移动通信技术 第三章 移动信道的传播特性

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VHF、UHF频段的电波传播特性
u 移动通信中传播的方式主要有直射波、反
射波、绕射波、散射波和地表面波等传播 方式。 和反射波的影响 。
u 在分析移动通信信道时，主要考虑直射波 u 图3-1为典型的移动信道电波传播路径。
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VHF、UHF频段的电波传播特性
图3-1 典型的移动信道电波传播路径
移动台的速度也会对信号电平的衰落带来 影响。
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VHF、UHF频段的电波传播特性
u 传播模型的建立
p
集中于给定范围内平均接收场强的预测， 和特定位置附近场强的变化。 p 分为大尺度传播模型和小尺度传播模型： ① 大尺度传播模型：描述发射机和接收机之 间（T-R）长距离（几百米或几千米）上 的场强变化的模型。 ② 描述短距离（几个波长）或短时间（秒级） 内的接收场强的快速波动的传播模型。
i 1
n
（3-8）
式中 为第 为第 R i ( t ) i条路径的接收信号； ii条路径 (t ) i (t ) 的传输时间； 为第i条路径的相位滞后， t ) t ) i( o i(
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p
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VHF、UHF频段的电波传播特性
6. 多径效应与瑞利型衰落特性
Acos ct 设发射机发出的信号为： 则接收机接收端收到的合成信号为：
R ( t ) R t ) cos{ [ t t )]} i( c i(
i 1 n
R t ) cos {[ t t )]} i( c i(
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VHF、UHF频段的电波传播特性
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VHF、UHF频段的电波传播特性
3. 绕射损耗
p
绕射：当接收机和发射机之间的无线路 径被尖利的边缘阻挡时发生绕射。由阻 挡表面产生的二次波散布于空间，甚至 于阻挡体的背面。 绕射损耗 ：各种障碍物对电波传输所引 起的损耗 。
其中，d为距离(km)，f为工作频率(MHz)。
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VHF、UHF频段的电波传播特性
2. 视距传播的极限距离
视线所能到达的最远距离称为视线距离 d0。 p 已知地球半径为R=6370km，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：
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p
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VHF、UHF频段的电波传播特性
p
菲涅尔余隙 ：设障碍物与发射点、接收 点的相对位置如图3-3所示，图中x表示障 碍物顶点P至直线TR之间的垂直距离，在 传播理论中x称为菲涅尔余隙。
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（a）负余隙
p
d 3 . 57 (h ( m ) h ( m )) ( km ) 0 R T
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VHF、UHF频段的电波传播特性
p
当考虑空气的不均匀性对电波传播轨迹的 影响后，等效为地球半径R=8500km，可 得修正后的视距传播的极限距离：
d 4 . 12 (h ( m ) h ( m )) ( km ) 0 R T
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（b）正余隙
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图3-3 菲涅尔余隙 移动通信技术
VHF、UHF频段的电波传播特性
p
障碍物引起的绕射损耗与菲涅尔余隙之间 的关系如图3-4所示。其中x1称菲涅尔半 径（第一菲涅尔半径）。
结论：当横坐标x/x1>0.5时，则障碍物对 直射波的传播基本上没有影响。当x=0时， TR直射线从障碍物顶点擦过时，绕射损 耗约6dB；当x<0时，TR直射线低于障碍 物顶点，损耗急剧增加。
p
2 d 0

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VHF、UHF频段的电波传播特性
5. 散射
p
散射：当波穿行的介质中存在小于波长 的物体并且单位体积内阻挡体的个数非 常巨大时，发生散射。 散射波产生于粗糙表面，小物体或其他 不规则物体。在实际的通信系统中，树 叶、街道标志和灯柱等会引发散射。
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VHF、UHF频段的电波传播特性
u 当前陆地移动通信主要使用的频段VHF和
UHF, 即150MHz、450MHz、900MHz、 1800MHz。
u 其频率收发间隔分别为：5.7MHz 、
10MHz 、 45MHz 、 95MHz。
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p
2 h h T R d a b c d
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图3-5 反射波和直射波
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VHF、UHF频段的电波传播特性
两路信号到达接收天线的时间差换算成相 位差为： t 2 2 d 0 T p 再加上地面反射时大都要发生一次反相， 实际的两路电波相位差Δφ为
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p
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图3-4 绕射损耗与菲涅尔余隙之间的关系
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VHF、UHF频段的电波传播特性
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。 p 图3-5给出了从发射天线到接收天线的电 波由反射波和直射波组成的情况。反射 波与直射波的行距差为：
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VHF、UHF频段的电波传播特性
1. 直射波
p
p
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:
L 32 . 45 20 lg d 20 lg f( dB ) bs
第三章
移动通信的电波传播
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本章纲要
u 3.1 VHF、UHF频段的电波传播特性；
u 3.2 电波传播特性的估算（工程计算）
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VHF、UHF频段的电波传播特性
u 无线电波传播特点：
p
由移动所带来的随机性；
p
p
复杂的路径带来信号电平的衰耗；