移动通信1415秋移动2_T.ppt

第 * 页 结论： (1) 选择hT和hR 高度时 使 ?d ≠n ? , 即Δ?≠(2n＋1)π (2) 选择弱反射区，反射系数|R| 1 V=ET /E0 第 * 页 2.1.5 绕射损耗 在传播途中，电波可以绕射传播到阻挡物的后面。 绕射可用惠更斯-菲涅尔原理解释 一个振动源在波前上的所有点可作为产生二次波的点源，由二次波组合起来形成传播方向上新的波前。 当电波到达阻挡物的边缘时，由二次波的传播进入阴影区。 定义波前由一系列菲涅尔区构成： 菲涅尔区中相邻的同心圆之间的路径差为λ/2，则两条路径的相位差为?。相邻费区面积近似相等。 从连续费涅尔区传播出去的二次波对总的接收信号交替产生增加和减小合成信号的作用。 绕射损耗的计算 ——根据菲涅尔绕射理论，障碍物 附加损耗 [L’]dB 和相对余隙的关系曲线, 可通过曲线计算绕射损耗。 X —— 余隙 X1 —— 第一费涅尔区半径 X/X1—— 相对余隙 第 * 页 接收点的信号功率： [PR] = [PT] + [GT] - [LS] - [L’] + [GR] ——电波在途经障碍物时引起的附加损耗。 定义：x 表示障碍物顶点P 至直射线TR的距离，称为菲涅尔余隙。 规定阻挡时余隙为负， 无阻挡时余隙为正。 负余隙 正余隙 例：求如图情况的绕射损耗。 解： 由x＝0，查图 [L’]= 6 dB 总损耗: [LT] ≈ [Ls] + [L’] [Ls]=32.4+20lg[d(km)]+20lg[f(MHz)] dB 如图当x＜0时，TR直射线低于障碍物顶点，损耗急剧增加。 当相对余隙 x /x1 0.5 ,则障碍物对直射波的传播基本上没有影响。[L’] ≈ 0, 可按 直射和反射波干涉分析 第 * 页 第 * 页 2.2 移动信道的多径传播特性 2.2.1 传播路径与信号衰落 移动通信中，移动台周围环境复杂，传输信道的特性随时随地变化，移动信道是典型的变参信道。 在VHF、 UHF移动信道中， 移动台接收到的是直射波、地面反射波和经各种障碍物反射波（散射波）的合成信号。信号电平的变动范围可达30~40dB。见图示。 信号瞬时值 局部信号中值 第 * 页 1 多径传播和快衰落 多经效应——多条反射波通过各个路径到达接收点，距离不同，因而到达时间和相位也就不同。各信号在接收端叠加，信号的幅度将急剧变化，即产生了衰落。 多径快衰落——由于多径现象引起的接收信号的幅度产生快速和大幅度的变化，称为多经快衰落。 多径效应的主要原因——是由移动台周围的近端区域内的物体造成的反射。 2.2.2 多径效应与瑞利衰落 第 * 页 2 多普勒频移 当移动台在运动中通信时，接收信号频率会发生变化，称为多普勒效应。由此引起的附加频移称为多普勒频移（Doppler Shift）。即： fm 最大多普勒频移。朝向入射波方向移动－多普勒频移为正值；被向入射波方向移动－多普勒频移为负值。 例：900MHz， v=50km 可得：?是=0.33m; fm =41.7Hz 处于运动之中的移动台的接收信号可以表示为 ——频率的弥散 第 * 页 3 多径接收信号的统计特性 假设条件： （1）在发信机与收信机之间没有直射波通路； （2）有大量反射波存在，且到达接收天线的方向角是随机的，相位也是随机的，且在0～ 2?内均匀分布； （3）各个反射波的幅度和相位都是统计独立的。 在离基站较远、反射物较多的地区，接收信号可以表示为 ： 结论：接收到的信号振幅包络 r 服从瑞利分布，也称为瑞利衰落。接收信号的相位q 服从0～2?的均匀分布. 第 * 页 接收信号的相位q 服从0～2?的均匀分布 即概率密度： 接收信号包络 r 服从瑞利分布，即概率密度： 结论： ——由于多经效应，在输入N个多径信号是相互独立且没有一个信号占支配地位情况，接收到的信号振幅包络服从瑞利分布，也称为瑞利衰落。（σ为方差） ——移动通信的信道也称为瑞利信道。 第 * 页 4 瑞利分布的几个统计特性 均值： 中值 r中 ： 均方值（平均功率）： 第 * 页 同理， 归一化信号包络 r /σ低于某一指定值k的概率为： 第 * 页 5 有较强直射波情况的多经分析结果 理论上可以推出，当到达接收点的多路径信号中存在一条信号较强的直射波分量或主要的静态(非衰落)信号分量时，接收信号包络服从莱斯分布。 ——式中，r 是衰落信号的包络；A0为直射波信号的幅度；s 为 r 的方差，I0 为零阶修正贝塞尔函数； 令参数 b0 = A0 /s 概率密度： 当主要分量减弱后，莱斯分布退化为瑞利分布！ 当主要分量很强时，莱斯分布将趋进高斯分布 当小区半径在1km以内或室内无线电波传播