4.3-移动通信系统中的电波传播.pptVIP

第四章 微波传播 4.3 移动通信系统中的电波传播 4.3.1移动通信系统中电波传播的特点 1. 电波传播的基本模型 是超短波在光滑表面上直射波与反射波的矢量合成。 2. 衰落 当移动台高速运动时，其传播路径会遇到建筑物和障碍物，从而产生多径反射，形成衰落。衰落又分为快衰落和慢衰落。 所谓快衰落是指接收场强包络的快变化呈现瑞利分布，衰落速度与移动台的运动速度和工作频率有关。 而当受到高大建筑物的阻挡时，或因地形变化造成的阴影效应以及大气折射使得多径信号相对时延发生变化时，都会使同一地点的场强中值（信号强度大于它的概率为50%的场强值）随时间呈现慢变化，这就是慢衰落，慢衰落深度与地形和工作频率有关。 3. 移动台高速运动时的特性 当移动台高速运动时，应根据统计分析，采用不同的接收信号场强预测模型。 4. 多普勒频移 由于移动台处于移动中，因而接收信号中存在附加的频率变化，这种频率变化就是多普勒频移，从而给系统引入调频噪声，当运动速度越高、工作频率越高时，多普勒频移影响越大。 4.3.2移动通信中电波传播特性 1、直射波 （１）在自由空间中，由于电波是以直线形式传播，而不存在被吸收、被反射、折射和散射等现象，这种电波传播方式就是直射波。 直射波的传播损耗可以用自由空间电波损耗 计算： （dB） (4-39) （２）视线距离 人们把视线所能到达的最远距离称为视线距离。 修正后的 2、反射波 （1）在电波传播中，当遇到两种不同介质的光滑表面时，会发生反射现象。 （2）接收天线所接收到的电波是由直射波和反射波组成的。 它们之间的行程差为： 相位差为： 3、绕射波 (1) 在电波传播过程中，当遇到较大的山丘或建筑物时，电波会发生绕射，并到达接收点。 (2) 绕射波信号强度与反射波的强度相当，由此引入电波传输损耗，通常称这种损耗为绕射损耗。 障碍物所引起的绕射损耗与费涅耳余隙有关。 4、散射波 由空气中离子受激产生二次反射所引起的慢反射后到达接收点的传播信号强度很弱。 4.3.3移动通信中电波传播所产生的几种效应 １、多径效应 (1) 定义 在移动通信环境下，由于移动台处于移动状态，而且移动台所发射的电波在传输过程中不断地受到建筑物、树木或起伏地形的影响。 因此到达接收天线的电波包括直射波以及来自各种物体的反射波和散射波，它们各自的传播路径不同，故在接收天线处产生相互干涉，使接收天线所接收到的场强矢量、振幅和相位随时间急剧变化，使信号很不稳定。 这种现象称为多径效应，所产生的衰落便是多径衰落，也称为快衰落。 (2) 合成信号 接收机所接收到的合成信号： 包络服从 满足瑞利分布，相位服从 符合均匀分布。 (3) 快衰落特性 合成信号的振幅不仅是时间的随机函数，也是地点的随机函数，而且还与工作频率有关。 快衰落又可以细分为空间选择性衰落、频率选择性衰落和时间选择性衰落： ●空间选择性衰落 是指在不同地点（空间）衰落特性不同，它是由天线点波束的扩散引起的。例如基站附近的建筑物和其他物体的反射所产生的多径干扰会严重影响到达天线的信号入射角，从而引起空间选择性衰落。 ●频率选择性衰落 是指不同频率衰减特性不同所引起的衰落。它是由远处山丘与高大建筑物反射而形成的多径干扰引起的，使信号在时域（也包括空间）上发生扩散，从而引起的衰落。 ●时间选择性衰落 是指不同的时间衰落特性不同，它是由于快速移动用户附近物体的反射而形成的多径干扰所造成的，从而引起频率扩散，使接收点信号产生衰落。 ２、阴影效应 (1) 定义 当在电波传输路径上遇到起伏的地形、建筑物、树林等障碍