地形，传播距离为在市内工作，传播路径为准平坦地形，传播距离为10KM10KM。试求：试求：（1 1）传播路径的中值路径损耗）传播路径的中值路径损耗（2 2）若基站发射机送至天线的信号功率为）

10、若基站发射机送至天线的信号功率为10W10W，不不 考虑馈线损耗和公用器损耗，求移动台天线接收考虑馈线损耗和公用器损耗，求移动台天线接收到的信号功率。到的信号功率。练习练习1 1：简述产生多普勒效应的原因？如何解决？：简述产生多普勒效应的原因？如何解决？由于移动台的不断运动，当达到一定速度时，如超音速飞由于移动台的不断运动，当达到一定速度时，如超音速飞机，固定点接收到的载波频率将随运动速度机，固定点接收到的载波频率将随运动速度u u的不同产生的不同产生不同的频移，即产生多普勒效应。不同的频移，即产生多普勒效应。为防止多普勒效应对通信系统的影响，通常在地面设备的为防止多普勒效应对通信系统的影响，

11、通常在地面设备的接收机需要采用接收机需要采用“锁相技术锁相技术 加入自动频率跟踪系统，即加入自动频率跟踪系统，即接收机在捕捉到高速移动物体发来的载频信号之后，当发接收机在捕捉到高速移动物体发来的载频信号之后，当发来的载频信号随速度来的载频信号随速度u u变化时，地面接收机本振信号频率变化时，地面接收机本振信号频率跟着变，这样就可以不使信号丢失；跟着变，这样就可以不使信号丢失；另外，还可以利用其窄带性能，把淹没在噪声中的微弱信另外，还可以利用其窄带性能，把淹没在噪声中的微弱信号提取出来，这也是一般接收机做不到的。号提取出来，这也是一般接收机做不到的。2 2：计算工作频率为：计算工作频率为900MHZ900MHZ，通信距离分，通信距离分别为别为10Km10Km和和20Km20Km时，自由空间传播损耗时，自由空间传播损耗？3 3：准平滑地形的市区组网，工作频率为：准平滑地形的市区组网，工作频率为800MHZ,800MHZ,通信距离为通信距离为10km10km，其基本损耗，其基本损耗中值中值AmAm为为30db30db，基站天线的增益因子，基站天线的增益因子hb=-10dbhb=-10db，移动台天线的增益因子，移动台天线的增益因子Hm=-Hm=-3db3db，试计算电波传播损耗中值？，试计算电波传播损耗中值？