UHF电波传播特性1电波传播方式.PPT

3.5 分 集 接 收 3.5.1 分集接收原理 1. 什么是分集接收 所谓分集接收是指接收端对它收到的多个衰落特性互相独立(携带同一信息)的信号进行特定的处理，以降低信号电平起伏的办法。 图 3 – 37 选择式分集合并示意 2. 分集方式 在移动通信系统中可能用到两类分集方式： 一类称为“宏分集”；另一类称为“微分集”。 “宏分集”主要用于蜂窝通信系统中，也称为“多基站”分集。 这是一种减小慢衰落影响的分集技术，其作法是把多个基站设置在不同的地理位置上(如蜂窝小区的对角上)和在不同方向上，同时和小区内的一个移动台进行通信(可以选用其中信号最好的一个基站进行通信)。 显然，只要在各个方向上的信号传播不是同时受到阴影效应或地形的影响而出现严重的慢衰落(基站天线的架设可以防止这种情况发生)，这种办法就能保持通信不会中断。 “微分集”是一种减小快衰落影响的分集技术， 在各种无线通信系统中都经常使用。理论和实践都表明，在空间、频率、极化、场分量、角度及时间等方面分离的无线信号，都呈现互相独立的衰落特性。据此，微分集又可分为下列六种： (1) 空间分集。空间分集的依据在于快衰落的空间独立性，即在任意两个不同的位置上接收同一个信号，只要两个位置的距离大到一定程度，则两处所收信号的衰落是不相关的。为此，空间分集的接收机至少需要两副相隔距离为d的天线，间隔距离d与工作波长、地物及天线高度有关，在移动信道中， 通常取： 市区 d=0.5λ 郊区 d=0.8λ 在满足上式的条件下，两信号的衰落相关性已很弱；d越大， 相关性就越弱。 由上式可知，在900MHz的频段工作时，两副天线的间隔也只需0.27m. (2) 频率分集。由于频率间隔大于相关带宽的两个信号所遭受的衰落可以认为是不相关的，因此可以用两个以上不同的频率传输同一信息，以实现频率分集。根据相关带宽的定义，即 式中，Δ为延时扩展。例如，市区中Δ=3μs, Bc约为53kHz。这样频率分集需要用两部以上的发射机(频率相隔53kHz以上)同时发送同一信号，并用两部以上的独立接收机来接收信号。它不仅使设备复杂，而且在频谱利用方面也很不经济。 3.3.3 中等起伏地形上传播损耗的中值 1. 市区传播损耗的中值 在计算各种地形、地物上的传播损耗时，均以中等起伏地上市区的损耗中值或场强中值作为基准，因而把它称作基准中值或基本中值。 图 3 – 23 中等起伏地上市区基本损耗中值 如果基站天线的高度不是200m, 则损耗中值的差异用基站天线高度增益因子Hb(hb, d)表示。图 3 - 24(a)给出了不同通信距离d时，Hb(hb, d)与hb的关系。显然，当hb＞200m时，Hb(hb, d)＞0dB；反之，当hb＜200m时， Hb(hb, d)＜0 dB。 同理，当移动台天线高度不是3m时，需用移动台天线高度增益因子Hm(hm, f)加以修正，参见图 3 - 24(b)。当hm＞3m时，Hm(hm, f)＞0dB； 反之，当hm＜3m时，Hm(hm, f)＜0dB。 图 3 – 24 天线高度增益因子 图 3 – 25 街道走向修正曲线 2. 郊区和开阔地损耗的中值 图 3 – 26 郊区修正因子 图 3 – 27 开阔地、准开阔地修正因子 3.3.4 不规则地形上传播损耗的中值 1. 丘陵地的修正因子Kh 丘陵地的地形参数用地形起伏高度Δh表征。它的定义是：自接收点向发射点延伸10km的范围内，地形起伏的90%与10%的高度差(参见图3 - 28(a)上方)即为Δh。 图 3-28 丘陵地场强中值修正因子 (a) 修正因子Kh; (b) 微小修正因子Khf 2. 孤立山岳修正因子Kjs 图 3 - 29 给出的是适用于工作频段为450~900MHz、山岳高度在110~350m范围，由实测所得的弧立山岳地形的修正因子Kjs的曲线。其中，d1是发射天线至山顶的水平距离， d2是山顶至移动台的水平距离。图中，Kjs是针对山岳高度H=200m所得到的场强中值与基准场强的差值。如果实际的山岳高度不为200m时，上述求得的修正因子Kjs还需乘以系数α，计算α的经验公式为 式中，H的单位为m。 图 3 – 29 孤立山岳修正因子 3. 斜波地形修正因子Ksp 斜坡地形系指在5~10km范围内的倾斜地形。若在电波传播