第四章 移动无线电传播：大尺度路径损耗.ppt

第四章 移动无线电传播 ——大尺度路径损耗 无线信道是影响无线通信系统性能的主要因素。 无线信号的传播路径及其复杂，具有极度的随机性。 无线信道的物理过程 无线信道的复杂性 信号路径衰耗 反射，衍射等过程 多径叠加（衰落深度可达30~40dB） 发射机与接收机的相对运动 研究无线信道的方法：以恰当的信道传播模型 （以波长或时间作为参考值）为基础，再结合实测，加以修正。 移动信道的典型特征 补充：分贝（dB） 什么是分贝dB(decibel) 用于描述比值的对数单位 例如两个量P1和P2，比值用dB作为单位，用下式计算： 10*log (P1/P2)dB 例：发射功率P1=100W 接收功率P2=1W 则发射功率与接收功率的比值为 10*log(100/1)=20dB 单位dB可将大比值等价表示成适当的大小，例如： 发射功率100W，接收功率1W，发射功率是接收功率的100倍，用dB表示为20dB 发射功率100W，接收功率1mW，发射功率是接收功率的100,000倍，用dB表示为50dB dBm 功率的比值，还可使用dBm作为单位，dBm是以1mW作为参考。 例如：发射功率Tx为100W，以dBm为单位，Tx是多少？ 答：Tx(dBm)=10log(100W/1mW) =10log(100W/0.001W) =10log(100,000) =50dBm 将dBm转换为W的口算规律： “1个基准”：30dBm＝1W “2个原则”： 1)＋3dBm，功率乘2倍；－3dBm，功率乘1/2  例：33dBm＝30dBm+3dBm＝1W×2=2W 　　　　 27dBm＝30dBm－3dBm＝1W×1/2=0.5W 2)＋10dBm，功率乘10倍；－10dBm，功率乘1/10 例：40dBm＝30dBm+10dBm＝1W×10=10W　　　 20dBm＝30dBm－10dBm＝1W×0.1=0.1W  以上可以简单的记作：30是基准，等于1W整，互换不算难，口算可完成。加3乘以2，加10乘以10；减3除以2，减10除以10。 dBW 功率的比值，还可使用dBW作为单位，dBW是以1W作为参考。 例如：发射功率Tx为100W，以dBW为单位，Tx是多少？ 答：Tx(dBW)=10log(100W/1W)=10log(100) =20dBW dBW与dBm之间的换算关系为： 0 dBW = 10log1W = 10log1000 mW= 30 dBm 注意：用一个dBm（或dBW）减另外一个dBm（dBW）时，得到的结果是dB，如：30dBm - 0dBm = 30dB。 4.3 电场和功率 发射电磁场 接收功率 自由空间中，能流密度由下式给出(W/m2) 其中，|E|表示远场电厂辐射部分的幅度，Rfs是固有阻抗，自由空间中为η = 120πΩ或(377Ω)。 接收功率可以表示为(等价于Friis公式中L=1)： 接收机输入电压的定义： Us－天线的感应电势 Rs－天线的等效内阻 Ri－接收机的阻抗 显然，U≠Us 接收功率和接收电场电压的关系： 自由空间中， d处的接收功率为 接收机电压和功率的一般表示： 电压：dBμV－以1 μV为基准； 功率：dBm－以1mW为基准。 4.4 三种基本传播机制 反射 当电波所投射到的表面尺寸远大于电波波长，并且该表面比较光滑，将发生电波的反射 绕射 当电波传播过程中遇到与电波波长具有可比性的阻挡物时，电波会绕过阻挡物而传播到它的背面去 散射 当波穿行的介质中存在小于波长的物体并且单位体积内阻挡体的个数非常巨大，将发生散射。散射发生在粗糙表面、小物体或其他不规则物体，如：树叶、街道标志和灯柱等，可以理解为“乱”反射。 注意：要与一般意义上电波的对流层散射区分开。 4.5 反射 反射的条件：当电波传播中遇到两种不同介质的光滑界面时，如果界面的尺寸远大于电波的波长时，产生反射。 平面波入射到两种理想电介质的交界面，一部分进入第二介质（透射），一部分返回原介质（反