2019最新第2章--移動通信信道的電波傳播-21--、頻段的電波傳播特性22--陰-影-效-應23--移動信道的多徑傳播ppt課件.ppt
《2019最新第2章--移動通信信道的電波傳播-21--、頻段的電波傳播特性22--陰-影-效-應23--移動信道的多徑傳播ppt課件.ppt》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《2019最新第2章--移動通信信道的電波傳播-21--、頻段的電波傳播特性22--陰-影-效-應23--移動信道的多徑傳播ppt課件.ppt(81頁珍藏版)》請在得力文庫 - 分享文檔賺錢的網站上搜索。
1、第第2章章 移動通信信道的電波傳播移動通信信道的電波傳播 2.1 VHF、UHF頻段的電波傳播特性頻段的電波傳播特性 2.2 陰陰 影影 效效 應應 2.3 移動信道的多徑傳播特性移動信道的多徑傳播特性 2.4 多徑衰落的時域特征和頻域特征多徑衰落的時域特征和頻域特征 2.5 電波傳播損耗預測模型與中值路徑損電波傳播損耗預測模型與中值路徑損耗預測耗預測2.1 VHF、UHF頻段頻段的電波傳播特性的電波傳播特性2.1.1 自由空間電波傳播方式自由空間電波傳播方式2.1.2 視距傳播的極限距離視距傳播的極限距離 2.1.3 繞射損耗繞射損耗2.1.4 反射波反射波當前陸地移動通信主要使用的頻段為當
2、前陸地移動通信主要使用的頻段為150MHz (VHF),和,和450、900、1800MHz(UHF)。電波傳播方。電波傳播方式主要有直射波,反射波和地表面波,由于地表面波式主要有直射波,反射波和地表面波,由于地表面波的傳播損耗隨著頻率的增高而增大,傳播距離有限,的傳播損耗隨著頻率的增高而增大,傳播距離有限,分析移動信道時,主要考慮直射波和反射波兩種傳播分析移動信道時,主要考慮直射波和反射波兩種傳播方式方式重點重點1 2.1.1 自由空間電波傳播方式自由空間電波傳播方式自由空間電波傳播是指天線周圍為無限大真空自由空間電波傳播是指天線周圍為無限大真空時的理想條件下電波傳播,電波在自由空間傳播時,
3、時的理想條件下電波傳播,電波在自由空間傳播時,可以認為是直射波傳播,其能量既不會被障礙物所吸可以認為是直射波傳播,其能量既不會被障礙物所吸收,也不會產生反射或散射收,也不會產生反射或散射在理想情況下,地面上空的大氣層是各向同性在理想情況下,地面上空的大氣層是各向同性的均勻介質,其相對介電常數的均勻介質,其相對介電常數 r和相對導磁率和相對導磁率r都等都等于于1,傳播路徑上沒有障礙物阻擋,到達接收天線的,傳播路徑上沒有障礙物阻擋,到達接收天線的地面反射信號場強也可以忽略不計,在這種情況下,地面反射信號場強也可以忽略不計,在這種情況下,電波可視作在自由空間傳播,即直射波傳播電波可視作在自由空間傳播
4、,即直射波傳播直射波傳播時,能量仍會受到衰減,這是直射波傳播時,能量仍會受到衰減,這是由于球面輻射導致能量擴散而引起的。由于球面輻射導致能量擴散而引起的。直射波直射波傳播損耗可看成自由空間的電波傳播損耗傳播損耗可看成自由空間的電波傳播損耗L Lbsbs,表示式為表示式為 )(lg20lg2045.32dBfdLbs式中,式中,d d 為傳播距離為傳播距離kmkm,f f 為工作頻率為工作頻率MHzMHz。即直射波的傳播損耗只與。即直射波的傳播損耗只與d d 與與f f 有關,有關,當當d d 或或f f 增大時,增大時,L Lbs bs 將增加將增加根據勾股定理可將視根據勾股定理可將視距表示為
5、收發天線高距表示為收發天線高度的函數,見板書:度的函數,見板書:ACd1d2BohThRR由于球形地表對視線的由于球形地表對視線的遮檔,視線所能到達的遮檔,視線所能到達的最遠距離稱為視距最遠距離稱為視距2.1.2 視距傳播的極限距離視距傳播的極限距離 已知地球半徑為已知地球半徑為R R=6370 km=6370 km,設發射天線和接收,設發射天線和接收天線高度分天線高度分別為別為 h hT T 和和 h hR R ( (單位為單位為m)m),理論上可得視,理論上可得視距傳播的極限距離距傳播的極限距離 d d0 0 為為 )()()(57. 30kmmhmhdTR 即視距取決于收、發天線的高度。
6、天線架設越高,即視距取決于收、發天線的高度。天線架設越高,視線距離越遠。視線距離越遠??紤]空氣不均勻性對電波傳播軌跡的考慮空氣不均勻性對電波傳播軌跡的影響,在標準大氣折射情況下,等影響,在標準大氣折射情況下,等效地球半徑效地球半徑 R R=8500 km=8500 km,可得修正后的視距傳播的實際極限距離,可得修正后的視距傳播的實際極限距離)()()(12. 40kmmhmhdTR重點重點2 hRd1Rd2xPTTRhT(a)(b)RRhRTThTd1Pxd2在電波的直射路徑上,由障礙物引起的損耗稱為在電波的直射路徑上,由障礙物引起的損耗稱為繞射損耗。障礙物,發射點,接收點的相對位置如下繞射損
7、耗。障礙物,發射點,接收點的相對位置如下圖所示。圖所示。x表示障礙物頂點表示障礙物頂點P至收發天線連線至收發天線連線TR的距的距離,稱為菲涅爾余隙。規定阻擋時余隙為負,如圖離,稱為菲涅爾余隙。規定阻擋時余隙為負,如圖(a)所示;無阻擋時余隙為正,如圖所示;無阻擋時余隙為正,如圖(b)所示所示2.1.3 繞射損耗繞射損耗 由常識可知由常識可知:當菲涅爾余隙當菲涅爾余隙 x x0 0 時,障礙物對直射波的傳時,障礙物對直射波的傳播基本上沒影響播基本上沒影響當菲涅爾余隙當菲涅爾余隙 x x=0 =0 時,時,TRTR直射線從障礙物頂直射線從障礙物頂點擦過,點擦過,障礙物引起的障礙物引起的繞射損耗開始
8、產生繞射損耗開始產生當菲涅爾余隙當菲涅爾余隙 x x0 4t2.4.1 2.4.1 時延擴展時延擴展 時延擴展時延擴展可以用實測信號的統計平均來定義,可以用實測信號的統計平均來定義,典型的實測時延譜曲線如下圖所示,是由不同時延典型的實測時延譜曲線如下圖所示,是由不同時延的信號分量的平均功率構成的譜的信號分量的平均功率構成的譜2.4.2 相關帶寬相關帶寬 根據衰落與頻率的關系,可將衰落分為兩種:根據衰落與頻率的關系,可將衰落分為兩種:頻率選擇性衰落與非頻率選擇性衰落頻率選擇性衰落與非頻率選擇性衰落頻率選擇性衰落是指信號中各分量的衰落狀況頻率選擇性衰落是指信號中各分量的衰落狀況與頻率有關,即傳輸信
9、道對信號中不同頻率分量有與頻率有關,即傳輸信道對信號中不同頻率分量有不同的隨機響應。不同的隨機響應。 非頻率選擇性衰落非頻率選擇性衰落又稱為平坦衰落。又稱為平坦衰落。是指信號是指信號中各分量的衰落狀況與頻率無關,信號經過傳輸后,中各分量的衰落狀況與頻率無關,信號經過傳輸后,各頻率分量所遭受的衰落具有一致性,即相關性,各頻率分量所遭受的衰落具有一致性,即相關性,因而衰落信號的波形不失真。因而衰落信號的波形不失真。對于移動信道來說,存在一個相關帶寬,當信對于移動信道來說,存在一個相關帶寬,當信號的帶寬小于相關帶寬時,發生非頻率選擇性衰落;號的帶寬小于相關帶寬時,發生非頻率選擇性衰落;當信號帶寬大于
10、相關帶寬時,發生頻率選擇性衰落。當信號帶寬大于相關帶寬時,發生頻率選擇性衰落。相關帶寬與時延擴展有關,實際應用中,常用相關帶寬與時延擴展有關,實際應用中,常用信道最大時延信道最大時延Tm的倒數表示信道的相關帶寬。的倒數表示信道的相關帶寬。 相關帶寬表示了移動信道傳輸寬帶信號的能力。相關帶寬表示了移動信道傳輸寬帶信號的能力。高速數字通信時,碼元速率很高,如果信道的相關帶高速數字通信時,碼元速率很高,如果信道的相關帶寬小于信號的帶寬,信號經過信道傳輸將會發生頻率寬小于信號的帶寬,信號經過信道傳輸將會發生頻率選擇性衰落,各頻率分量將會發生不一致的變化,使選擇性衰落,各頻率分量將會發生不一致的變化,使
11、信號波形失真信號波形失真2.4.3 隨機調頻隨機調頻 如果接收信號為如果接收信號為N條路徑來的電波,其入射角不條路徑來的電波,其入射角不盡相同。當盡相同。當N較大時,多普勒頻移就成為占有一定寬較大時,多普勒頻移就成為占有一定寬度的多普勒頻展。度的多普勒頻展。設發射頻率為設發射頻率為fc,到達移動臺有單個路程,若入,到達移動臺有單個路程,若入射角為射角為 ,則多普勒頻移為,則多普勒頻移為fD = fmcos ,這里,這里fm = ,為最大多普勒頻移。,為最大多普勒頻移。假設移動臺天線為全向天線,且入射角假設移動臺天線為全向天線,且入射角 服從服從02 均勻分布,即多徑電波均勻地來自各個方向均勻分
12、布,即多徑電波均勻地來自各個方向左圖給出多普勒左圖給出多普勒效應引起的接收功率效應引起的接收功率譜。盡管發射頻率為譜。盡管發射頻率為單頻單頻fc,但接收電波,但接收電波的功率譜的功率譜S( f )卻擴展卻擴展到到fc fm到到fc + fm范圍,范圍,這相當于單頻電波在這相當于單頻電波在通過多徑移動信道時通過多徑移動信道時受到隨機調頻受到隨機調頻(Random FM)。)。接收信號的這種功率接收信號的這種功率譜展寬稱為多普勒頻譜展寬稱為多普勒頻展。展。多徑衰落多徑衰落小結:小結:由于多徑傳播使得接收端接收到的信由于多徑傳播使得接收端接收到的信號是在幅度、相位、頻率和到達時間上都號是在幅度、相位
13、、頻率和到達時間上都不盡相同的多條路徑上信號的合成不盡相同的多條路徑上信號的合成, , 因而因而會產生信號的會產生信號的時延擴展和時延擴展和頻率選擇性衰落頻率選擇性衰落等現象等現象, , 稱為多徑衰落或多徑效應。稱為多徑衰落或多徑效應。 重點重點3 作業作業 W2-3 W2-3 什么叫什么叫多徑衰落?多徑衰落?2.5 電波傳播損耗預測模型電波傳播損耗預測模型與中值路徑損耗預測與中值路徑損耗預測 設計無線通信系統時,首要的問題是設計無線通信系統時,首要的問題是在給定條件下估算出接收信號的場強,這些在給定條件下估算出接收信號的場強,這些給定條件包括發射機天線高度、位置、工作給定條件包括發射機天線高
14、度、位置、工作頻率、接收天線高度、收發信機之間距離等。頻率、接收天線高度、收發信機之間距離等。這就是電波傳播的路徑損耗預測問題,這就是電波傳播的路徑損耗預測問題, 又稱為接收信號中值預測。這里的又稱為接收信號中值預測。這里的 信號中值是長區間中值。信號中值是長區間中值。2.5.1 2.5.1 地形環境分類地形環境分類2.5.2 Okumura2.5.2 Okumura模型模型2.5.3 Hata2.5.3 Hata模型與傳播損耗的經驗公式模型與傳播損耗的經驗公式2.5.4 Hata2.5.4 Hata模型擴展模型擴展2.5.5 COST-2312.5.5 COST-231模型模型2.5.6 2
15、.5.6 微蜂窩系統的覆蓋區預測模式微蜂窩系統的覆蓋區預測模式1地形特征定義地形特征定義(1)地形波動高度)地形波動高度h地形波動高度地形波動高度h:定義為沿通信方向,:定義為沿通信方向,距接收地點距接收地點10公里范圍內公里范圍內10%高度線和高度線和90%高度線的高度差,它在平均意義上描高度線的高度差,它在平均意義上描述了電波傳播路徑中地形變化的程度。述了電波傳播路徑中地形變化的程度。2.5.1 2.5.1 地形環境分類地形環境分類 (2)天線有效高度)天線有效高度移動臺天線有效高度定義為移動臺天線距地面移動臺天線有效高度定義為移動臺天線距地面的實際高度。的實際高度?;咎炀€有基站天線有效
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁顯示word圖標,表示該PPT已包含配套word講稿。雙擊word圖標可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國旗、國徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設計者僅對作品中獨創性部分享有著作權。
- 關 鍵 詞:
- 2019 最新 移動 通信 信道 電波 傳播 21 頻段 特性 22 23 ppt 課件

鏈接地址:http://www.pinetreehome.com/p-28409253.html