1.2移动通信信道解析
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o
1.2 移动通信信道
超视距传播的极限距离公式为：
第1章 移动通信技术基础
D' 4.12103
ht hr
m
在实际情况下， 电波的直射路径上存在各种障碍物， 由障碍 物引起的附加传播损耗称为绕射损耗。 所以，电波传播损耗应为： L
L f s 附加损耗
1.2 移动通信信道
第1章 移动通信技术基础
f
m 90010 3
6
（3）、抗干扰能力强
1 3 1 较小发射功率有较好信噪比 m 0.08333 cm 4 4 12
1.2 移动通信信道
当频率大于30MHZ时，典型的传播方式如图：
第1章 移动通信技术基础
发射
天线
③
① ②
接收
天线
① 直射波：是VHF,UHF频段的主要传播方式 ② 反射波 ③ 地表面波
直射波传播的最大距离由收发天线高度，地球曲率半径及大气折射共同决定 当地球半径为6.37×106m时，视距传播的极限距离公式为：
D d1 d 2 2Re ( ht hr ) 3.57103 ht hr
A d1 C d2 B
m
ht
h r
Re
ht、hr分别为发射天线与接收天线的高度 实际上，在超过极限距离下也能收到 较强的信号，这种现象叫超视距传播，引 起它的原因是大气折射
图1.2 – 2 绕射损耗与余隙关系
1.2 移动通信信道
第1章 移动通信技术基础
图中纵坐标为绕射引起的附加损耗， 即相对于自由空间传播损耗的分贝数
横坐标为x/x1, 其中x1是第一菲涅尔区在P点横截面的半径 它由下列关系式可求得： x1 由图知： 当x/x1＞0.5 时， 附加损耗约0dB， 即障碍物对直射波传播基本没影响 为此， 在选择天线高度时， 根据地形尽可能使服务 区内各处的菲涅尔余隙x＞0.5x1 当x＜0时， 即直射线低于障碍物顶点时， 损耗急剧增加 当x=0时， 即TR直射线从障碍物顶点擦过时， 附加损耗约为 6dB
1.2 移动通信信道
2. 直射波分析（按自由空间传播来考虑） 自由空间：天线周围无限大的真空——理想传播条件 自由空间传播损耗：与频率和传输距离有关
第1章 移动通信技术基础
传播路径上没有障碍物阻挡，电波可视作在自由空间传播 自由空间传播损耗常用的计算公式：
4d L fs
造卫星中继、光导纤维以及光波视距传播等传输媒介构成的广义信道
1.2 移动通信信道
● 随参信道：信道特性随时间随机快速变化
第1章 移动通信技术基础
若传输媒介随时间随机快速变化，则构成的广义信道通常属于随参信道 例如：陆地移动信道、短波电离层反射信道、超短波流星余迹散射信道、超 短波及微波对流层散射信道、超短波电离层散射以及超短波视距饶射等信道
注：d---km f—-MHZ
2
4d L fs 10lg 32.45 20lg d 20lg f
2
来自百度文库
dB
收发天线之间的距离 工作频率
当f提高一倍或λ 减少一半时，损耗增加6dB 当d增加一倍时，损耗也增加6dB
1.2 移动通信信道
第1章 移动通信技术基础
设障碍物与发射点和接收点的相对位置如图 1.2-1 所示。 x表示障碍物顶点P至直射线TR的距离，称为菲涅尔余隙。 规定阻挡时余隙为负，如图(a)；
P x d1 h1 d2 h2
无阻挡时余隙为正，如图(b)。
T d 1 d2 x h1 P R h2
T
R
(a)
(b)
图1.2-1障碍物与余隙
(a) 负余隙； (b) 正余隙
1.2 移动通信信道
－4 －2 0 2 4
第1章 移动通信技术基础
由障碍物引起的绕射损耗与菲涅尔余隙的关系如图 1.2- 2所示。
绕 射 损 耗 / dB
6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 － 2.5 － 2.0－ 1.5 － 1.0 － 0.50 x / x1
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
1.2 移动通信信道
一、 电波传播特性 二、 VHF、UHF电波传播特性 三、 移动信道特征 四、 移动信道的传播损耗
1.2 移动通信信道
按传输介质
有线信道 无线信道
第1章 移动通信技术基础
恒参信道
按信道特性参数与外界的关系 变参信道 （随参信道）
● 恒参信道：信道特性不随时间变化或变化很缓慢 若传输媒介是基本不随时间变化的，所构成的广义信道通常属于恒参信道 例如：由架空明线、电缆、中长波地波传播、超短波及微波视距传播、人
随参信道的传输媒介具有以下三个特点：
（1）信号的衰耗随时间随机变化 （2）信号传输的时延随时间随机变化
（3）多径传播
1.2 移动通信信道
一、 电波传播特性
电波的分类 按传播方式的不同分为5种： （1）直射波：电波从发射天线到接收天线的方式
第1章 移动通信技术基础
（2）反射波：在传播过程中会在物体表面发生反射，形成反射波 反射常发生于地表，墙壁等
1.2 移动通信信道
二、 VHF、UHF电波传播特性
1、使用VHF、UHF的原因： （1）、适合于移动通信
第1章 移动通信技术基础
VHF、UHF传播主要在视觉范围内，一般为几十公里，大部分车 辆日常移动半径为几十公里 （2）、天线较短便于移动 天线长度决定于波长，移动台中最多使用的是 4 的线状天线 900MHZ 8.3CM c 3.0 108 1 450MHZ 17CM
（3）绕射波：电波在传播过程中被尖锐的边缘阻挡时，由阻挡表面产生
二次波散布于空间，甚至到达阻挡体的背面，这称绕射波 （4）散射波：电波遇到阻碍物表面粗糙或体积小，但数目多时，会 在其表面发生散射，形成散射波 （5）地表面波：沿地球表面传播 忽略不计
1.2 移动通信信道
第1章 移动通信技术基础
反射波 直射波 绕射波
d1d 2
d1 d 2
1.2 移动通信信道
第1章 移动通信技术基础
例1 ：设图 1.2- 1(a)所示的传播路径中， 菲涅尔余隙x=-82m, d1=5km, d2=10km, 工作频率为150MHz。 试求出电波传播损耗。 解：先求出自由空间传播的损耗Lfs为
［Lfs］ = 32.44+20lg(5+10)+20lg 150 = 99.5dB
1.2 移动通信信道
超视距传播的极限距离公式为：
第1章 移动通信技术基础
D' 4.12103
ht hr
m
在实际情况下， 电波的直射路径上存在各种障碍物， 由障碍 物引起的附加传播损耗称为绕射损耗。 所以，电波传播损耗应为： L
L f s 附加损耗
1.2 移动通信信道
第1章 移动通信技术基础
f
m 90010 3
6
（3）、抗干扰能力强
1 3 1 较小发射功率有较好信噪比 m 0.08333 cm 4 4 12
1.2 移动通信信道
当频率大于30MHZ时，典型的传播方式如图：
第1章 移动通信技术基础
发射
天线
③
① ②
接收
天线
① 直射波：是VHF,UHF频段的主要传播方式 ② 反射波 ③ 地表面波
直射波传播的最大距离由收发天线高度，地球曲率半径及大气折射共同决定 当地球半径为6.37×106m时，视距传播的极限距离公式为：
D d1 d 2 2Re ( ht hr ) 3.57103 ht hr
A d1 C d2 B
m
ht
h r
Re
ht、hr分别为发射天线与接收天线的高度 实际上，在超过极限距离下也能收到 较强的信号，这种现象叫超视距传播，引 起它的原因是大气折射
图1.2 – 2 绕射损耗与余隙关系
1.2 移动通信信道
第1章 移动通信技术基础
图中纵坐标为绕射引起的附加损耗， 即相对于自由空间传播损耗的分贝数
横坐标为x/x1, 其中x1是第一菲涅尔区在P点横截面的半径 它由下列关系式可求得： x1 由图知： 当x/x1＞0.5 时， 附加损耗约0dB， 即障碍物对直射波传播基本没影响 为此， 在选择天线高度时， 根据地形尽可能使服务 区内各处的菲涅尔余隙x＞0.5x1 当x＜0时， 即直射线低于障碍物顶点时， 损耗急剧增加 当x=0时， 即TR直射线从障碍物顶点擦过时， 附加损耗约为 6dB
1.2 移动通信信道
2. 直射波分析（按自由空间传播来考虑） 自由空间：天线周围无限大的真空——理想传播条件 自由空间传播损耗：与频率和传输距离有关
第1章 移动通信技术基础
传播路径上没有障碍物阻挡，电波可视作在自由空间传播 自由空间传播损耗常用的计算公式：
4d L fs
造卫星中继、光导纤维以及光波视距传播等传输媒介构成的广义信道
1.2 移动通信信道
● 随参信道：信道特性随时间随机快速变化
第1章 移动通信技术基础
若传输媒介随时间随机快速变化，则构成的广义信道通常属于随参信道 例如：陆地移动信道、短波电离层反射信道、超短波流星余迹散射信道、超 短波及微波对流层散射信道、超短波电离层散射以及超短波视距饶射等信道
注：d---km f—-MHZ
2
4d L fs 10lg 32.45 20lg d 20lg f
2
来自百度文库
dB
收发天线之间的距离 工作频率
当f提高一倍或λ 减少一半时，损耗增加6dB 当d增加一倍时，损耗也增加6dB
1.2 移动通信信道
第1章 移动通信技术基础
设障碍物与发射点和接收点的相对位置如图 1.2-1 所示。 x表示障碍物顶点P至直射线TR的距离，称为菲涅尔余隙。 规定阻挡时余隙为负，如图(a)；
P x d1 h1 d2 h2
无阻挡时余隙为正，如图(b)。
T d 1 d2 x h1 P R h2
T
R
(a)
(b)
图1.2-1障碍物与余隙
(a) 负余隙； (b) 正余隙
1.2 移动通信信道
－4 －2 0 2 4
第1章 移动通信技术基础
由障碍物引起的绕射损耗与菲涅尔余隙的关系如图 1.2- 2所示。
绕 射 损 耗 / dB
6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 － 2.5 － 2.0－ 1.5 － 1.0 － 0.50 x / x1
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
1.2 移动通信信道
一、 电波传播特性 二、 VHF、UHF电波传播特性 三、 移动信道特征 四、 移动信道的传播损耗
1.2 移动通信信道
按传输介质
有线信道 无线信道
第1章 移动通信技术基础
恒参信道
按信道特性参数与外界的关系 变参信道 （随参信道）
● 恒参信道：信道特性不随时间变化或变化很缓慢 若传输媒介是基本不随时间变化的，所构成的广义信道通常属于恒参信道 例如：由架空明线、电缆、中长波地波传播、超短波及微波视距传播、人
随参信道的传输媒介具有以下三个特点：
（1）信号的衰耗随时间随机变化 （2）信号传输的时延随时间随机变化
（3）多径传播
1.2 移动通信信道
一、 电波传播特性
电波的分类 按传播方式的不同分为5种： （1）直射波：电波从发射天线到接收天线的方式
第1章 移动通信技术基础
（2）反射波：在传播过程中会在物体表面发生反射，形成反射波 反射常发生于地表，墙壁等
1.2 移动通信信道
二、 VHF、UHF电波传播特性
1、使用VHF、UHF的原因： （1）、适合于移动通信
第1章 移动通信技术基础
VHF、UHF传播主要在视觉范围内，一般为几十公里，大部分车 辆日常移动半径为几十公里 （2）、天线较短便于移动 天线长度决定于波长，移动台中最多使用的是 4 的线状天线 900MHZ 8.3CM c 3.0 108 1 450MHZ 17CM
（3）绕射波：电波在传播过程中被尖锐的边缘阻挡时，由阻挡表面产生
二次波散布于空间，甚至到达阻挡体的背面，这称绕射波 （4）散射波：电波遇到阻碍物表面粗糙或体积小，但数目多时，会 在其表面发生散射，形成散射波 （5）地表面波：沿地球表面传播 忽略不计
1.2 移动通信信道
第1章 移动通信技术基础
反射波 直射波 绕射波
d1d 2
d1 d 2
1.2 移动通信信道
第1章 移动通信技术基础
例1 ：设图 1.2- 1(a)所示的传播路径中， 菲涅尔余隙x=-82m, d1=5km, d2=10km, 工作频率为150MHz。 试求出电波传播损耗。 解：先求出自由空间传播的损耗Lfs为
［Lfs］ = 32.44+20lg(5+10)+20lg 150 = 99.5dB