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第三章 移动信道中的电波传播与分集接收 3.1 无线电波传播 3.2 移动信道特征 3.3 陆地移动信道的场强估算 3.4 其它移动信道的传输特点 3.5 分集接收 3.2 移动信道特征 3.2.1 传播路径与信号衰落 3.2.2 多径效应与瑞利衰落 3.2.3 慢衰落特性和衰落储备 3.2.4 多径时散与相关带宽 (1) 接收端的合成场强 直射波 反射波 散射波 绕射波 (1) 接收端的合成场强 合成场强E为： (2) 典型信号衰落特性 接收信号是多个电波合成的； 直射波、反射波或散射波在接收地点形成干涉场，使信号产生深度且快速的衰落。 多径衰落信号包络服从瑞利分布，其概率密度函数为： 由式（3-44）可知，多径衰落信号服从瑞利分布，故称为瑞利衰落( Rayleight ) 。 瑞利分布和正态分布比较 包络 r 的中值： 得到 r 的中值：rmedian=1.177σ 而 r 的平均值： rmean=1.532σ 因此，瑞利衰落信号的平均 值与中值仅相差0.55dB。 这一点要搞明白 上述分析和大量实测表明：多径效应使接收信号包络变化接近瑞利分布。在典型移动信道中： 衰落深度达30dB 左右； 衰落速率约30-40次/秒。 衰落速率：每秒钟信号包络经过中值电平次数的一半。 (1) 小尺度衰落（快衰落） (2) 快衰落的三个主要效应表现 经过短距离或短时间传播的信号幅度急速变化； 不同多径信号存在时变多普勒（Doppler）引 起的随机频率调制； 多径传播时延引起的时延扩展。 (3) 多普勒效应 移动台以速率 v 在长度为 d 的路径上运动，信号电波从源 S 出发，在 x 点和 y 点分别被移动台接收时的路径差为： Δl=dcosθ= vΔtcosθ (3) 多普勒效应 多普勒频移：由图看出由路程差造成的接收信号相位变化为： 由此可得出频率变化值, 即多普勒频移： fi 与移动台速度 v ,及运动方向与入射波夹角 θi 有关。 (3) 多普勒效应 多普勒频移使接收频率变为： fR= f0+ fi 若移动台 入射波方向， 则 fi 为正，fR 若移动台 入射波方向，则 fi 为负， fR 信号经不同方向传播，多径分量造成接收信号多普勒扩散，因而造成频率调制。 (4) 多径时散：多径效应在时域上造成信号时间扩散的现象 。 (4) 多径时散 (4) 多径时散 假定 E(τ) 为 不同时延信号构成的时延谱。 ① 平均时延 ：是E(τ) 的 一阶矩： ② 多径时延扩展Δ：是E(τ) 二阶矩的均方根（rms)。 Δ表明了多径时散扩展的程度：Δ↑，时延扩展越严重； Δ↓，时延扩展越轻。 (5) 相关带宽 Bc： Bc：是指一特定频率范围，在该范围内，两个频率分量有很强的幅度相关性。 角度调制信号的相关带宽： (5) 相关带宽 Bc： 例如：Δ=3μs, Bc=1/(2πΔ)=53kHz。此时传输信号的带宽应小于Bc=53kHz。 从频域的观点来看：多径时散将导致频率选择性衰落，即信道对不同频率有不同的频率响应。这是因为信号带宽大于信道带宽。 多径时间延迟引起的频率选择性衰落导致符号间干扰，造成移动系统不可减少的误码率。 这一点要搞清楚 慢衰落（长期衰落）：当信号电平发生快衰落的同时，其局部中值电平还随地点、时间以及移动台速度作比较平缓的变化，其衰落周期以秒级计，称为慢衰落或长期衰落。 慢衰落产生的原因：由于移动台的不断运动，电波传播路径上的地形、地物是不断变化的，因而局部中值也是变化的。这种变化造成的衰落比多经效应引起的快衰落要慢的多，所以称作慢衰落。 慢衰落特性：近似服从对数正态分布。 对数正态分布：以分贝数表示的信号电平为正态分布。 移动信道电波传播条件十分恶劣 计算场强的方法：分析和统计相结合 分析：了解各因素的影响，以自由空间传播为基础； 统计：大量实验，各种地形、地物下传播损耗、频率、天线高度之间的关系； 修正 3.3.1 接收机输入电压、功率与场强的关系 3.3.2 地形、地物分类 3.3.3 中等起伏地形上传播损耗的中值 3.3.4 不规则地形上传播损耗的中值 3.3.5 任意地形地区的传播损耗中值 (1) 接收机输入电压 天线上感应的信号电势Us = 接收机的输入电压；？ 接收机输入端的端电压U； Us = 2U 以分贝计的电压和功率 电压以1μV作基准： [Us]=20lg Us +120 (dBμV) 功率以1mW作基准： (2) 接收场强与接收电压的关系