移动信道的传播特性
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第三代移动通信——IMT-2000也将使用1.8-2.2GHz频段 （UHF）。 • 那么，VHF、UHF频段电波传播有些什么特性呢？
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移动通信概论
2.1 陆地无线电波传播特性
2.1.1 电波传播方式 2.1.2 直射波 2.1.3 大气中的电波传播 2.1.4 障碍物的影响与绕射损耗 2.1.5 反射波 2.1.6 散射波
1)对移动 信道有一 个全面深 入的理解
2)更好地 理解经历 信道后的 信号变化 机理
移动通信概论
本次课解决的问题
自由空间传播损耗模型？ 电波传播的几种方式？自由空间传播模型和两径
传播模型的传播损耗如何计算？
1. 掌握移动通信中电波传播的主要方式 2. 掌握自由空间电波传播损耗规律 3. 理解两径传播模型的合成场强计算方法及传播损耗规律
移动通信概论
3G移动通信概论
朱广强 zgq@fjnusoft.com
移动通信概论
第2章 移动通信信道
讲述内容
2.1 陆地无线电波传播特性 2.2 移动通信信道的多径传播特性 2.3 描述多径衰落信道的主要参数 2.4 阴影衰落的基本特性 2.5 电波传播损耗预测模型 2.6 多径衰落信道的建模和仿真
千米波 (长波)
百米波 (中波)
天波,地波,以地波传 播为主
主要以地波播,夜间 天波亦可传播
(200~3000)kHz,主要用于广 播,无线电导航,海上移动通 信,地对空通信
HF
高频 3MHz~30 High MHz
十米波 (短波)
地波传播距离极近, 主要用于定点通信,航海和航
以视距内直线传播为 空移动通信,广播,热带广播
移动通信概论
电磁波的基本特特征
10
移动通信概论
2.1.1 电波传播方式
• VHF与UHF频段，典型传播方式 1、直射 2、反射 3、散射 4、绕射
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移动通信概论
2.1 陆地无线电波传播特性 2.1.1 电波传播方式 2.1.2 直射波 2.1.3 大气中的电波传播 2.1.4 障碍物的影响与绕射损耗 2.1.5 反射波 2.1.6 散射波
SHF
超高频 Super
3GHz~30 GHz
厘米波 (微波)
1GHz-10GHz,主要用于无线 电微波接力系统,其次是定点 通信和移动通信业务
极高频 EHF Extremel 30GHz~30
毫米波
10GHz以上,主要用于无线电 中继接力通信,空间通信,雷
移动通信概论
概述
• 目前典型移动通信使用频段： 1、150 MHz （VHF） 2、450 MHz （UHF） 3、900 MHz （UHF） 4、1800MHz （UHF）
重点：典型传播方式及传播损耗规律 难点：两径传播模型的合成场强计算
移动通信概论
概述
• 信道分类 – 按传输媒质分 • 有线信道 • 无线信道 – 根据信道特性参数随时间变化的快慢 • 恒参信道：传输特性随时间变化速度极慢，或者 说在足够长的时间内，其参数基本不变。 • 变参信道：传输特性随时间的变化较快。
第一次课 第二次课 第三次课
移动通信概论
第2章 移动通信信道
要求与重点
1. 掌握移动通信中电波传播的主要方式，理解两径 传播模型的合成场强计算方法。
2. 掌握多径传播的基本特性，理解多径衰落对数字 移动通信的影响。
3. 理解描述多径信道的参数，了解小范围衰落模型。 4. 掌握电波传播损耗的预测。 5. 了解移动通信信道的建模与仿真
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移动通信概论
2.1.2 直射波
• 采用模型 – 自由空间传播模型
• 自由空间模型的定义 – 天线周围是均匀无损耗的无限大空间 – 大气层是各向同性的均匀媒质 – 电导率为0，相对介电常数和相对磁导率为1
• 自由空间特性 – 不存在电波的反射、折射、绕射、色散和吸收 等现象，电波的传播速率等于真空中光速C
移动通信概论
第2章 移动通信信道
通过本章学习，着重解决以下问题： • 大尺度传播特性
– 大尺度传播模型:描述的是发射机与接收机之 间(T-R)长距离(几千米、数百波长量级)上的场 强变化。
• 小尺度传播特性 – 小尺度传播模型:描述短距离(数十波长以下量 级) 内的接收场强的传播模型。 – 统计特性 – 主要参数 – 建模与仿真
移动通信概论
模型适用范围及接收功率计算公式
• 自由空间传播模型
– 距发Байду номын сангаас机d处天线的接收功率
• 物理意义
→ —与d2成反比 距离越远，衰减越大。
→ —与l2成正比（与f2成反比） 频率越高，衰减越大。
—综合损耗L(L>=1)通常归因于传输线衰减、滤波损耗和
天线损耗，L＝1则表明系统硬件中无损耗。
移动通信概论
自由空间损耗
• 自由空间损耗的本质 – 球面波在传播过程中，随着传播距离增大，球面单位 面积上的能量减小了，而接收天线的有效截面积是一 定的，故而接收天线所捕获的信号功率是减小了，这 是自由空间损耗的本质。
PR
d
PT
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移动通信概论
模型适用范围及接收功率计算公式
– 模型适用范围
• 接收机和发射机之间是完全无阻隔的视距路径LOS 。 • 仅当视距大于发射天线远场距离时适用。
主
及业余无线电等
VHF UHF
基高频 Very
特高频 Ultra
30MHz ~300MHz
300MHz ~3000MHz
米波 (超短波)
分米波 (微波)
视距内直线传播
(30~1000)MHz,主要用于电
视广播,陆上移动通信,航空
与光的传播特性基本 移动通信,海上移动通信,定
相同
点通信,空间通信和雷达等
– 距发射机d处天线的接收功率
• 数学表达式（ Friis公式）
Pr
(d )
Pt Gt Gr 2 (4 ) 2 d 2 L
其中，Pt为发射功率，亦称有效发射功率； Pr(d)是接收功率， 为T-R距离的幂函数；Gt是发射天线增益；Gr是接收天线增益；
d是T-R间距离；L是与传播无关的系统损耗因子；λ为波长。
• 移动通信信道 • 典型的无线变参信道。
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缩写 移动名通称信概论频率范围 波长名称
传播方式
目前频率分配情况
VLF
基低频
30kHz以下
万米波 (甚长波)
天波,地波,以地波传 播为主
(10~20)kHz,主要用于无线电 导航,海上移动通信和广播
LF
低频 30kHz~30 Low 0kHz
MF
中频 300kHz Medium ~3000kHz
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移动通信概论
2.1 陆地无线电波传播特性
2.1.1 电波传播方式 2.1.2 直射波 2.1.3 大气中的电波传播 2.1.4 障碍物的影响与绕射损耗 2.1.5 反射波 2.1.6 散射波
1)对移动 信道有一 个全面深 入的理解
2)更好地 理解经历 信道后的 信号变化 机理
移动通信概论
本次课解决的问题
自由空间传播损耗模型？ 电波传播的几种方式？自由空间传播模型和两径
传播模型的传播损耗如何计算？
1. 掌握移动通信中电波传播的主要方式 2. 掌握自由空间电波传播损耗规律 3. 理解两径传播模型的合成场强计算方法及传播损耗规律
移动通信概论
3G移动通信概论
朱广强 zgq@fjnusoft.com
移动通信概论
第2章 移动通信信道
讲述内容
2.1 陆地无线电波传播特性 2.2 移动通信信道的多径传播特性 2.3 描述多径衰落信道的主要参数 2.4 阴影衰落的基本特性 2.5 电波传播损耗预测模型 2.6 多径衰落信道的建模和仿真
千米波 (长波)
百米波 (中波)
天波,地波,以地波传 播为主
主要以地波播,夜间 天波亦可传播
(200~3000)kHz,主要用于广 播,无线电导航,海上移动通 信,地对空通信
HF
高频 3MHz~30 High MHz
十米波 (短波)
地波传播距离极近, 主要用于定点通信,航海和航
以视距内直线传播为 空移动通信,广播,热带广播
移动通信概论
电磁波的基本特特征
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移动通信概论
2.1.1 电波传播方式
• VHF与UHF频段，典型传播方式 1、直射 2、反射 3、散射 4、绕射
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移动通信概论
2.1 陆地无线电波传播特性 2.1.1 电波传播方式 2.1.2 直射波 2.1.3 大气中的电波传播 2.1.4 障碍物的影响与绕射损耗 2.1.5 反射波 2.1.6 散射波
SHF
超高频 Super
3GHz~30 GHz
厘米波 (微波)
1GHz-10GHz,主要用于无线 电微波接力系统,其次是定点 通信和移动通信业务
极高频 EHF Extremel 30GHz~30
毫米波
10GHz以上,主要用于无线电 中继接力通信,空间通信,雷
移动通信概论
概述
• 目前典型移动通信使用频段： 1、150 MHz （VHF） 2、450 MHz （UHF） 3、900 MHz （UHF） 4、1800MHz （UHF）
重点：典型传播方式及传播损耗规律 难点：两径传播模型的合成场强计算
移动通信概论
概述
• 信道分类 – 按传输媒质分 • 有线信道 • 无线信道 – 根据信道特性参数随时间变化的快慢 • 恒参信道：传输特性随时间变化速度极慢，或者 说在足够长的时间内，其参数基本不变。 • 变参信道：传输特性随时间的变化较快。
第一次课 第二次课 第三次课
移动通信概论
第2章 移动通信信道
要求与重点
1. 掌握移动通信中电波传播的主要方式，理解两径 传播模型的合成场强计算方法。
2. 掌握多径传播的基本特性，理解多径衰落对数字 移动通信的影响。
3. 理解描述多径信道的参数，了解小范围衰落模型。 4. 掌握电波传播损耗的预测。 5. 了解移动通信信道的建模与仿真
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移动通信概论
2.1.2 直射波
• 采用模型 – 自由空间传播模型
• 自由空间模型的定义 – 天线周围是均匀无损耗的无限大空间 – 大气层是各向同性的均匀媒质 – 电导率为0，相对介电常数和相对磁导率为1
• 自由空间特性 – 不存在电波的反射、折射、绕射、色散和吸收 等现象，电波的传播速率等于真空中光速C
移动通信概论
第2章 移动通信信道
通过本章学习，着重解决以下问题： • 大尺度传播特性
– 大尺度传播模型:描述的是发射机与接收机之 间(T-R)长距离(几千米、数百波长量级)上的场 强变化。
• 小尺度传播特性 – 小尺度传播模型:描述短距离(数十波长以下量 级) 内的接收场强的传播模型。 – 统计特性 – 主要参数 – 建模与仿真
移动通信概论
模型适用范围及接收功率计算公式
• 自由空间传播模型
– 距发Байду номын сангаас机d处天线的接收功率
• 物理意义
→ —与d2成反比 距离越远，衰减越大。
→ —与l2成正比（与f2成反比） 频率越高，衰减越大。
—综合损耗L(L>=1)通常归因于传输线衰减、滤波损耗和
天线损耗，L＝1则表明系统硬件中无损耗。
移动通信概论
自由空间损耗
• 自由空间损耗的本质 – 球面波在传播过程中，随着传播距离增大，球面单位 面积上的能量减小了，而接收天线的有效截面积是一 定的，故而接收天线所捕获的信号功率是减小了，这 是自由空间损耗的本质。
PR
d
PT
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移动通信概论
模型适用范围及接收功率计算公式
– 模型适用范围
• 接收机和发射机之间是完全无阻隔的视距路径LOS 。 • 仅当视距大于发射天线远场距离时适用。
主
及业余无线电等
VHF UHF
基高频 Very
特高频 Ultra
30MHz ~300MHz
300MHz ~3000MHz
米波 (超短波)
分米波 (微波)
视距内直线传播
(30~1000)MHz,主要用于电
视广播,陆上移动通信,航空
与光的传播特性基本 移动通信,海上移动通信,定
相同
点通信,空间通信和雷达等
– 距发射机d处天线的接收功率
• 数学表达式（ Friis公式）
Pr
(d )
Pt Gt Gr 2 (4 ) 2 d 2 L
其中，Pt为发射功率，亦称有效发射功率； Pr(d)是接收功率， 为T-R距离的幂函数；Gt是发射天线增益；Gr是接收天线增益；
d是T-R间距离；L是与传播无关的系统损耗因子；λ为波长。
• 移动通信信道 • 典型的无线变参信道。
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缩写 移动名通称信概论频率范围 波长名称
传播方式
目前频率分配情况
VLF
基低频
30kHz以下
万米波 (甚长波)
天波,地波,以地波传 播为主
(10~20)kHz,主要用于无线电 导航,海上移动通信和广播
LF
低频 30kHz~30 Low 0kHz
MF
中频 300kHz Medium ~3000kHz