[信息与通信]无线通信技术21-无线电的传播.ppt

无线通信技术 翟旭平 zhaixp@shu.edu.cn 2012-3-25 第一章 无线通信概述 无线通信的技术原理 无线通信系统的组成 上海大学通信与信息工程学院 第1页 第一章 无线通信概述 无线通信的技术原理 无线通信的特点 无线电波传播情况复杂 电磁干扰严重 无线通信常用术语 信道 大区 小区 漫游 切换 上海大学通信与信息工程学院 第2页 第一章 无线通信概述 无线通信的技术原理 无线通信的起源 赫兹与无线电波（1886年） 波波夫与天线（1896） 马可尼与无线通信（1896） 无线通信系统的分类 陆地蜂窝移动通信系统 固定宽带无线接入系统 微波中继通信系统 卫星通信系统 上海大学通信与信息工程学院 第3页 第一章 无线通信概述 无线通信的技术原理 蜂窝移动通信系统的发展 第一代蜂窝移动通信系统（1978年） 第二代蜂窝移动通信系统（1992年） GSM和IS-95 第三代蜂窝移动通信系统（2000年-） WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA 后三代蜂窝移动通信系统 上海大学通信与信息工程学院 第4页 第二章 无线电的传播 从发射机的天线到接收机的天线，各种传播媒介形成了无线与移动通信的信道。 无线通信系统的性能主要受到移动无线信道的制约。 无线电波在空间中传播的途径是非常复杂的：从简单的视距传播，到遇到各种复杂的地形物，如建筑物、山脉和树叶等。 无线信道的特征:极度的随机性。 上海大学通信与信息工程学院 第1页 本章内容概要 大尺度路径损耗 自由空间传播模型 三种传播机制：反射、绕射和散射 链路预算 小尺度衰落和多径效应 多径信道的冲激响应模型 小尺度衰落模型 上海大学通信与信息工程学院 第2页 电磁波传播的三种机制：反射、绕射和散射 大多数蜂窝系统 : 市区\城区 传播模型的研究 A、距发射机一定距离处信号的平均场强 B、特定位置附近信号场强的变化 上海大学通信与信息工程学院 第3页 1、无线电波传播介绍 对于A，预测平均场强并用于估计无线覆盖范围的传播模型，由于它们描述的是发射机和接收机之间长距离（~百米-~千米）上的信号场强变化，称为大尺度传播模型。 对于B，通常描述短距离（~波长）或短时间（~ms-~s）内接收信号场强的快速波动。这种模型称为小尺度衰落模型。 上海大学通信与信息工程学院 第4页 1、无线电波传播介绍 当移动台在极小范围内移动时，可能会引起瞬时接收场强的快速波动（小尺度衰落）。 原因：不同方向、不同路径的多个信号的合成，相位随机变化。 在小尺度衰落中，移动距离与波长相当时，接收信号功率可发生3到4个数量级的变化。 当接收机逐渐远离发射机时，接收信号的平均功率逐渐减弱（由大尺度传播模型预测，5-40个波长取平均） 上海大学通信与信息工程学院 第5页 1、无线电波传播介绍 上海大学通信与信息工程学院 第6页 1、无线电波传播介绍 作用：用于预测接收机和发射机之间完全无阻挡的视距路径时接收信号的场强； 内容：自由空间模型预测的接收功率是T-R距离的函数 预测公式（Friis 公式）： 实例：卫星通信系统 微波视距无线链路等 上海大学通信与信息工程学院 第7页 2、自由空间传播模型 上海大学通信与信息工程学院 第8页 2、自由空间传播模型   电场和功率的关系： 例题1：已知基站处天线增益为10dB, 发射功率为10W, 移动台接收天线增益为3dB, 传输距离为10km, 工作频率为900MHz。求自由空间传播下的接收信号功率。 上海大学通信与信息工程学院 第9页 2、自由空间传播模型 路径损耗：表示信号衰减，定义为有效发射功率和接收功率的差，单位为dB(正值) -----Friis自由空间模型 有无适用条件？ 上海大学通信与信息工程学院 第10页 2、自由空间传播模型 Friis自由空间模型的适用条件： （1）远场预测 Fraunhofer距离： 且 （2） 参考距离 且小于系统中所有接收机的距离。于是 上海大学通信与信息工程学院 第11页 2、自由空间传播模型 例题2 求解最大尺寸为1m，工作频率为900MHz的天线的远场距离。 例题3 如果发射机发射50W的功率，将其换算成dBm和dBW。如果该发射机