移动通信的基本技术之电波传播

无线电波
一般我们把音频信号叫做调制信号。将发射机中的振荡电 路产生频率很高的电磁振荡，称为载波。音频信号加到 “载波”的过程叫做调制，经过调制后的高频振荡信号叫 已调信号。已调信号是装载有信息的无线电波，通过天线 辐射出去，这种传播信息的方式称为无线电通信。无线电 通信就是不用导线的通信。 电磁波是无线通信的载体。
无线电波
无线电波的频率从几十KHz到几万MHz。为了便于应用， 习惯上将无线电频率范围划分为若干区域，叫做频段或波 段。 不同频段的无线电波，其传播方式、主要用途和特点也不 相同。按波长划分的波段名称、相应波长范围和它们的主 要用途。
无线电频段划分
波段名称 长波 中波 波长范围 103～104M 2×102～ 103M 频率范围 30 ～300kHz 300～ 1500kHz 频段名称 LF低频 MF中频 传播媒质 地面波 天波、地面波 用途 电报 导航 长距离通信 无线电波广播、导航、海上移动 通信、地对空通信
主要内容
电波传播分析 调制与解调技术 编码和解码技术 多址技术 抗噪声和干扰技术
交织技术
分集技术
1. 无线电波的传播
研究任何无线通信系统必须弄清电波传播的特性，下面先 介绍电波的基本概念。
在中学阶段学习物理时我们就已经知道，通有交流电流的 导体的周围，会产生变化的磁场，变化的磁场又引起变化 的电场，变化的电场又在它周围更远的地方引起变化的磁 场。磁场、电场不断的互相交替产生，向四周空间传播的 电磁场，叫电磁波。无线电波是电磁波的一种。
电波传播现象
1) 直射波：电波传播过程中没有遇到任何的障碍物, 直接到达接收端 的电波, 称为直射波。直射波更多出现于理想的电波传播环境中。
2) 反射波：电波在传播过程中遇到比自身的波长大得多的物体时, 会 在物体表面发生反射, 形成反射波。 反射常发生于地表、 建筑物的墙 壁表面等。 3) 绕射波：电波在传播过程中被尖利的边缘阻挡时, 会由阻挡表面产 生二次波, 二次波能够散布于空间, 甚至到达阻挡体的背面, 那些到达 阻挡体背面的电波就称为绕射波。 由于地球表面的弯曲性和地表物体 的密集性, 使得绕射波在电波传播过程中起到了重要作用。 4) 散射波：电波在传播过程中遇到障碍物表面粗糙或者体积小但数目 多时, 会在其表面发生散射, 形成散射波。 散射波可能散布于许多方向, 因而电波的能量也被分散于多个方向。
无线电波的波长、频率和传播速度的关系：
λ ＝Ｖ/ｆ Ｖ为速度(m/s)；ｆ为频率(Hz)；λ 为波长(m)
不同介质中传播速度不同、波长不同
无线电波
人耳能听到的声音频率在20Hz～20KHz之间，称之为音 频，声音的传播速度为340m/s，受环境影响较大，衰减 很快，所以不能传送到很远的地方。 电磁波频率高，传播速度与光速一样，可达3×108m/s， 具有较强的辐射力和较长的传播距离，但人耳却听不到。 如果将声音通过话筒转换成电信号，装载到具有强辐射力、 波长短、频率很高的电磁振荡波上，然后借助天线发射出 去。经这样装载的声音就可以传播得很远。
倾斜（+45°/-45 °）极化
无线电波的传播方式
无线电广播采用垂直极化波（电场方向垂直地面）；电视 采用水平极化波（电场方向与地面平行）；卫星通信采用 平面圆极化波（电场振幅不随时间变化，方向以等角速度 旋转）。在移动通信中，发射天线采用的是垂直极化。
电波的传播方式
在分析电波传播特性时总是以自由空间的传播环境为参考 进行。
中短波
短波 超短波 分米波 厘米波
50～ 2×102M
10～50M 1～10M 1～10dm 1～10cm
1．6～6MHz
6 ～30MHz 30～300 MHz 300～3000 MHz 3～30GHz
IF
HF高频 VHF甚高频 UHF超高频 SHF特高频
天波为主
电离层反射波 天波 天波、空间波 天波、外球层传播
无线电波是一种能量的传输形式 • 电场和磁场在空间交替变换，向前行进 • 传播过程中，电场和磁场在空间是相互垂直的，同时这两者又 都垂直于传播方向。
无线电波
无线电波的传播速度
传播速度和传播媒质有关
真空中的传播速度等于光速(Ｃ＝3×108m／s ) 空气中的传播速度略小于光速（通常认为它等于光速 ）
广播中长距离通信
无线电广播通信、中长距离通信 雷达、电视、短距离通信 短距离通信、电视通信 中继通信、无线电通信
毫米波
亚毫米波
1～10mm
1mm以下
30～300GHz
300GHz以上
EHF极高频
超极高频 光纤
雷达通信
光通信
无线电波的极化
概念：无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规 律而变化 电波的极化方向：无线电波的电场方向
极化波必须用对应的极化特性的天线接收，否则在接收过 程中会产生极化损失
极化的类型
• 线极化 – 水平极化、垂直极化 – +45°倾斜极化、- 45°倾斜极化 • 椭圆极化 • 圆极化
双极化天线
两个天线为一个整体，有两个独立的波，这两个波的极化 方向相互垂直
类型
V/H（垂直/水平）极化
移动通信的基本技术
【本章内容简介】本章着重介绍了移动通信系统所涉及的 主要技术，通过学习调制解调技术、编码技术、交织技术、 基带传输、多址技术、跳频扩频技术和分集接收技术，了 解这些技术的基本概念、主要特点、应用范围和方式，为 掌握移动通信系统的工作原理和方法打下坚实的基础。 【学习重点与要求】重点掌握调制解调技术、编码技术、 跳频扩频技术等的基本概念、主要特点和应用范围，了解 MSK类调制的性能比较，掌握伪随机（PN）序列基本特 性。
自由空间
一种理想的、均匀的、各向同性的介质空间
当电磁波在自由空间中传播时直线传播，不发生反射、折射、散 射和吸收现象
只存在电磁波能量扩散而引起的传播损耗
实际传播环境中电波的传播方式
直射、反射、绕射、散射
电波传播分析
1.电波传播方式
直射波


反射波
绕射波来自百度文库
散射波
电波传播分析