移动通信技术——第2章 无线移动信道.pptVIP

图2-13 多径效应 2.7.1 多普勒效应 由于移动台的高速移动而产生的传播信号频率的扩散，称为多普勒效应，如图2-14所示。 图2-14 多普勒效应 传播信号频率扩散程度与移动台的运动速度成正比，即多普勒频率fd为 式中，v是移动台的速度，?是传播信号的波长，?是移动台前进方向与入射波的夹角。 当移动台运动方向与入射波一致时，最大多普勒频移 。多普勒频率fd也可以表示为 2.7.2 多径信道描述 1．多径信道的冲激响应模型 冲激响应是信道的一个重要特性，可用于比较不同通信系统的性能，无线移动通信系统的多径信道与无线信道的冲激响应直接相关。 移动无线信道可建模为一个具有时变冲激响应特性的线性滤波器，信号的滤波特性以任一时刻到达的多径波为基础，其幅度与时延之和影响信道滤波特性。 2．多径信道的主要参数 （1）多径时延扩展与相关带宽 （2）多普勒扩展和相干时间 2.7.3 多径接收信号分析 1．多径接收信号的分布函数描述 在无线移动信道中，电磁波信号传输过程经常遭受障碍物和其他移动体的影响，到达接收端的信号是来自不同的传播路径的信号之和。 接收端收到的信号不是固定、可预见的，而是具有很强的随机性，属于时变信号。 移动通信系统分析中，对于接收端信号包络统计时变特性常用瑞利分布和莱斯分布进行描述。 2．衰落的特征量 （1）衰落速率 （2）电平通过率 （3）衰落持续时间 2.8 移动信道传播损耗预测模型 移动通信系统中用户的位置是随机的，不同的用户遇到的无线电波传播环境是不一样的，而且是随机变化的，所以很难精确地计算移动信道传播损耗。工程实践中大量使用统计模型。 2.8.1 Okumura模型 1．中等起伏地上市区传播损耗的中值 在计算各种地形、地物上的传播损耗时，均以中等起伏地上市区的损耗中值或场强中值作为基准，因而把它称作基准中值或基本中值。 在考虑基站天线高度增益因子与移动台天线高度增益因子的情况下，中等起伏地上市区实际传播损耗（LT）为 LT=Lf+ Am（f，d）? Hb（hb,d）? Hm（hm，f） 2．郊区和开阔地传播损耗的中值 郊区的建筑物一般是分散、低矮的，故电波传播条件优于市区。 郊区的传播损耗中值比市区传播损耗中值要小。 3．不规则地形上传播损耗的中值 实际的传播环境中，如下一些地形也需要考虑，用来修正传播损耗预测模型，其分析方法与前面类似，不再详述。 ① 丘陵地的修正因子Kh。 ② 孤立山岳修正因子Kjs。 ③ 斜波地形修正因子Ksp。 ④ 水陆混合路径修正因子KS。 2.8.2 Okumura-Hata模型 Hata模型的分析思路与Okumura模型一致，以市区传播损耗为标准，其他地形地物在此基础上进行修正。 考虑修正因子后，市区的中值路径损耗的标准公式如下，单位为dB。 Lurban=69.55+26.16lgfc???13.82lghb???a（hm）+（44.9???6.55lghb）lgd （2-52） 式中，a（hm）是移动台接收机的有效天线高度的修正因子，取决于所处传播环境。 2.8.3 COST231模型 COST231模型为欧洲科技合作委员会（COST）提出的传播模型，理论上主要借用了Walfisch与Ikegami的研究成果，属于半经验半理论的传播模型，该模型也被称为COST 231-Walfisch/Ikegami模型，适用于微小区的实际工程设计，比如基站的覆盖范围小于l km。 2.8.4 ITU模型 ITU传播模型最早来自于Okumura模型，后 来Hata在1980年对这些实验曲线进行了数值模拟。 国际无线电咨询委员会（CCIR）和ITU-R使 用全球广泛的实验数据并综合了国际上公认的可 靠研究成果，对此模型进行了许多改进，形成了 适用范围更广泛、更加成熟的经验模型，并推荐 此模型作为移动通信场强预测的优选模型。 以场能的形式存在于空间的电场能和磁场能按一定的周期不断进行转化，形成具有一定能量的电磁场。 交变的电磁场不仅可存在于电荷、电流或导体的周围，而且能够脱离其产生的波源向远处传播。 这种在空间或媒质中以波动形式传播的交变电磁场，就称为电磁波。 2．电磁波频率的划分 电磁波的频率范围很广，可以从零到无穷大。 为了使用方便，按照其不同的属性及传播特性将电磁波频谱划分为不同的波段，频率在3 000GHz以下的电磁波称为无线电波，也可简称为电波。不同波段的电磁波具有不同的属性。