移动通信(第二章)..

多径接收信号的幅度变化服从瑞利分布，相位变化服从0－ 2π 的均匀分布。因此，多径衰落也称为瑞利衰落。
r r 2 / 2 2 2e ( r 0) p( r ) 0( r 0)
当N个多径信号相互独立，且存在一个占支配地位的信号时，
多径接收信号的幅度变化服从莱斯分布。
1 v cos i 2 t v 最大多普勒移： f m fd
d
Y
15
三种主要的衰落
时延扩展与频率选择性衰落
多普勒扩展和时间选择性衰落 角度扩展与空间选择性衰落
三种主要的衰落1
时延扩展
用来描述在时域上，由多径传播所造成的信号波形扩散效应。 M 多径接收信号： S r (t ) ai Sb (t i (t ))
信号损耗
多径传播引起的损耗（快衰落）：
在数十波长的范围内，接收信号场强的瞬时 值呈现快速变化的特征，这是由多径传播引 起的，称作快衰落，又称作小尺度衰落。其 电平分布一般服从瑞利（Rayleigh）分布或 莱斯（Rice）分布。
信号损耗
多径接收信号的统计特征：
当N个多径信号相互独立，且没有一个信号占支配地位时，
VHF 、UHF频段电波传播特性
绕射损耗： 由障碍物引起的附加传播损耗。依据障碍物与收发 点的位置关系，及菲涅尔余隙、菲涅尔半径的概念， 可计算出电波的绕射损耗。 反射和散射： 电波传播中遇到两种不同介质的光滑界面时，就会 发射反射现象。当介质中存在小于波长的物体且单 位面积内阻挡体的个数非常多时，发生散射。

信号损耗
无线信号在传输中受
到的损耗包括： 由传输距离引起 的路径损耗 由阴影效应引起 的损耗 由多径传播引起 的信号衰落
信号损耗
传输距离引起的路径损耗：
距离越远损耗越大 信号频率低时的传输损耗小 信号频率高时的传输损耗大
信号损耗
阴影效应引起的损耗（慢衰落）：
电磁波在传播路径上受到建筑物等的阻拦 所产生的阴影效应而产生损耗，反映了在中等 范围内（数百波长量级）的接收场强中值的变 化趋势。这类损耗一般为无线传播所特有，从 统计规律上看服从对数正态分布。其变化率比 传输信息率慢，其衰落周期以秒级计，故称作 慢衰落，有的文献称作大尺度衰落。
r ( r 2 A2 ) / 2 2 Ar 2e I 0 2 ( A 0, r 0) p ( r ) 0(r 0)
x 2n I 0 ( x) 2 n n!n! n 0 2

四种主要的效应
阴影效应
由于大型建筑物和其他物体的遮挡，在电波 传播的接收区域中产生传播的半盲区，使处 于此的接收电平受到损耗。电波的波长较短， 阴影可见；波长较长，阴影不可见。但还是 可以测试出来的。
VHF 、UHF频段电波传播特性
在移动通信系统中，影响传播的三种最基本
的传播机制为反射、绕射和散射。 移动台接收到的电波一般是直射波和随时变 化的绕射波、反射波、散射波的叠加。接收 信号的电场强度起伏不定，称为衰落。 衰落是移动信道的基本特征。
VHF 、UHF频段电波传播特性

直射波： 是指在视距覆盖区内无遮挡的传播，它是超短波、 微波的主要传播方式，经直射波传播的信号最强。 自由空间传播损耗：
多径效应
源自文库
由于接收者所处地理环境的复杂性，使得接 收到的信号不仅有直射波的主径信号，还有 从不同建筑物反射及绕射过来的多条不同路 径信号，从而它们到达时的信号强度、到达 时间及到达时的载波相位都不一样，所接收 的信号是各路信号的矢量和，也就是说，各 路径之间可能产生自干扰，称这类自干扰为 多径干扰或多径效应。
第二章 移动信道
学习重点：
了解VHF 、UHF频段的电波传播特性 掌握各种信号衰落的成因及其分布规律 理解移动信道的四种效应和三种选择性衰落 了解传播损耗模型，重点掌握奥村-哈塔模型 了解移动信道中的常见干扰
移动信道的特点
传播的开放性和多样性：电波在空间开放式
传播，传播方式也具有多样性。 接收环境的复杂性：接收点地理环境的复杂 性和多样性，可分为市内繁华区、近郊区和 远郊区及农村 移动用户的随机移动性：准静态的室内用户， 慢速步行用户，高速车载用户通信
四种主要的效应
远近效应
由于接收用户的移动性，移动用户与基站之 间的距离也在随机变化，若各移动用户发射 信号的功率一样，那么到达基站时信号的强 弱将不同，离基站近者信号强，离基站远者 信号弱。通信系统中的非线性将进一步加重 信号强弱的不平衡性，甚至出现以强压弱的 现象，即为远近效应。
四种主要的效应
4d 2 Lbs 10 lg( ) ( dB ) 32.45 20 lg d ( km ) 20 lg f ( MHz )
可见在自由空间中电波传播损耗只与工作频率和传 播距离有关。 利用等效地球半径，视距传播的极限距离：
d0 4.12( h R (m) hT (m) )(km)
i 1
平均时延： P( )d
0

时延扩展：


0
2 P( )d 2
表示各路经到达时间的散布程度。
三种主要的衰落1
四种主要的效应
多普勒效应
由于接收用户处于高速运动中，这样会造成 接收到的信号的载频发生扩散，这种现象称 作多普勒效应。 v f D cos f m cos

运动方向相向，则多普勒频移为正（接收频 率增加），运动方向相反，则多普勒频移为 负（接收频率减少）。
当移动台以恒定速率v在长度 为d、端点为X和Y的路径上运 动时，受到自远方S点发出的 信号，如图所示。
S
无线电波从源点S出发，在X点 和Y点分别被移动台接收时所 走的路程差为
Δxi＝ dcosθi ＝ v Δt cosθi
由于源端点距离很远，可假设 在X点和Y点处的θi是相同的， 所以，由路程差造成的接收信 号相位变化值为
2xi


2 vt

cos i
θi
X
由此可得出频率变化值，即多 普勒频移fd为