現(xiàn)代移動(dòng)通信 第 2章 移 動(dòng) 信 道 移動(dòng)信道的電波傳播特性 移動(dòng)信道的衰落特性 數(shù)字信號(hào)的多徑傳播特性 電波傳播路徑損耗的預(yù)測(cè) 移動(dòng)信道的電波傳播特性 直射波 反射波 多徑傳播理論模型 直射波 1. 自由空間傳播損耗 自由空間是指信號(hào)在理想的、均勻的各向同性的介質(zhì)中傳播，不發(fā)生反射、折射、散射和吸收現(xiàn)象，只存在電磁波能量擴(kuò)散而引起的傳播損耗的空間。 2. 視距傳播 視距傳播的極限距離的計(jì)算如 圖 圖 視距傳播距離 反射波 多徑傳播理論模型 1. 兩徑傳播模型 平面大地的兩徑傳播模型如 圖 2. 多徑傳播模型 當(dāng)存在建筑物和起伏地形時(shí) ， 接收信號(hào)中將包含建筑物等反射的電波 ， 此時(shí) ， 可用三徑 、 四徑等多徑傳播模型來(lái)描述移動(dòng)信道 。 圖 兩徑傳播模型 移動(dòng)信道的衰落特性 快衰落 慢衰落 快衰落 1. 快衰落的概念 由多徑產(chǎn)生的衰落 ， 衰落速率 (每秒種信號(hào)包絡(luò)經(jīng)過(guò)中值電平次數(shù)的一半 )可達(dá)每秒 30次 40次 ， 衰落深度 (信號(hào)的變動(dòng)范圍 )約為 30 稱這樣的衰落為快衰落 (多徑衰落 )或瞬時(shí)性衰落 。 2. 快衰落的統(tǒng)計(jì)特性 多徑衰落接收信號(hào)的相位服從 0的均勻分布 ， 包絡(luò)服從瑞利分布 。 瑞利分布的概率密度函數(shù)如 圖 這一結(jié)果與大量實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果是相一致的 。 圖 瑞利分布概率密度 / 1 7 70121ep ( r )慢衰落 1. 慢衰落的概念 所謂慢衰落是指接收天線處的場(chǎng)強(qiáng)中值隨移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)周?chē)匦?、 建筑物等的變化而出現(xiàn)的波動(dòng) ， 其變化速率較為緩慢 。 2. 慢衰落的統(tǒng)計(jì)特性 表 標(biāo)準(zhǔn)偏差 / 3. 衰落儲(chǔ)備 圖 出了可通率分別為 90%、 95%、 99%的三組曲線 ， 根據(jù)地形 、 地物 、 工作頻率和可通率要求 ， 可查得所必需的衰落儲(chǔ)備量 。 表 標(biāo)準(zhǔn)偏差 /平坦地形 不規(guī)則地形 ( 起伏高度 m)頻率( 市區(qū) 郊區(qū) 50 150 3001504509003 . 5 5 . 566 . 56 5891114111518131824圖 慢衰落中值標(biāo)準(zhǔn)偏差及衰落儲(chǔ)備量 5圖 2 - 9 衰 落 儲(chǔ) 備 量衰 落 儲(chǔ) 備 量 / d 5%90%15100 200 300 500 700 1000 2000 3000頻率 f /數(shù)字信號(hào)的多徑傳播特性 時(shí)延擴(kuò)展 相關(guān)帶寬 時(shí)延擴(kuò)展 在多徑傳播條件下 ， 接收信號(hào)會(huì)產(chǎn)生時(shí)延擴(kuò)展 ( 或稱為多徑時(shí)散 ， 如 圖 當(dāng)發(fā)射端發(fā)送一個(gè)窄脈沖信號(hào)至移動(dòng)臺(tái)時(shí) ， 由于存在著多條不同的路徑 ， 路徑長(zhǎng)度不一樣 ， 則發(fā)射信號(hào)沿各個(gè)路徑到達(dá)接收天線的時(shí)間就不一樣 ， 并且傳播路徑又隨移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)而變化 ， 因而移動(dòng)臺(tái)所接收的信號(hào) S(t)由許多不同時(shí)延的脈沖串組成 。 圖 多徑時(shí)延擴(kuò)展 42430 - - 1 0 多 徑 時(shí) 延 擴(kuò) 相關(guān)帶寬 當(dāng)信號(hào)的帶寬小于相關(guān)帶寬時(shí) ， 發(fā)生非頻率選擇性衰落；當(dāng)信號(hào)帶寬大于相關(guān)帶寬時(shí) ， 發(fā)生頻率選擇性衰落 。 兩個(gè)信號(hào)的相關(guān)性可由兩個(gè)信號(hào)的相關(guān)系數(shù)得出 ， 而相關(guān)系數(shù)與信道的時(shí)延擴(kuò)展有關(guān) 。 當(dāng)兩個(gè)信號(hào)的頻率間隔增加時(shí) ， 相關(guān)系數(shù)減小 ， 也就是信號(hào)的不一致性增加 。 我們稱信號(hào)包絡(luò)相關(guān)系數(shù)等于 電波傳播路徑損耗的預(yù)測(cè) 地形地物的分類 移動(dòng)信道上傳播損耗的估算的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?其他傳播環(huán)境上的傳播損耗 地形地物的分類 1. 地形特征的定義 2. 地形分類 3. 地物分類 移動(dòng)信道上傳播損耗的估算的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?1. 準(zhǔn)平滑地形上的傳播損耗中值 圖 準(zhǔn)平滑地形市區(qū)的基準(zhǔn)損耗中值 2. 不規(guī)則地形上傳播損耗中值 3. 任意地形 、 地物上的信號(hào)中值的預(yù)測(cè) 圖 準(zhǔn)平滑地形市區(qū)的基準(zhǔn)損耗中值 1235102030405060708090100506070d / k 0準(zhǔn)損耗中值A(chǔ)m(f,d)/00 300 500 700 1000 2000 3000d / k M H - 1 4 其他傳播環(huán)境上的傳播損耗 1. 建筑物穿透損耗 建筑物的穿透損耗通常不是一個(gè)固定值，而是一個(gè)030根據(jù)具體情況而定，如 表 2. 植被