GSMR通信系统电波传播特性.ppt

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第3讲 移动通信信道的电波传播 主讲:谭传武 通信与信号学院 课前回顾 手机右上角偶尔显示G/E/H/3G/4G,代表什么含义 什么是移动通信信道? 基站天线、移动台天线之间的传播路径 思考题: 电磁波有哪三种传播机制? 什么是快衰落? 思考题: 什么是多普勒频移? 什么是慢衰落? 总结 移动通信信道指基站天线、移动台天线和两幅天线之间的路径。 移动信道是开放性、接收环境复杂性与用户的随机移动性。 信道电波传播特性表现为:传播损耗、阴影衰落、多径衰落、实验扩展、多普勒频移等。 346635374 * * * * Evolution of mobile communication technology Analog technology Digital techonlogy Voice service Broad band data service 二是多径时延 因多径传播造成信号时间扩散的现象,称为多径时延。 多径效应给电波传播带来什么影响? 3 阴影效应 什么是阴影效应? 当电波在传播路径上遇到障碍物阻挡时,在障碍物的后面就会形成信号场强较弱的阴影区,这称为阴影效应。 由阴影效应引起的衰落称为阴影衰落。这种衰落使接收信号场强中值随着所处位置改变而呈现较慢变动,故又称为慢衰落。 阴影效应产生阴影衰落----慢衰落 当发射源与接收体之间存在相对运动时,接收体接收的发射源发射信息的频率与发射源发射信息频率不相同,这种现象称为多普勒效应,接收频率与发射频率之差称为多普勒频移。 ν表示移动速度;λ表示波长;α表示入射波与移动台移动方向之间的夹角。 4 多普勒频移 平坦衰落和频率选择性衰落 当移动无线信道的带宽大于发送信号的带宽,接收信号经历的就是平坦衰落。平坦衰落会使时域信号产生模糊和扩展,产生码间干扰。 当移动无线信道的带宽小于发送信号的带宽时,产生频率选择性衰落。信号频谱会在某些频率上产生幅度和相位的变化,在时域信号也会发生严重畸变。 衰落的分类 大尺度衰落和小尺度衰落 大尺度衰落是由周围环境和地物的差别而导致的阴影区引起的,表现为长时间内长距离内幅度的变化。 小尺度衰落是移动台的移动距离只有几个波长时,幅度的波动深度和速度的表征。它是由移动台附近物体复杂的散射引起的。 衰落的分类 为了无缝覆盖和不重复覆盖,专家们只能根据传播损耗时的场强变换来建立数学模型。 无线信道的传播特性给设计者带来了挑战 为了确定网络的覆盖,常用的电波传播损耗预测模型有Okumura模型、Okumura-Hata模型、COST-231 Hata模型、对数阴影模型、CCIR模型、LEE模型以及COST-231 Walfisch-Ikegami模型。 Okumura-Hata模型 无线信道的传播特性给设计者带来了挑战 频率f 150MHz~1500MHz, 基站高度Hb 30m~200m 移动台高度Hm 1m~10m 距离d 1km~20km 谢谢大家! * * * * * * * * * * * * * * * * * 346635374 * * * * * 1、无线电波 2、移动通信信道特征 3、移动信道电波传播特性 内容简介 问题: 宇航员通过什么与地面控制中心取得联系? 实验1:奥斯特实验 证明:通电导线周围存在磁场 。 即:电能产生磁。 实验2: 闭合的线圈在磁场中做切割磁感线运动。 证明:磁也能产生电。 电和磁的转换并辐射形成无线信道 无线电波按频率从低到高排列的顺序是:长波、中波、短波、微波。 无线电波与声波一样也有不同的频率,不同的频率对应不同的波长,频率越高,波长越短,反之,频率越低,波长越长。 无线电频段划分 波段名称 波长范围 频率范围 频段名称 传播媒质 用途 长波 103~104M 30 ~300kHz LF低频 地面波 电报 导航 长距离通信 中波 2×102~103M 300~1500kHz MF中频 天波、地面波 无线电波广播、导航、海上移动通信、地对空通信 中短波 50~2×102M 1.6~6MHz IF 天波为主 广播中长距离通信 短波 10~50M 6 ~30MHz HF高频 电离层反射波 无线电广播通信、中长距离通信 超短波 1~10M 30~300 MHz VHF甚高频 天波 雷达、电视、短距离通信 分米波 1~10dm 300~3000 MHz UHF超高频 天波、空间波 短距离通信、电视通信 厘米波 1~10cm 3~30GHz SHF特高频 天波、外球层传播 中继通信、无线电通信 毫米波 1~10mm 30~300GHz EHF极高频 雷达通信 亚毫米波 1mm以下 300GHz以上 超极高频 光纤

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