第三章移动信道中电波传播

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2022移动通信第三章移动信道的传播特性

2022移动通信第三章移动信道的传播特性在当今的信息时代，移动通信已经成为我们生活中不可或缺的一部分。

无论是日常的沟通交流，还是工作中的信息传递，都离不开移动通信的支持。

而要实现稳定、高效的移动通信，就必须深入了解移动信道的传播特性。

这一章，我们就来探讨一下 2022 年移动通信中移动信道的传播特性。

移动信道是指移动终端（如手机）和基站之间的无线传播路径。

它的传播特性非常复杂，受到多种因素的影响。

首先，地形地貌是影响移动信道传播特性的重要因素之一。

在城市环境中，高楼大厦林立，会导致信号的反射、折射和散射。

信号可能会在建筑物之间来回反射，形成多径传播。

这就好比我们在一个有很多镜子的房间里说话，声音会经过多次反射才到达对方的耳朵，从而使得声音变得复杂和不稳定。

在山区，地形起伏较大，信号可能会被山峰阻挡，出现阴影效应，导致某些区域信号较弱甚至完全没有信号。

其次，气候条件也会对移动信道的传播特性产生影响。

例如，在雨天，雨水会吸收和散射无线电波，从而导致信号衰减。

大雾天气中，水汽会对信号产生类似的影响。

此外，雷电等恶劣天气还可能会产生电磁干扰，影响信号的质量。

移动信道的传播特性还与信号的频率有关。

一般来说，频率越高，信号的穿透力越弱，但能够提供更高的数据传输速率。

在移动通信中，不同的频段具有不同的传播特性。

低频段的信号传播距离较远，但带宽较窄，数据传输速率相对较低；高频段则相反，虽然传输速率快，但传播距离较短，覆盖范围较小。

多径传播是移动信道的一个重要特性。

当信号从发射端发出后，可能会通过多条不同的路径到达接收端。

这些路径的长度和传播环境各不相同，导致信号到达接收端的时间、相位和幅度都有所差异。

这种多径效应会引起信号的衰落，包括瑞利衰落和莱斯衰落。

瑞利衰落通常发生在没有直射路径的情况下，信号幅度服从瑞利分布；而当存在较强的直射路径时，则会出现莱斯衰落。

为了应对移动信道的复杂传播特性，移动通信系统采用了一系列的技术手段。

移动通信-第3讲-移动信道1

图3.1 小尺度和大尺度衰减
10 0 -10 -20 -30
20 Wavelengths
Received Signal level (RSL)
Transmitter receiver Antennae distance
第11页
2020/4/9
3.1.1 概述
(2) 传播模型的研究
从图中看出：随着接收机的移动，信号衰落很快；但随距离的变化很慢。
小尺度衰减模型：描述短距离（几个波长），或短时间（秒级）内的接收场强快速波动的传播模型，称为小尺度衰减模型。频段从1GHz～2GHz的蜂窝系统和PCS，相应的测量在 1m ～ 10m范围。
第9页
2020/4/9
3.1.1 概述
(2) 传播模型的研究
小尺度衰减模型产生机理：原因是接收信号由不同方向信号合成，并且由于相位变化的随机性，其信号变化范围很大，当接收机移动距离与波长相等时，接收场强可以产生4个数量级（30dB或40dB）的变化。
大尺度和小尺度衰减例子：当移动台远离发射机时，当地平均接收场强逐渐减弱，该平均场强由大尺度传播模型预测。图3.1给出一个室内无线通信系统的小尺度衰减和大尺度变化的情况。
第10页
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3.1.1 概述
(2) 传播模型的研究
Flat Terrain Median Signal Slow Fading (lognormal Shadowing) Fast Fading
模型只是在一定频率和环境下建立，适用性如何有待检验。传统上集中于给定范围内平均场强预测，和特定位置附近场
强的变化。传播模型分类
大尺度传播模型小尺度传播模型
第8页
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无线移动通信信道扩展学习射频基础知识

• 将电信息源（模拟或数字旳）用高频电流进行调制（调幅或调频），形成射频信号，经过天线发射到空中；远距离将射频信号接受后进行反调制，还原成电信息源，这一过程称为无线传播。
7
无线通信使用旳频段和波段
移动通信原理
• 表1-1 无线通信使用旳电磁波旳频率范围和波段
频段名称极低频（ELF）超低频（SLF）特低频（ULF）
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噪声有关概念
移动通信原理
• 噪声系数噪声系数是用来衡量射频部件对小信号旳处理能力，一般这么定义：单元输入信噪比除输出信噪比，如下图：
Si Ni NF So No
对于线性单元，不会产生信号与噪声旳互调产物及信号旳失真，这时噪声系数能够用下式表达：
Pno NF G Pni
Pno表达输出噪声功率，Pni表达输入噪声功率，G为单元增益
– 甚长波（甚低频VLF）传播
• 波长10公里~100公里（频率为3~30kHz）旳电磁波。无线通信中使用旳甚长波旳频率为10~30kHz，该波段旳电磁波可在大地与低层旳电离层间形成旳波导中进行传播，距离可达数千公里乃至覆盖全球
9
移动通信原理
无线通信旳电磁波传播
– 长波（低频LF）传播
• 波长1公里~10公里（频率为30~300kHz）旳电磁波。其可沿地表面传播（地波）和靠电离层反射传播（天波）
11
12
移动通信原理
移动通信原理
课程内容
第一章无线通信旳基本概念第二章射频常用计算单位简介第三章射频常用概念辨析第四章天线及射频器件基础知识
13
移动通信原理
功率单位简介
• 射频信号绝对功率旳dB表达：dBm、dBW • 射频信号相对功率旳dB表达：dB • 天线和天线增益

移动通信电子课件教案-第3章_移动信道的传播特性

d(km )d1d2又d1 2Reht，d2 2Rehr 2Re( ht hr) 4.12( ht hr)(m)
第3章移动信道的传播特性
3.1.4 障碍物的影响与绕射损耗
P
x T
d1 h1
x 为菲涅尔余隙
T d1
d2
R d2
h2
x
h1
P
R h2
(a)
(b)
图 3 - 3 障碍物与余隙
(a) 负余隙； (b) 正余隙
第3章移动信道的传播特性
t ＝ t0 t＝ t0＋
t1 t1＋ 1 1 t1＋ 1 2 (a)
t2 t2＋ 2 2t2＋ 2 3 t2＋ 2 1 (b)
t＝ t0＋
t3
(c)
图 3 - 11 时变多径信道响应例如 (a) N=3; (b) N=4; (c) N=5
t3＋ 3 4
第3章移动信道的传播特性
第3章移动信道的传播特性
3.2.4 多径时散与相关带宽 ——续
时延扩展Δ：最大传输时延和最小传输时延的差值，即最后一个可分辨的时延信号与第一个时延信号到达时间的差值，实际上就是脉冲展宽的时间。
表示时延扩展的程度。
归一化时延信号的包络E(t)：将移动通信中接收机接收到的多径的时延信号强度进行归一化。
第3章移动信道的传播特性
第3章移动信道的传播特性
3.1 无线电波传播特性 3.2 移动信道的特征 3.3 陆地移动信道的传输损耗 3.4 移动信道的传播模型思考题与习题
第3章移动信道的传播特性
引言
三种研究无线移动通信信道的根本方法：理论分析：用电磁场理论和统计理论分析电波在移动
环境中的传播特性，并用数学模型来描述移动信道。现场电波实测：在不同的传播环境中，做电波实测实

移动通信(第六版)(章坚武)课件章 (3)

第3章移动通信的电波传播
第3章移动通信的电波传播
3.1 VHF、 UHF频段的电波传播特性 3.2 电波传播特性的估算 3.3 传输模型的校正——路测
第3章移动通信的电波传播
3.1 VHF、 UHF频段的电波传播特性
当前陆地移动通信主要使用的频段为VHF和UHF,即 150 MHz、450 MHz、900 MHz、1800 MHz。移动通信中的传播方式主要有直射波、反射波和地表面波等传播方[JP2]式。由于地表面波的传播损耗随着频率的增高而增大，传播距离有限，因此在分析移动通信信道时，主要考虑直射波和反射波的影响。图3-1表示出了典型的移动信道电波传播路径。
第3章移动通信的电波传播
已知地球半径为R=6370 km, 设发射天线和接收天线高度分别为hT和hR(单位为m), 理论上可得视距传播的极限距离d0为
d0 3.57( hR hT )km
(3-2)
由此可见, 视距决定于收、发天线的高度。天线架设越高,
视线距离越远。
第3章移动通信的电波传播
第3章移动通信的电波传播设
A2
K 10 lg 2 2 dB
若A→0, K→-∞，则莱斯分布趋近于瑞利分布。
第3章移动通信的电波传播
3.1.6 阴影衰落当电波在市区传播时，必然会经过高度、位置、占地面积
等都不同的建筑物，而这些建筑物之间的距离也是各不相同的。因此，接收到的信号均值就会产生变化，这就是阴影衰落。由于阴影衰落造成的信号电平变化较缓慢，因此又称为慢衰落。
实际上，当考虑了空气的不均匀性对电波传播轨迹的影响后, 在标准大气折射情况下，等效地球半径R=8500 km, 可得修正后的视距传播的极限距离d0为

第三章无线移动通信信道

9
快衰落瞬时幅度特性
• 电平通过率(Level Crossing Rate)：指在单位时间内信号电平以正斜率通过某一给定电平 A的次数 • 衰落速率:指单位时间内信号以正斜率通过中值电平的次数 • 衰落深度: 指信号的有效值(均方根值)与最小值之间的差值
• 衰落持续时间及其分布：指信号电平低于某一电平(门限电平)的持续时间
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移动通信中的多普勒效应
• 在移动通信中，当移动台移向基站时，频率变高，远离基站时，频率变低，所以我们在移动通信中要充分考虑“多普勒效应”。 • 当然，由于日常生活中，我们移动速度的局限，不可能会带来十分大的频率偏移，但是这不可否认地会给移动通信带来影响。 • 为了避免这种影响造成我们通信中的问题，我们不得不在技术上加以各种考虑。也加大了移动通信的复杂性。
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移动通信的场强特征
• • • • 移动通信环境下场强变化剧烈场强变化的平均值随距离增加而衰减场强特性曲线的中值呈慢速变化---慢衰落场强特性曲线的瞬时值呈快速变化---快衰落
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移动通信环境的几个效应
• 空间传播损耗---Path loss • 阴影效应：由地形结构引起，表现为慢衰落 • 多径效应：由移动体周围的局部散射体引起的多径传播，表现为快衰落 • 多普勒效应：由于移动体的运动速度和方向引起多径条件下多普勒频谱展宽
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时延扩展、相关带宽小结
• 信号的时延扩展越小，相关带宽越大，时延扩展造成符号间干扰就越小。频率选择性衰落的可能就越小。 • 一般来说，窄带信号通过移动信道时将引起平坦衰落，而宽带扩频信号将引起频率选择性衰落。
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传播模型
• 传播模型，或称场强预测模型，用于预测接收信号的中值场强，它的目的是根据地形地貌、建筑物高度和密度和街道分布等本地环境特征，以及与无线电波传播有关的系统参数（如信号频率、基站天线高度等），采用一定的数学公式、图表和算法，计算出服务区内任意两点间的传输损耗。

移动通信第三章(无线信道特性)

移动通信 Mobile Communications
华南农业大学胡洁
1
3.1
VHF、UHF电波传播特性
影响电磁波传播的三种基本传播机制：反射、绕射、散射
基站天线
散射波直射波
基站天线
绕射波
移动台天线
地面反射波山峰
移动台天线
2
3.1
VHF、UHF电波传播特性
电磁波的传播方式传播路径：
3.2
3.2.1 传播路径与信号衰落
移动信道的特征
d2 hb
d hm θ
θ
d1
10
图 3 – 6 移动信道的传播路径
3.2.1
传播路径与信号衰落
假设反射系数R=-1(镜面反射)，则合成场强E为
E E0 (1 a1e
j
2

d1
a2e
j
2

d 2
)
式中，E0是直射波场强，λ是工作波长，α1和α2
图 3-15 时变多径信道响应示例
27
(a) N=3; (b) N=4; (c) N=5
3.2.4
N
多径时散与相关带宽
接收到的信号为N个不同路径传来的信号之和，即
S0 (t ) ai Si [t i (t )]
ai是第i条路径的衰减系数,τi(t)为第i条路径的相对延时差
i 1
28
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。

3_电波传播与传播预测模型

表达式
传播路径损耗和阴影衰落分贝式
10 log l ( r , ζ ) = 10m log r + ζ
l ( r , ζ ) = r m × 10 10
ζ
式中, 式中 r 移动用户和基站之间的距离 ζ 由于阴影产生的对数损耗（dB），服从均值为0和标准偏差为），服从均值为由于阴影产生的对数损耗（），服从均值为和标准偏差为 σdB的正态分布的正态分布 m 路径损耗指数 16 实验数据表明m＝，标准差σ＝实验数据表明＝4，标准差＝8dB，是合理的，
2
用分贝表示：用分贝表示：[ L]dB = 10lg L = 32.45 + 20lg f + 20lg d
6
接收电平: r 接收电平 P (dBm) = 10lg P (mW) P (dBW ) = 10lg P (W ) r r r
3 电波的三种基本传播机制
阻挡体反射绕射散射比传输波长大得多的物体尖利边缘粗糙表面
d+2λ/2
d+λ/2
θ
13
惠更斯－惠更斯－菲涅尔原理
绕射-（绕射（2）菲涅尔区基尔霍夫公式
菲涅尔区
从发射点到接收点次级波路径长度比直接路径长度大nλ/2的连续区域的连续区域从发射点到接收点次级波路径长度比直接路径长度大接收点信号的合成 Pn d+nλ/2 n为奇数时，两信号抵消为奇数时，为奇数时 P3 d+3λ/2 n为偶数时，两信号叠加为偶数时，为偶数时 d+2λ/2 菲涅尔区同心圆半径
衰落的分类根据不同距离内信号强度变化的快慢分为{ 根据不同距离内信号强度变化的快慢分为{
大尺度衰落小尺度衰落

移动通信试题库-填空题

移动通信试题库-填空题 1、移动通信中多址方式的基本类型有、、。

答案：FDMA ，TDMA ，CDMA第四章第一节：多址技术难度：易2、数字调制中，为实现“窄带”的要求，已调信号的相位在码元转换时刻应该，而且已调信号的射频包络应该。

MSK 信号的调制指数为h= 。

答案：连续且平滑，恒定。

0.5 。

第二章第二节：数字频率调制难度：较易 3、移动通信系统内部干扰主要有、、三种。

答案：邻道干扰、同频道干扰、互调干扰第三章第三节：干扰难度：较易4、移动通信中，快衰落是由引起的，服从分布；慢衰落是由引起的，服从分布。

答案：多径效应，瑞利；阴影效应和气象条件, 正态(高斯)第三章第一节：移动通信的电波传播难度：较易5、已知小区半经为r 0，区群小区数为N ，则同信道小区中心间距应为D=小区天线激励方式分为和。

答案：03r N , 中心激励和顶点激励。

第四章第二节：区域覆盖和信道分配难度：中6、GSM 系统的工作频段是上行下行。

采用的多址方式是。

GSM 系统采用的调制技术是。

答案：890～915MHz, 935～960MHz ，TDMA/FDMA ， GMSK第五章第三节：GSM 信道配置难度：较难7、GSM 系统中，克服信号传输过程中引入的时延差的方是；克服多经传播引入的码间干扰的方法是。

答案：在突发脉冲序列中设置保护时间；在突发脉冲序列中设置自适应均衡序列第五章第三节：GSM 信道配置难度：难 8、CDMA 系统中，正向信道包括、、、。

反向信道包括、。

CDMA中采用正向功率控制是为了减少；采用反向功率控制是为了。

答案：导频信道、同步信道、寻呼信道、正向业务信道、反向业务信道、反向接入信道 . 多址干扰；远近效应第六章第二节：CDMA数字蜂窝网通信系统难度：难9、第三代移动通信系统的主流技术是。

被国际电信联盟ITU采纳的第三代移动通信系统的标准主要有、、。

移动通信技术ch移动通信组网原理

（dS /dI）-n
基站A
基站K
J
*
当移动台处于覆盖区边缘点时，受到的同频干扰最严重二频组（A与C同频）：三频组（A与D同频）： n频组（A与n+1同频）：重叠区宽度a可根据C/I设计要求，由上式计算出来在C/I符合要求，即大于同频干扰防卫度的前提下，为了使频率利用最经济，希望同频复用距离D越小越好。
*
二、小区制的特点可以提高频率利用率，增加用户容量：因为同一组信道频率可以多次重复使用小区制中因为采用了频率复用技术，因此带来同频道干扰问题网路构成复杂：需要越区切换、漫游、位置登记、更新等
*
2.2.2 条（带）状服务区一、定义条状服务区是指用户的分布呈条状，例如铁路、公路、狭长城市、沿海水域、内河等
*
2.3.1 固定信道分配概念：将频道固定分配给某个小区使用，蜂窝系统采用此法 1、分区分组法遵循的准则所需波道尽量占用最小的频段，即尽量提高频段利用率为避免同道干扰，在单位无线区群内不能使用相同波道为避免三阶互调干扰，在每个无线小区内应采用无三阶互调波道组。
*
判别是否存在三阶互调干扰？设信道频率和信道序号之间的关系为：当n个信道序号按照上升顺序排成信号序列时，任意两个信道间的差值为：结论：判别某个预选的信道组之间是否存在三阶互调干扰，只要确定信道序号差值序列中有无相等的差值即可。
*
2.4.3 移动台的功率控制 2.4.4 蜂窝系统容量的改善 2.4.3 面状服务区 2.5 多信道共用技术 2.5.1 话务量、呼损率和系统用户数 2.5.2 信道的自动选择方式 2.6 越区切换 2.6.1 切换门限值、切换过程和信道分配 2.6.2 实际切换中需要注意的问题

移动通信课后题

2012-2013学年09级《移动通信》复习题及参考答案第一章概论1、什么叫移动通信移动通信有哪些特点【答】移动通信是指通信双方至少有一方在移动中（或者临时停留在某一非预定的位置上）进行信息传输和交换，这包括移动体（车辆、船舶、飞机或者行人）和移动体之间的通信，移动体和固定点（固定无线电台或有线用户）之间的通信。

特点：1、移动通信必须利用无线电波进行信息传输；2、移动通信是在复杂的干扰环境中运行的；3、移动通信可以利用的频谱资源非常有限，而移动通信业务量的需求却与日俱增；4、移动通信系统的网络结构多种多样，网络管理和控制必须有效；5、移动通信设备(主要是移动台)必须适于在移动环境中使用。

2、单工通信与双工通信有何区别各有何优缺点【答】所谓单工通信，是指通信双方电台交替地进行收信和发信。

此工作方式设备简单，功耗小，但操作不便，通话时易产生断断续续的现象。

它一般应用于用户少的专用调度系统。

所谓双工通信，是指通信双方可同时进行传输消息的工作方式，有时亦称全双工通信。

这种方式操作方便，但电能消耗大。

模拟或数字式的蜂窝电话系统都采用双工制。

第二章调制解调1、移动通信中对调制解调技术的要求是什么（请总结3G ，LTE 等高速数据传输对调制解调技术的要求）【答】已调信号的频谱窄和带外衰减快（即所占频带窄，或者说频谱利用率高）；易于采用相干或非相干解调；抗噪声和抗干扰的能力强；以及适宜在衰落信道中传输。

已调信号所占的带宽要窄：频谱主瓣窄；已调信号频谱副瓣的幅度要低，辐射到相邻频道的功率就小；经调制解调后的输出信噪比（S/N ）较大或误码率较低。

1、所有的技术必须在规定频带内提供高的传输效率2、要使信号深衰落引起的误差数降至最小3、应使用高效率的放大器4、在衰落条件下获得所需要的误码率2、已调信号的带宽是如何定义的FM 信号的带宽如何计算【答】已调信号的带宽是指已调信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围。

第七章第三代(3G)数字蜂窝移动通信系统-ch7

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（4）IP多媒体子系统（IMS） R5版本的网络结构中引入了IP多媒体子系统（IMS），IMS 的实体主要包括以下部分：呼叫会话控制功能（CSCF）媒体网关控制功能（MGCF） IP多媒体－媒体网关功能（IM-MGW）多媒体资源功能控制器（MRFC）多媒体资源功能处理器（MRFP）签约位置功能（SLF）突破网关控制功能（BGCF）
7.3.1 cdma2000技术特点 7.3.2 cdma2000无线传输技术
7.4 TD-SCDMA系统 7.4.1 TD-SCDMA标准及发展 7.4.2 TD-SCDMA关键技术
4
7.1 概述
7.1.1 3G主流标准
1．3G标准化进程
1985年开始了第三代移动通信系统（3G）最初的研究 92年，ITU在WARC上对FPLMTS的频率进行了划分 96年，FPLMTS正式更名为IMT-2000 2000年5月，ITU-R最终通过IMT-2000无线接口规范，包括：
21
4. 用户设备（UE）
用户设备由PLMN用户所使用的物理设备组成，包括移动设备（ME）和用户身份模块（SIM）。在UMTS网络中将SIM称为UMTS用户身份模块（USIM）。
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7.1.3 3G工作频段及业务发展
1、 3G工作频段
频率范围（MHz） 1920～1980 /2110～ 2170 1755～1785 /1850～ 1880 1880～1920 /2010～ 2025 2300～2400 825～835 /870～880 885～915 /930～960 1710～1755 /1805～ 1850 1980～2010 /2170～ 2200 工作模式 FDD（频分双工） FDD TDD（时分双工） TDD FDD 业务类型陆地移动业务陆地移动业务陆地移动业务陆地移动业务陆地移动业务之前规划给中国移动和中国联通的频段，上下行频率不变卫星移动业务

电波传播

3.1 电波传播模式及衰落
3.1.7 抗衰落技术
1. 抗频率选择性衰落
抗频率选择性衰落的技术主要是自适应均衡技术。扩频技术和正交频分复用（OFDM）技术等。
2. 抗瑞利衰落
抗瑞丽衰落主要采用分集技术。（1）分集的概念分集是指通过两条或两条以上的途径传输同一信息，只要不同路径的信号是统计独立的，并且到达接收端后按一定规则适当合并，就会大大减少衰落的影响，改善系统性能。（2）分集合并的方式采用分集技术接受下来的信号，按照一定的规则进行合并；合并方式不同，分集效果也不同。分集技术采用的合并方式主要有三种：选择合并；最大比合并；等增益合并。
图3-1 电波传输模式
3.1 电波传播模式及衰落
空间波是指在大气对流层中进行传播的电波传播模式。地表面波是指沿地球表面传播的电波传播模式。天波是利用电离层的折射、反射和散射作用进行的电波传播模式。
2. 电波传播机制
电磁波在空间中的传播机制有多种，通常有：直射传播、反射传播、绕射传播和散射传播。（1）直射传播。直射传播又称视距离传播，是指视距范围内无遮挡的传播。（2）反射传播。当电磁波在传播路径中遇到某个物体表面，且物体尺寸远大于电磁波自身波长λ 时，就会出现反射现象。反射的影响主要表现为：物体表面可以把发射天线辐射信号中的一部分能量反射到接受天线，与直射波信号进行矢量相加。
40 lg
d1、d2分别表示基站与移动台MS1、MS2相对的近距离和远距离。
d1
3.2 移动通信系统中的电波传播
1. 多普勒效应
当以一定速率运动的物体，例如飞机，发出了一个载波频率 f1，地面上的固定接收点收到的载波频率不会是f1，而是产生了一个频移fd。物体运动的速率v不同，产生频移大小的程度也不同，通常把这种现象称为多普勒效应。多普勒效应引起的附加频移称为多普勒频移 v

第3章移动无线信道

第三章移动无线信道1、概述信道是任何通信系统所必不可少的部分，当然移动通信也不例外，但移动通信信道有其自身的特点，首先，移动通信是一种无线通信，它的信道是一个开放的空间，这有别于光纤通信等有线通信信道，其次，移动通信至少有一方处于移动状态的，这又有别于微波、广播电视等无线通信。

所以无线和移动是我们对移动通信信道的两个基本的认识。

正因为移动通信自身的特点使得移动通信的信道是一个非常恶劣的传播环境，移动通信要得以实现，也就必须有相应的技术来克服这些问题。

所以我们对移动通信信道的深入理解有助于理解移动通信中象切换、频率复用，交织、分集接收等特有技术，也有助于对编码、调制等基本技术的选择。

移动信道的3个主要特点：●传播的开放性这是区别于有线信道，有线信道中，电磁波被限定在导线内，而移动通信的信道是一个开放的空间。

接收环境的复杂性是指接收点地理环境的复杂性与多样性。

这与用户所处的位置直接相关，可能是繁华市区，也可能是郊区，有可能是平原，也有可能是山丘、湖泊。

通信用户的随机移动性作为移动用户，当其通话时，有可能处于室内静止状态，也有可能是室外慢速步行或高速车载状态。

归纳为一句话就是复杂、恶劣的传播环境是移动通信信道的总特征。

2、移动信道电波传播方式直射波即没有障碍物的情况下，电磁波在视距范围内直接由基站到达手机。

这是一种较为理想的情况，更多情况下，尤其是在复杂的环境下，是存在障碍物的，下面这三种情况就都有可能发生，但其产生机理却有所不同。

反射波当障碍物的尺寸大于电磁波的波长时，电磁波就会在障碍物的前方发生反射。

绕射波电磁波绕过障碍物，在障碍物后方形成场强。

散射波当电磁波遇到粗糙的表面时，反射能量会散布于所有方向，这样就形成了散射波。

典型的例子如电线杆和树。

图1 移动信道电波传播方式3、噪声和干扰⑴无线信道噪声分类噪声的种类很多，也有多种分类方式，若根据噪声的来源进行分类，一般可以分为三类①人为噪声人为噪声是指人类活动所产生的对通信造成干扰的各种噪声。

移动通信中的电波传播

移动通信中的电波传播当前陆地移功通信主要使用的频段为VHF和UHF即150 MHZ450 M12.90OMiz 1800 MHz。

发射机天线发出的无线电波，可依不同的路径到达接收当频率f>30MHz时，典型的传播通路如图3- 1所示。

沿路径（1）从发射天线直接到达接收天线的电波称为直射波，它是VHF和UHF频段的主要传播方式; 沿路径（2）的电波经过地面反射到达接收机，称为地面反射波路径（3）的电波沿地球表面传播，称为地表面波。

由于地表面波的损耗随频率升高而急剧增大，传播距离迅速减小，因此在VH和UHF频段地表面波的传播可以忽略不计。

除此之外，在移动信道中，电波遇到各种障碍物时会发生反射、绕射和散射现象，它对直射波会引起干涉，即产生多径衰落现象。

移动通信中，移动台是处在运动状态之中的，电波传播的条件随着移动而发生较大的变化，接收信号的场强起伏也很大，可达几十分贝，极易出现严重的衰落现象。

图3示出了一个场强的实测记录。

由此可见，接收信号出现严重的衰落现象是移动通信电波传播的个基本特点。

下面先讨论直射波和反射波的传播特性。

1.传播模式的分类注意到传播模式的性质，它们可分为(1) 经验模式;(2) 半经验或半确定性模式;(3) 确定性模式。

经验模式是根据大量的测量结果统计分析后导出的公式。

用经验模式预测路径损耗的方法很简单: 不需要相关环境的详细信息，但是不能提供非常精确的路径损耗估算值。

由于经验模式计算的是闭式形式的公式，所以可以很容易和快速地应用它们。

确定牲模式是对具体的现场环境直接应用电磁理论计算的方法。

环境的描述从地形地物数据库中得到.在环境描述中可以找到不同的精度等级。

在确定性模式中己使用的几种技术通通常基于射线跟踪的电磁方法:几何绕射理论(GTD) 、物理光学(PO) 以及不经常用的精确方祛，如积分方程(TE)法或有限差分时域法(FDTD)。

在市区、山区和室内环境情况中，确定性的无线传播预测是一种极其复杂的电磁问题。

移动通信第三章答案

P1322、解： 10W=10dBW=40dBm>10dBm补：若某发射机发射功率为100W （瓦），请将其换算成dBm 和dBW 。

如果发射机的天线增益为单位增益，载波频率为900MHz ，求出在自由空间中距离天线100m 处的接收功率为多少dBm? 解： 100W=20dBw=50dBm法一：自由空间损耗L=32.45+20lgF+20lgD=71.5dB自由空间中距离天线100m 处的接收功率=50dBm-71.5dB=-21.5dBm法二： 2682100*410*90010*3*1*1*1004⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫⎝⎛=ππλd G G P P R T T R610*0.7-≈W≈-21.5dBm4、视线传播的极限距离d 为d =在标准大气折射情况下，e R =8500km ，故4.12d =4.1264.1km=≈5、某一移动信道，传播路径如课本97页图3-3(a)所示，假设d 1=10 km ，d 2=5 km ，工作频率为450 MHz ， |x|=82 m ，试求电波传播损耗值。

解先由式(3 - 13)求出自由空间传播的损耗Lfs 为［Lfs ］= 32.44+20lg(5+10)+20lg 450 = 108.986dB由式(3 - 21)求第一菲涅尔区半径x 1为m d d d d x 14.47101510101056667.033321211=⨯⨯⨯⨯⨯=+=λ 式中，f c =λ=，c 为光速，f 为频率由图 3 - 4 查得附加损耗(x/x1≈-1.74)为20.5dB, 因此电波传播的损耗L 为［L ］ = ［Lfs ］+20.5 = 129.5dB (129~130数值都正确)6、某一移动通信系统，基站天线高度为100 m ，天线增益Gb=6 dB ，移动台天线高度为3 m ，Gm=0 dB ，市区为中等起伏地，通信距离为10 km ，工作频率为150 MHz ，试求：(1)、传播路径上的损耗中值；（6分）(2)、基站发射机送至天线的功率为10 W ，试计算移动台天线上的信号功率中值。

移动通信技术课件：移动信道中的电波传播及干扰

高楼林立环境中的电波传播与干扰
高楼环境特点
电波传播方式
高楼大厦密集，形成独特的“城市峡谷” 效应，对电波传播产生限制。
电波主要通过直射和反射传播，散射和折射影响较小。
干扰因素
解决策略
主要包括多径干扰、同频干扰、邻频干扰等。
采用智能天线技术、分集接收技术等降低干扰和提高信号质量。
THANK YOU
详细描述
互调干扰通常发生在无线通信系统中，由于信号传输过程中可能经过非线性器件，导致信号相互作用产生新的频率分量，从而对信号造成干扰。这种干扰可能导致信号质量下降、误码率增加等问题。
阻塞干扰
总结词
阻塞干扰是指强信号对弱信号的抑制作用，导致弱信号无法正常传输。
详细描述
阻塞干扰通常发生在无线通信系统中，由于强信号的存在对弱信号产生抑制作用，导致弱信号无法正常传输。这种干扰可能导致信号质量下降、误码率增加等问题。
移动信道的重要性
保障通信质量
移动信道是实现移动通信的关键，其质量直接影响到通信的可靠性和稳定性。
提高通信效率
优化移动信道性能有助于提高通信效率，降低传输延迟，提升用户体验。
促进产业发展
移动信道技术的不断演进和创新，推动了移动通信产业的持续发展。
移动信道的历史与发展
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04
早期阶段
20世纪初，无线电的发明和应用标志着移动通信的起步。
多径传播
电波经过不同路径到达接收端，形成多径效应。
阴影效应
障碍物遮挡导致接收端信号强度不均匀分布。
多普勒效应
移动台运动产生的频率偏移现象。
电波传播损耗
路径损耗
电波在传输过程中由于扩散和吸收而产生的损耗。

第3章移动通信的电波传播

3.2.1传播路径与信号衰落
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同时，大气折射也会产生衰落，在气象条件发生变化时，大气介电常数垂直梯度会发生缓慢的变化，这种变化会随着时间改变，因此是时间的函数。这种由于大气折射率变化导致的衰落对电波传播的影响远小于由于障碍物产生的阴影衰落。
而这些由阴影效应和气象条件引起的信号接收电平的变化，主要造成的结果是接收电平的场强中值缓慢变化，因此称为慢衰落。慢衰落一般服从对数正态分布，如果用分贝数表示电平中值，则服从正态分布。
3.2.1传播路径与信号衰落
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1.衰落的概念由于实际传播环境中复杂的地形、建筑物和障碍物对传播信号的阻碍、反射、绕射和散射，导致接收信号的随机变化，称为衰落。
3.2.1传播路径与信号衰落
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1）衰落的类型和产生的原因（1）阴影衰落和慢衰落基站发射的电磁波的传播路径遇到阻挡时，例如起伏的地形或者高大的建筑物，会在这些障碍物的背面产生阴影区。当移动台经过阴影区时，接收到的信号均值会发生变化，这种变化称之为阴影衰落。阴影衰落的特点在于：衰落速率与工作频率无关，取决于地形地物的分布、高度以及移动台的运动速度。
fMAX = 80.8NMAX sec θ0
其中，NMAX是电波发射时的电离层最大电子浓度。发射频率f越高，就要求反射处电子浓度Nn越高，因此需要在更高的地方才能够进行反射，而反射点越高，意味着电磁波能够到达的距离就越远。当电波的频率超过最大频率fMAX时，由于电离层此时不存在比NMAX更高的电子浓度，电磁波将不会被电离层反射回来，而穿透电离层，进入宇宙空间。
如果出现了两2个0 l或og者10两−个0.以22上5Τ的v 刃形障碍物，则可以根据v ≤单−刃2的.4计算公式进一步进行推导。目前，常见的求取多刃峰绕射损耗的方法有4 种，分别为