移動(dòng)通信技術(shù)ppt電子課件教案第2章移動(dòng)通信的電波傳播

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1、第2章移動(dòng)通信的電波傳播胡玉佩1目標(biāo)要求基本要求掌握移動(dòng)通信系統(tǒng)的傳播特性；掌握陸地移動(dòng)通信的場強(qiáng)計(jì)算。2主要內(nèi)容2.1引言2.2移動(dòng)通信電波傳播特性2.3陸地信道的場強(qiáng)計(jì)算小結(jié)思考題、習(xí)題3一、為什么要研究移動(dòng)通信的電波傳播特性？本章的內(nèi)容為無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化打下理論基礎(chǔ)2.1引言1、移動(dòng)通信電波傳播環(huán)境復(fù)雜。2、移動(dòng)通信電波傳播特性直接關(guān)系小區(qū)規(guī)劃、天線高度的確定、通信設(shè)備的選擇，以及調(diào)制技術(shù)、跳頻技術(shù)、均衡技術(shù)、分集技術(shù)、差錯(cuò)編碼技術(shù)等技術(shù)措施的選擇。4二、研究移動(dòng)信道的基本方法1、理論分析；2、現(xiàn)場電波傳播實(shí)測；3、移動(dòng)信道的

2、計(jì)算機(jī)模擬。2.1引言5三、無線電波的傳播方式視距傳播（直射波）反射：當(dāng)電磁波遇到比其波長大得多得物體時(shí)發(fā)生反射，發(fā)射發(fā)生于地球表面、建筑物和墻壁表面繞射：當(dāng)接收機(jī)與發(fā)射機(jī)之間的無線路徑被尖利的邊緣阻擋時(shí)發(fā)生繞射散射：當(dāng)波穿行的介質(zhì)中存在小于波長的物體并且單位體積內(nèi)阻擋體的個(gè)數(shù)非常巨大時(shí)，發(fā)生散射。散射產(chǎn)生于粗糙表面、小物體或其他不規(guī)則物體。2.1引言6繞射基站天線移動(dòng)臺(tái)天線繞射波山峰反射、散射反射波直射波地面散射波基站天線移動(dòng)臺(tái)天線2.1引言7四、影響傳播環(huán)境的主要因素：1．自然地形；2．人工建筑；3．植被特征；4．天氣狀況；5．自

3、然的和人為的電磁噪聲狀況。2.1引言8主要內(nèi)容2.1引言2.2移動(dòng)通信電波傳播特性2.3陸地信道的場強(qiáng)計(jì)算小結(jié)思考題、習(xí)題9目前移動(dòng)通信一般使用的是UHF頻段2.2移動(dòng)通信電波傳播特性10一、陸地移動(dòng)通信的信號(hào)衰落1、大尺度衰落：反映出傳播在宏觀大范圍（數(shù)十米至數(shù)百米量級(jí)）的空間距離上的接收信號(hào)功率平均值的變化趨勢；2、陰影效應(yīng)：反映了在中等范圍內(nèi)（數(shù)十波長量級(jí)）的接收信號(hào)功率平均值起伏變化的趨勢，會(huì)引起大尺度衰落；3、小尺度衰落：反映微觀小范圍（數(shù)十波長以下量級(jí)）接收信號(hào)功率平均值的起伏變化趨勢。2.2移動(dòng)通信電波傳播特性112.2

4、移動(dòng)通信電波傳播特性12二、大尺度衰落1、?自由空間傳播損耗2、?發(fā)射、繞射和散射3、?陰影效應(yīng)：又稱為正態(tài)衰落注：傳播損耗指發(fā)送功率與接收功率的比值，通常用分貝表示。2.2移動(dòng)通信電波傳播特性13location1，自由空間傳播損耗；location2，自由空間傳播損耗和反射（陸地）；location3，自由空間傳播損耗和繞射（樹）；location4，自由空間傳播損耗、繞射和陰影效應(yīng)（山）；location5，自由空間傳播損耗、繞射和陰影效應(yīng)（多座山）。2.2移動(dòng)通信電波傳播特性14三、自由空間傳播損耗電波在自由空間中沿直線傳播，

5、不發(fā)生反射、繞射、散射和被吸收等情況下的損耗。Lbs(dB)=32.45+20log(f/1MHz)+20log(d/1km)f：信號(hào)頻率，以MHz為單位；d：通信距離，以km為單位。2.2移動(dòng)通信電波傳播特性電磁空間的傳輸損耗是指球面波在傳播過程中，隨著傳播距離增大，電磁能量在擴(kuò)散過程中引起的球面波擴(kuò)散損耗。152.2移動(dòng)通信電波傳播特性1234567890距離/km功率/dB波長為1米162.2移動(dòng)通信電波傳播特性四、陰影效應(yīng)由于傳播環(huán)境中的地形起伏，建筑物或其他障礙物對(duì)電波的遮蔽而引起的傳播損耗。172.2移動(dòng)通信電波傳播特性1

6、234567890距離/100m波長為1米功率/dB18五、小尺度衰落1、多徑效應(yīng)2、移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)速度3、周圍物體移動(dòng)速度4、信號(hào)帶寬2.2移動(dòng)通信電波傳播特性192.2移動(dòng)通信電波傳播特性1234567890距離/m波長為1米功率/dB202.2移動(dòng)通信電波傳播特性六、多徑效應(yīng)1、?定義：在實(shí)際無線電波傳播信道中(包括所有波段)，有許多時(shí)延不同的傳輸路徑，從不同路徑來的信號(hào)在接收端合成，使接收信號(hào)的幅度急劇變化，從而形成衰落。212.2移動(dòng)通信電波傳播特性六、多徑效應(yīng)2、時(shí)延擴(kuò)展：從時(shí)域角度看，各個(gè)路徑的長度不同，因而信號(hào)到達(dá)時(shí)間就不

7、相同。若從基站發(fā)射一個(gè)脈沖信號(hào)，則接收信號(hào)中不但包括該脈沖，而且還包括它的各個(gè)延遲信號(hào)。這種由于多徑效應(yīng)引起的時(shí)域中接收信號(hào)脈沖的寬度擴(kuò)展的現(xiàn)象，稱為時(shí)延擴(kuò)展(timedelayspread)。222.2移動(dòng)通信電波傳播特性最大時(shí)延擴(kuò)展多徑傳播23市區(qū)的傳播時(shí)延要比郊區(qū)長2.2移動(dòng)通信電波傳播特性242.2移動(dòng)通信電波傳播特性六、多徑效應(yīng)3、相干帶寬：相干帶寬(coherencebandwidth)是從頻域方面描述時(shí)延擴(kuò)展的，它是指某一特定的頻率范圍，在該頻率范圍內(nèi)的任意兩個(gè)頻率分量都具有很強(qiáng)的幅度相關(guān)性，即在相干帶寬范圍內(nèi)，頻率分量

8、的衰落具有一致性。4、?時(shí)延擴(kuò)展和相干帶寬的關(guān)系：信道的相干帶寬與該信道的時(shí)延擴(kuò)展成倒數(shù)關(guān)系。時(shí)延擴(kuò)展和相干帶寬描述了信道的時(shí)間色散特性。252.2移動(dòng)通信電波傳播特性六、多徑效應(yīng)5、頻率選擇性衰落：從頻域看，如果相干帶