第2章移动通信技术基础.ppt

主要内容 1、直射波 直射波传播可按自由空间传播来考虑。所谓自由空间传播，是指天线周围为无限大真空时的电波传播，它是理想传播条件。电波在自由空间传播时，其能量既不会被障碍物所吸收，也不会产生反射或散射。 自由空间传播损耗（ Lfs ）定义为： 常用单位辨析（补充） 日常表征功率常用w、mw等单位，但是在实际工作当中不方便，于是引入了dBm，dB等单位 定义：发射功率P为1mw时，折算为dBm后为0dBm 公式为：10*log（P/1mw） 1w=30dBm 5w=37dBm 2w=33dBm 10w=40dBm dB是一个表征相对值的值，当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时，按下面计算公式：10lg（甲功率/乙功率） 3、 反射波 当电波传播中遇到两种不同介质的光滑界面时，如果界面尺寸比电波波长大得多，就会产生镜面反射。由于大地和大气是不同的介质，所以入射波会在界面上产生反射，如右图所示。 移动场强测试与模拟信号的场强特性 1、快衰落 在陆地移动通信中，移动台往往受到各种障碍物和其它移动体的影响，以致到达移动台的信号是来自不同传播路径的信号之和，如下图所示。 定义：由于电波通过各个路径的距离不同，因而各条路径传来的反射波到达时间不同，相位也就不同，不同相位的多个信号在接收端叠加，有时同相叠加而增强，有时反相叠加而减弱，这样接收信号的幅度可能急剧减少，即产生了衰落。这种衰落是由多径现象产生的，称为多径衰落。 2、慢衰落 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。 电波传播慢衰落有两个主要原因：阴影效应和气象条件。 慢衰落的统计特性：接收信号的局部均值服从对数正态分布。 由于移动环境的多变性和复杂性，要对接收信号进行准确的计算是相当困难的。无线通信工程上的做法是：在大量场强测试的基础上，经过对数据的分析与统计处理，找出各种地形地物下的传播损耗与距离、频率以及天线高度的关系，给出传播特性的各种图表和计算公式，建立传播预测模型，从而能用较简单的方法预测接收信号的中值。 在移动通信领域，已建立了许多场强预测模型，它们是根据在不同地形地物环境下场强实测数据总结出来的，各有特点，能应用于不同场合。其中Okumura模型提供的数据比较齐全，应用比较广泛，适用于UHF和VHF频段。 Okumura模型的特点：以准平滑地形市区的场强中值或路径损耗作为基准，对不同的传播环境和地形条件等因素用校正因子加以修正。 一、 地形、地物分类 1. 地形的分类 为了计算移动信道中信号电场强度中值(或传播损耗中值)，可将地形分为两大类，即准平滑地形和不规则地形。 准平滑地形：是指在传播路径的地形剖面图上，地面起伏高度不超过20m，且起伏缓慢，峰点与谷点之间的水平距离大于起伏高度。 其它地形如丘陵、 孤立山岳、 斜坡和水陆混合地形等统称为不规则地形。 2. 地物(或地区)分类 不同地物环境其传播条件不同，按照地物的密集程度不同可分为三类地区： ① 开阔地。 ② 郊区。 ③ 市区。 ? 3. 天线有效高度 由于天线架设在高度不同地形上，天线的有效高度是不一样的。 若基站天线顶点的海拔高度为hts，从天线设置地点开始，沿着电波传播方向的3km到15km之内的地面平均海拔高度为hga，则定义基站天线的有效高度hb为 二、 移动信道上传播损耗的估算的经验模型 1、 准平滑地形市区传播损耗中值 在计算各种地形、地物上的传播损耗时，均以准平滑地形市区的损耗中值或场强中值作为基准，因而把它称作基准中值或基本中值。 准平滑地形市区的基准损耗中值 基站天线高度增益因子Hb(hb, d) 移动台天线高度增益因子Hm(hm, f) 在不同的基站和移动台天线高度下，市区准平滑地形上的路径损耗中值可表示为：