第3章-移动通信.pptVIP

3.1 VHF﹑UHF频段电波传播特性 当前陆地移动通信主要使用的频段VHF和UHF， 即150MHZ、450MHZ、900MHZ 、 1800MHZ 、 2000MHZ。 移动通信中传播的方式主要有直射波、反射波和地表面波等传播方式。 在分析移动通信信道时，主要考虑直射波和反射波的影响 。 3.1.1 直射波 直射波传播 ：在自由空间中，电波沿直线传播而不被吸收，也不发生反射、折射和散射等现象而直接到达接收点的传播方式。 直射波传播损耗可看成自由空间的电波传播损耗: 3.1.2 视距传播的极限距离 视线传播极限距离 视线所能到达的最远距离称为视线距离d0。 设发射天线和接收天线高度分别为hT和hR(单位m)，理论上可得视距传播的极限距离为： 3.1.3 绕射损耗 绕射损耗 ：各种障碍物对电波传输所引起的损耗 。 菲涅尔余隙：x x1称菲涅尔半径（第一菲涅尔半径）。 结论：x/x10.5时，基本上没有影响；当x=0时，绕射损耗约6dB；当x0时，损耗急剧增加。 3.1.4 反射波 电波在传输过程中，遇到两种不同介质的光滑界面时，就会发生反射现象。 反射波与直射波的行距差为： 3.1.5 多径效应与瑞利型衰落特性 3.1.6 莱斯（Rician）衰落分布 在移动通信中，如果存在一个起支配作用的直达波（未受衰落影响），此时，接收端接收信号的包络为莱斯（ Rician ）分布。 3.2 电波传播特性的估算（工程计算） 3.2.1 Egli.John.J. 场强计算公式 ☆Egli.John.J.提出一种经验模型，并根据此模型提出经验修正公式，认为不平坦地区的场强等于平面大地反射公式算出的场强加上一个修正值，其修正值为： 3.2.2 奥村(Okumura)模型 OM模型（Okumura模型）：由奥村等人，在日本东京，使用不同的频率，不同的天线高度，选择不同的距离进行一系列测试，最后绘成经验曲线构成的模型。 思路：将城市视为“准平滑地形“，给出城市场强中值。对于郊区、开阔区的场强中值，则以城市场强中值为基础进行修正。对于“不规划地形“也给出了相应的修正因子。 OM模型适用的范围：频率150 ~1920MHZ，可扩展到3000MHZ，基地站天线高度为20~1000米，移动台天线高度为1~10米，传播距离为1~100千米。 ⒈ 市区传播衰耗中值（又称其为基本衰耗中值或基准衰耗中值） 在城市街道地区，电波传播衰耗取决于传播距离d、工作频率f、基地站天线有效高度hb、移动台天线高度hm以及街道的走向和宽度等。 例3-2：计算准平滑地形，城市地区的路径衰耗中值 。已知：hb=50m，hm=2m， d=10km，f=900MHz 解：自由空间的传播衰耗中值Lbs为： 则修正后的路径衰耗中值为： 三者均为增益因子。 在求郊区或开阔区，准开阔区的传播衰耗中值时，应在市区衰耗中值的基础上，减去由图3-9或3-10查得的修正因子。 ⒊ 不规则地形上的传播衰耗中值 ⑴丘陵地的修正因子 丘陵地的地形参数可用“地形起伏“高度△h表示。 自接收点向发射点延伸10km范围内，地形起伏的90%与10%处的高度差。 当山岳高度不等于200m时，查得的kjs值还需乘以一个系数 H’为山岳的实际高度。 ⑷水陆混合地形的修正因子 ⒋ 任意地形的信号中值预测 ⑴ 计算自由空间的传播衰耗 式中： Kmr：郊区修正因子； Q0，Qr：开阔区，准开阔区修正因子； Kh，Khf：丘陵地形修正因子及丘陵地微小修正值； Kjs：孤立山丘地形修正因子； Ksp：斜坡地形修正因子； Ks：水路混合地形修正因子 例1：某一移动电话系统，工作频率为450MHZ，基地站天线高度为70m，移动台天线高度为1.5m，在市区工作，传播路径为准平滑地形，通信距离为20km，求传播路径的衰耗中值？ 解：⑴ 求自由空间的传播衰耗Lbs。 ⒌ 其它因素的影响 ⑴ 街道走向的影响 电波传播的衰耗中值与街道的走向（相对于电波传播方向）有关。在纵向街道上衰耗较小，横向街道上衰耗较大。 纵向修正因子kai和横向修正因子kac如图3-16所示。 ⑵ 建筑物的穿透衰耗 与信号波长、建筑物的材料、结构和楼房层数有关。 如果移动台要在室内使用， ⑶ 植被衰耗 由树木、植被引起的附加衰耗不仅取决于树木的高度、种类、形状、分布密度、空气湿度及季节变化，还取决于工作频率、天线极化、通过树木的路径长度等多方面因素。 一般来说，垂直极化波比水平极化波的衰耗稍大些。 ⑷ 隧道中的传播衰耗 空间电波在隧道中传播时，由于隧道壁的吸收及电波