移动通信_第二章_移动通信电波传播与传播预测模型研究.pptx

第二章胡苏通信抗干扰技术国家级重点实验室移动通信移动通信电波与传播预测模型主要内容2.1概述2.2自由空间的电波传播2.33种基本电波传播机制2.4阴影衰落的基本特性2.5移动无线信道及特性参数2.6电波传播损耗预测模型2.1概述为什么研究无线信道的电波传播特性？2.1.概述白高斯噪声的定义和特点定义：如果一个噪声，它的幅度分布服从高斯分布，而它的功率谱密度又是均匀分布的，则称它为高斯白噪声为什么叫“白”由于白光是由各种频率（颜色）的单色光混合而成，因而此信号的这种具有平坦功率谱的性质被称作是“白色的”，此信号也因此被称作白噪声2.1.概述62.1.概述7dB25dB1e-31e-3无线电波传播特性移动通信泛指采用电磁波为传输媒介的无线通信频段划分7长波(LW，LongWave)，是指频率低于300KHz的所有电磁波。长波的特点是传输距离远，信号衰减小，由于频率低，所以携带信息量也小，故不适合传送信息量大的信号，该波段一般作为模拟（调幅）音频通信用。无线电波传播特性无线电波传播主要方式地波/地表面波传播天波传播空间波传播散射波传播8无线电波传播特性1，地波传播——电波沿着地球表面传播频率越低，地层的电导率越大，波长越长，越适合地波传播长波和中波适于地波f3000KHz,λ100m地波不受气候影响，传播比较稳定可靠。传播过程中，能量被大地不断吸收，因而传播距离不远。适宜较小范围里的通信和广播业务使用9地波传播无线电波传播特性2，天波传播——无线电波向天空辐射，由电离层反射到接收点电离层能反射电波，也能吸收电波频率越低，越易反射频率越低，反射的高度越低频率越低，电离层的吸收越大频率太高会穿透电离层而不能返回地面，频率太低会因为损耗太大而不能保证通信质量10电离层天波传播无线电波传播特性短波（即高频）是利用电离层反射传播的最佳波段3MHzf30MHz,100mλ10m无线电波传播特性3，空间波传播——从发射点经空间直线传播到接收点的无线电波叫空间波空间波传播距离一般限于视距范围，因此又叫视距传播。超短波和微波不能被电离层反射，主要是在空间直接传播。其传播距离很近，一般的传输距离也不过50公里左右中继传播12无线电波传播特性4，散射波传播在无法建立微波接力的地区，如沙漠、海疆、岛屿之间的通信，可以利用散射波传递信息。电离层和比电离层低的对流层等，都能散射微波和超短波无线电波，实现超视距通信。散射信号一般很弱，进行散射通信要求使用大功率发射机，高灵敏度接收机和方向性天线13不均匀大气无线电波传播特性蜂窝移动通信系统主要使用超高频UHF(300MHz~3GHz)的主要原因：UHF频段主要采用空间波传输，其覆盖方式适合于蜂窝移动通信系统UHF频段所需要的天线较短便于移动UHF频段受天气的影响较小14151.直射波(最强)3.绕射波(次强)2.反射波(次强)4.散射波(最弱)2.1.概述视距信道移动信道下的电波传播机制162.1.概述信道按是否存在视距分类视距信道：直射传播（LOS：Light-Of-Sight），如卫星传播信道非视距信道：非直射传播（Non-LOS）：绕射、散射、反射本节内容小结无线电波传播主要方式地波/地表面波传播天波传播空间波传播散射波传播蜂窝移动通信系统主要使用超高频UHF(300MHz~3GHz)的主要原因：UHF频段主要采用空间波传输，其覆盖方式适合于蜂窝移动通信系统UHF频段所需要的天线较短便于移动UHF频段受天气的影响较小1718本节内容小结移动信道下的电波传播机制直射波反射波绕射波散射波2.2自由空间的电波传播20回顾各向同性天线没有体积、不存在损耗的点源辐射器。其方向图为球体，在各个方向具有相同的辐射强度天线增益方向性天线在某方向的某位置达到辐射场强Um所用的发射功率为Pt，而均匀辐射的点源天线所需的功率为P0，则21直射：电波沿直线传播的传播方式自由空间电波传播损耗在理想的、均匀的、各向同性的介质中传播，无反射、折射、绕射、散射和吸收现象其单位面积中的能量会因扩散引起损耗前提：发射天线远离地球，或没有阻挡物22发射天线为各向均匀辐射时，以发射源为中心，d为半径的球面上单位面积的功率为：如天线具有方向性（发射天线增益为GT），在主波束方向通过单位面积的功率为：Frris自由空间模型(FriisH.T.,Proc.IRE,1946)设：1,接收天线增益Gr;2,发射天线增益为Gt3,发射功率为Pt,4接收天线与发射天线的距离为d23主波束方向通过单位面积的功率接收天线有效面积AR:抛物面天线，假定天线口面场具有等相、等幅分布[1][2]则接收天线所截获的功率为[1]DipakL.SenguptaValdis，应用电磁学与电磁兼容[2]/p-000904166897.html设：1,接收天线增益Gr;2,发射天