第二章信道传播特性
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现象：无线传播路径被尖利边缘阻挡时，由阻 挡表面产生的二次波散布于空间，即波在传播 的过程中，行进中的波前上的每一个点，都可 作为产生次级波的点源，这些次级波组合起来 形成传播方向上新的波前。
1.2.2 移动环境中的电波传播(绕射波）
两径（直射+反射）传播模型
➢ 接收信号场强：
E E0(1 Re j ) E0(1 R )e j()
➢
接收信号功率：Pr
Pt
4d
2
GRGT
1
Re j
2
T
c
a ht
R
b
o
hr
d1
d2
1.2.2 移动环境中的电波传播(绕射波）
定义：绕射波是指从较大的建筑物或山丘绕 射后到达接收点的传播信号，它需要满足电 波产生绕射的条件，其信号强度较直射波弱。
1.2.1 移动环境中的电波传播(反射波）
现象：当电波传播中遇到两种不同介质的光 滑界面时， 如果界面尺寸比电波波长大得多， 就会产生镜面反射。
通常， 在考虑地面对电波的反射时， 按平 面波处理， 即电波在反射点的反射角等于入 射角。
不同界面的反射特性用反射系数R表征， 它定义为反射波场强与入射波场强的比值， R可表示为
1.2.1 移动环境中的电波传播(反射波）
d a b c
(d1 d2 )2 (ht hr )2 (d1 d2 )2 (ht hr )2
d
1
ht
hr
2
1
ht
hr
2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
d
d
式中， d=d1+d2。
1.2.1 移动环境中的电波传播(反射波）
通常(ht+hr)<<d, 故上式中每个根号均可用 二项式定理展开， 并且只取展开式中的前 两项。 例如：
第二章 移动信道的传播特性
学习重点和要求
2020/8/13
《移动通信》 通信理论教研中心
3-1
1 了解3种电波传播的机制 2 理解移动信道的衰落特性 3 掌握多径衰落的特性和多普勒频移 4 掌握多径信道模型的原理和主要参数 5 掌握多径信道的统计分析及分类
2020/8/13
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略不计，在这样情况下，电波可视作在自由
➢ 空自间由传空播。间的传播损耗
[Lfs ](dB) 32.44 201 gd (km) 201 gf (MH z )
2020/8/13
《移动通信》 通信理论教研中心
2-5
1.1 自由空间传播（直射波）
电磁场理论：若各向同性天线(亦称全向天线 或无方向性天线)的辐射功率为PT瓦，则距辐 射源dm处：
单位面积上的电波功率密度S为
S
PT
4d 2
(W / m2 )
若用发射天线增益为GT的方向性天线取 代各向同性天线， 则上述公式应改写为
S
PT GT
4d 2
(W / m2 )
1.1 自由空间传播（直射波）
接收天线获取的电波功率等于该点的电波 功率密度乘以接收天线的有效面积， 即
PR SAR
AR为接收天线的有效面积， 它与接收天 线增益GR满足下列关系：
2-2
第二章 移动信道的传播特性
1 无线电波传播特性
自由空间传播（直射波） 基本传播（反射、绕射、散射）
2 移动信道的特征
四三种类效损应耗
3 移动信道的传播模型
阴自影由效空应间传播损耗
远慢近衰效落应损耗 多径效应 快衰落损耗 多普勒效应 2-3
2020/8/13
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1 无线电波传播方式
1 ht
hr
2
1
1 ht
hr
2
d
2 d
d 2hthr
d
1.2.1 移动环境中的电波传播(反射波）
由路径差Δd引起的附加相移Δφ为
2 d
式中， 2π/λ称为传播相移常数。
这时接收场强E可表示为 E E0 (1 Rej ) E0 (1 R ej() )
注：直射波与反射波的合成场强将随反射系数以及 路径差的变化儿变化，有时会反相抵消，有时会同 向相加，造成合成波的衰落现象。
Rv=Rh = -1
即反射波场强的幅度与入射波场强的幅度 相等，而相差为180°。
1.2.1 移动环境中的电波传播(反射波）
直射波+反射波： 由发射点T发出的电波分别经过直射线(TR)与地 面反射路径(ToR)到达接收点R， 由于两者的路 径不同， 从而会产生附加相移。 由图 3 - 5 可知， 反射波与直射波的路径差为
(c (c
cos2 )1/ 2 cos2 )1/ 2
Rv
c c
sin sin
( c ( c
cos2 )1/ 2 cos2 )1/ 2
式中，εc是反射媒质的等效复介电常数， 它与反射媒
质的相对介电常数εr 、 电导率δ和工作波长λ有关，
即
c r j60
1.2.1 移动环境中的电波传播(反射波） 对于地面反射， 当工作频率高于150MHz(λ ＜2m)时，θ＜1°， 取极限由上式近似可得
AR
2 4
GR
式中， λ2/4π为各向同性天线的有效面积。
1.1 自由空间传播（直射波）
由上面式子可得：
PR
PT
GT
GR
4d
2
当收、 发天线增益为0dB， 即当GR=GT=1 时， 接收天线上获得的功率为：
PR
PT
4d
2
L fs
PT PR
4d
2
以dB计， 得
［Lfs］(dB) = 32.44+20lg d(km)+20lg f(MHz)
当典频型率的f传＞播30通M路Hz主时要，发射天线
③
有①直射波、②反射
① ②
接收天线
波、③地表面波
图 3 – 1 典型的传播通路
2020/8/13
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2-4
1.1 自由空间传播（直射波）
➢ 条件：自由空间传播是指天线周围为无 限大真空时的电波传播。
➢ 现象：不发生反射、折射、绕射、散射 和吸广的收义 均等上 匀现， 媒只 质象要，，地其但面相电上对波空介经的电过大常气数一层ε段是和路相各径对向传导同播性磁之 后，率由μ电都磁等于波1能，量传扩播路散径而上引没起有的障传碍播物阻损挡耗， （弥到散达损接耗收天）线，的导地致面能反量射衰信号减场。强也可以忽
1.2.1 移动环境中的电波传播(反射波）
R = |R|e-jψ 式中， |R|为反射点上反射波场强与入射波 场强的振幅比，ψ代表反射波相对于入射 波的相移。
1.2.1 移动环境中的电波传播(反射波）
对于水平极化波和垂直极化波的反射系数Rh和Rv 分别由下列公式计算：
Rh
Rh
e j
sin sin
1.2.2 移动环境中的电波传播(绕射波）
两径（直射+反射）传播模型
➢ 接收信号场强：
E E0(1 Re j ) E0(1 R )e j()
➢
接收信号功率：Pr
Pt
4d
2
GRGT
1
Re j
2
T
c
a ht
R
b
o
hr
d1
d2
1.2.2 移动环境中的电波传播(绕射波）
定义：绕射波是指从较大的建筑物或山丘绕 射后到达接收点的传播信号，它需要满足电 波产生绕射的条件，其信号强度较直射波弱。
1.2.1 移动环境中的电波传播(反射波）
现象：当电波传播中遇到两种不同介质的光 滑界面时， 如果界面尺寸比电波波长大得多， 就会产生镜面反射。
通常， 在考虑地面对电波的反射时， 按平 面波处理， 即电波在反射点的反射角等于入 射角。
不同界面的反射特性用反射系数R表征， 它定义为反射波场强与入射波场强的比值， R可表示为
1.2.1 移动环境中的电波传播(反射波）
d a b c
(d1 d2 )2 (ht hr )2 (d1 d2 )2 (ht hr )2
d
1
ht
hr
2
1
ht
hr
2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
d
d
式中， d=d1+d2。
1.2.1 移动环境中的电波传播(反射波）
通常(ht+hr)<<d, 故上式中每个根号均可用 二项式定理展开， 并且只取展开式中的前 两项。 例如：
第二章 移动信道的传播特性
学习重点和要求
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3-1
1 了解3种电波传播的机制 2 理解移动信道的衰落特性 3 掌握多径衰落的特性和多普勒频移 4 掌握多径信道模型的原理和主要参数 5 掌握多径信道的统计分析及分类
2020/8/13
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略不计，在这样情况下，电波可视作在自由
➢ 空自间由传空播。间的传播损耗
[Lfs ](dB) 32.44 201 gd (km) 201 gf (MH z )
2020/8/13
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2-5
1.1 自由空间传播（直射波）
电磁场理论：若各向同性天线(亦称全向天线 或无方向性天线)的辐射功率为PT瓦，则距辐 射源dm处：
单位面积上的电波功率密度S为
S
PT
4d 2
(W / m2 )
若用发射天线增益为GT的方向性天线取 代各向同性天线， 则上述公式应改写为
S
PT GT
4d 2
(W / m2 )
1.1 自由空间传播（直射波）
接收天线获取的电波功率等于该点的电波 功率密度乘以接收天线的有效面积， 即
PR SAR
AR为接收天线的有效面积， 它与接收天 线增益GR满足下列关系：
2-2
第二章 移动信道的传播特性
1 无线电波传播特性
自由空间传播（直射波） 基本传播（反射、绕射、散射）
2 移动信道的特征
四三种类效损应耗
3 移动信道的传播模型
阴自影由效空应间传播损耗
远慢近衰效落应损耗 多径效应 快衰落损耗 多普勒效应 2-3
2020/8/13
《移动通信》 通信理论教研中心
1 无线电波传播方式
1 ht
hr
2
1
1 ht
hr
2
d
2 d
d 2hthr
d
1.2.1 移动环境中的电波传播(反射波）
由路径差Δd引起的附加相移Δφ为
2 d
式中， 2π/λ称为传播相移常数。
这时接收场强E可表示为 E E0 (1 Rej ) E0 (1 R ej() )
注：直射波与反射波的合成场强将随反射系数以及 路径差的变化儿变化，有时会反相抵消，有时会同 向相加，造成合成波的衰落现象。
Rv=Rh = -1
即反射波场强的幅度与入射波场强的幅度 相等，而相差为180°。
1.2.1 移动环境中的电波传播(反射波）
直射波+反射波： 由发射点T发出的电波分别经过直射线(TR)与地 面反射路径(ToR)到达接收点R， 由于两者的路 径不同， 从而会产生附加相移。 由图 3 - 5 可知， 反射波与直射波的路径差为
(c (c
cos2 )1/ 2 cos2 )1/ 2
Rv
c c
sin sin
( c ( c
cos2 )1/ 2 cos2 )1/ 2
式中，εc是反射媒质的等效复介电常数， 它与反射媒
质的相对介电常数εr 、 电导率δ和工作波长λ有关，
即
c r j60
1.2.1 移动环境中的电波传播(反射波） 对于地面反射， 当工作频率高于150MHz(λ ＜2m)时，θ＜1°， 取极限由上式近似可得
AR
2 4
GR
式中， λ2/4π为各向同性天线的有效面积。
1.1 自由空间传播（直射波）
由上面式子可得：
PR
PT
GT
GR
4d
2
当收、 发天线增益为0dB， 即当GR=GT=1 时， 接收天线上获得的功率为：
PR
PT
4d
2
L fs
PT PR
4d
2
以dB计， 得
［Lfs］(dB) = 32.44+20lg d(km)+20lg f(MHz)
当典频型率的f传＞播30通M路Hz主时要，发射天线
③
有①直射波、②反射
① ②
接收天线
波、③地表面波
图 3 – 1 典型的传播通路
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2-4
1.1 自由空间传播（直射波）
➢ 条件：自由空间传播是指天线周围为无 限大真空时的电波传播。
➢ 现象：不发生反射、折射、绕射、散射 和吸广的收义 均等上 匀现， 媒只 质象要，，地其但面相电上对波空介经的电过大常气数一层ε段是和路相各径对向传导同播性磁之 后，率由μ电都磁等于波1能，量传扩播路散径而上引没起有的障传碍播物阻损挡耗， （弥到散达损接耗收天）线，的导地致面能反量射衰信号减场。强也可以忽
1.2.1 移动环境中的电波传播(反射波）
R = |R|e-jψ 式中， |R|为反射点上反射波场强与入射波 场强的振幅比，ψ代表反射波相对于入射 波的相移。
1.2.1 移动环境中的电波传播(反射波）
对于水平极化波和垂直极化波的反射系数Rh和Rv 分别由下列公式计算：
Rh
Rh
e j
sin sin