现代移动通信现代移动通信-移动信道

现代移动通信 第 2章 移 动 信 道 移动信道的电波传播特性 移动信道的衰落特性 数字信号的多径传播特性 电波传播路径损耗的预测 移动信道的电波传播特性 直射波 反射波 多径传播理论模型 直射波 1. 自由空间传播损耗 自由空间是指信号在理想的、均匀的各向同性的介质中传播，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的空间。 2. 视距传播 视距传播的极限距离的计算如 图 图 视距传播距离 反射波 多径传播理论模型 1. 两径传播模型 平面大地的两径传播模型如 图 2. 多径传播模型 当存在建筑物和起伏地形时 ， 接收信号中将包含建筑物等反射的电波 ， 此时 ， 可用三径 、 四径等多径传播模型来描述移动信道 。 图 两径传播模型 移动信道的衰落特性 快衰落 慢衰落 快衰落 1. 快衰落的概念 由多径产生的衰落 ， 衰落速率 (每秒种信号包络经过中值电平次数的一半 )可达每秒 30次 40次 ， 衰落深度 (信号的变动范围 )约为 30 称这样的衰落为快衰落 (多径衰落 )或瞬时性衰落 。 2. 快衰落的统计特性 多径衰落接收信号的相位服从 0的均匀分布 ， 包络服从瑞利分布 。 瑞利分布的概率密度函数如 图 这一结果与大量实测数据统计分析的结果是相一致的 。 图 瑞利分布概率密度 / 1 7 70121ep ( r )慢衰落 1. 慢衰落的概念 所谓慢衰落是指接收天线处的场强中值随移动台运动时周围地形 、 建筑物等的变化而出现的波动 ， 其变化速率较为缓慢 。 2. 慢衰落的统计特性 表 标准偏差 / 3. 衰落储备 图 出了可通率分别为 90%、 95%、 99%的三组曲线 ， 根据地形 、 地物 、 工作频率和可通率要求 ， 可查得所必需的衰落储备量 。 表 标准偏差 /平坦地形 不规则地形 ( 起伏高度 m)频率( 市区 郊区 50 150 3001504509003 . 5 5 . 566 . 56 5891114111518131824图 慢衰落中值标准偏差及衰落储备量 5图 2 - 9 衰 落 储 备 量衰 落 储 备 量 / d 5%90%15100 200 300 500 700 1000 2000 3000频率 f /数字信号的多径传播特性 时延扩展 相关带宽 时延扩展 在多径传播条件下 ， 接收信号会产生时延扩展 ( 或称为多径时散 ， 如 图 当发射端发送一个窄脉冲信号至移动台时 ， 由于存在着多条不同的路径 ， 路径长度不一样 ， 则发射信号沿各个路径到达接收天线的时间就不一样 ， 并且传播路径又随移动台的运动而变化 ， 因而移动台所接收的信号 S(t)由许多不同时延的脉冲串组成 。 图 多径时延扩展 42430 - - 1 0 多 径 时 延 扩 相关带宽 当信号的带宽小于相关带宽时 ， 发生非频率选择性衰落；当信号带宽大于相关带宽时 ， 发生频率选择性衰落 。 两个信号的相关性可由两个信号的相关系数得出 ， 而相关系数与信道的时延扩展有关 。 当两个信号的频率间隔增加时 ， 相关系数减小 ， 也就是信号的不一致性增加 。 我们称信号包络相关系数等于 电波传播路径损耗的预测 地形地物的分类 移动信道上传播损耗的估算的经验模型 其他传播环境上的传播损耗 地形地物的分类 1. 地形特征的定义 2. 地形分类 3. 地物分类 移动信道上传播损耗的估算的经验模型 1. 准平滑地形上的传播损耗中值 图 准平滑地形市区的基准损耗中值 2. 不规则地形上传播损耗中值 3. 任意地形 、 地物上的信号中值的预测 图 准平滑地形市区的基准损耗中值 1235102030405060708090100506070d / k 0准损耗中值Am(f,d)/00 300 500 700 1000 2000 3000d / k M H - 1 4 其他传播环境上的传播损耗 1. 建筑物穿透损耗 建筑物的穿透损耗通常不是一个固定值，而是一个030根据具体情况而定，如 表 2. 植被