(精品)《现代移动通信》第2章：移动信道.ppt

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1、第2章 移 动 信 道2.1 移动信道的电波传播特性2.2 移动信道的衰落特性2.3 数字信号的多径传播特性2.4 电波传播路径损耗的预测2.1 移动信道的电波传播特性移动信道的电波传播特性2.1.1 直射波2.1.2 反射波多径传播理论模型2.1.1 2.1.1 直射波直射波1.自由空间传播损耗 自由空间是指信号在理想的、均匀的各向同性的介质中传播，不发生反射、折射、散射和吸收现象，只存在电磁波能量扩散而引起的传播损耗的空间。2.视距传播 视距传播的极限距离的计算如图2.2所示。图图2.2 视距传播距离视距传播距离2.1.2 反射波反射波多径传播理论模型多径传播理论模型1.两径传播模型 平面

2、大地的两径传播模型如图2.3所示。2.多径传播模型 当存在建筑物和起伏地形时，接收信号中将包含建筑物等反射的电波，此时，可用三径、四径等多径传播模型来描述移动信道。图图2.3 两径传播模型两径传播模型2.2 移动信道的衰落特性移动信道的衰落特性2.2.1 快衰落2.2.2 慢衰落2.2.1 快衰落快衰落1.快衰落的概念 由多径产生的衰落，衰落速率(每秒种信号包络经过中值电平次数的一半)可达每秒30次40次，衰落深度(信号的变动范围)约为30dB左右，称这样的衰落为快衰落(多径衰落)或瞬时性衰落。2.快衰落的统计特性 多径衰落接收信号的相位服从0的均匀分布，包络服从瑞利分布。瑞利分布的概率密度函

3、数如图2.7所示，这一结果与大量实测数据统计分析的结果是相一致的。图图2.7 瑞利分布概率密度瑞利分布概率密度2.2.2 慢衰落慢衰落1.慢衰落的概念 所谓慢衰落是指接收天线处的场强中值随移动台运动时周围地形、建筑物等的变化而出现的波动，其变化速率较为缓慢。2.慢衰落的统计特性 表2.1 标准偏差/dB3.衰落储备 图2.9 给出了可通率分别为90%、95%、99%的三组曲线，根据地形、地物、工作频率和可通率要求，可查得所必需的衰落储备量。表表2.1 标准偏差标准偏差/dB图图2.9 慢衰落中值标准偏差及衰落储慢衰落中值标准偏差及衰落储备量备量2.3 数字信号的多径传播特性数字信号的多径传播特

4、性2.3.1 时延扩展2.3.2 相关带宽2.3.1 时延扩展时延扩展 在多径传播条件下，接收信号会产生时延扩展(Time Delay Spread)，或称为多径时散，如图2.10所示。当发射端发送一个窄脉冲信号至移动台时，由于存在着多条不同的路径，路径长度不一样，则发射信号沿各个路径到达接收天线的时间就不一样，并且传播路径又随移动台的运动而变化，因而移动台所接收的信号S(t)由许多不同时延的脉冲串组成。图图2.10 多径时延扩展多径时延扩展2.3.2 相关带宽相关带宽 当信号的带宽小于相关带宽时，发生非频率选择性衰落；当信号带宽大于相关带宽时，发生频率选择性衰落。两个信号的相关性可由两个信号

5、的相关系数得出，而相关系数与信道的时延扩展有关。当两个信号的频率间隔增加时，相关系数减小，也就是信号的不一致性增加。我们称信号包络相关系数等于0.5时所对应的频率间隔为相关带宽。2.4 电波传播路径损耗的预测电波传播路径损耗的预测2.4.1 地形地物的分类2.4.2 移动信道上传播损耗的估算的经验模型2.4.3 其他传播环境上的传播损耗2.4.1 地形地物的分类地形地物的分类1.地形特征的定义2.地形分类3.地物分类2.4.2 移动信道上传播损耗的估算的经移动信道上传播损耗的估算的经验模型验模型1.准平滑地形上的传播损耗中值图2.14 准平滑地形市区的基准损耗中值2.不规则地形上传播损耗中值3.任意地形、地物上的信号中值的预测图图2.14 准平滑地形市区的基准损耗中准平滑地形市区的基准损耗中值值2.4.3 其他传播环境上的传播损耗其他传播环境上的传播损耗1.建筑物穿透损耗 建筑物的穿透损耗通常不是一个固定值，而是一个0dB30dB的范围，需根据具体情况而定，如表2.2所示。2.植被损耗3.隧道中的传播损耗表表2.2 建筑物的穿透损耗建筑物的穿透损耗(地面层地面层)