电波传播理论徐立勤db17.ppt

,17-1,电波传播理论,第17章地面固定和移动通信衰落预测模型,基本要求：1.了解地面固定业务多径衰落预测模型的基本概念；2.了解移动通信衰落预测模型的基本概念；3.了解地空电路上电离层传播引起的衰落的基本概念。,第17章地面固定和移动通信衰落预测模型,17-2,电波传播理论,第17章地面固定和移动通信衰落预测模型,射频信号在空间中传播到达接收点后，信号电平是不稳定的、随时间变化的，而且这种变化是不规则的、随机的。这种现象被称为接收信号的衰落。接收信号衰落期间，信号电平有时可高于自由空间电平，但绝大多数情况下，接收信号电平都远低于自由空间接收电平，甚至低4050dB以上。为了保证在衰落期间能够正常地通信，必须加大发射功率、压低接收机噪声、提高天线增益，升高天线架设高度,甚至还得采取分集措施等等。电波传播引起的信号衰落现象对无线电通信的质量、对工程实施与设备研制的技术难度以及投资成本等方面都带来极大影响。,17-3,电波传播理论,第17章地面固定和移动通信衰落预测模型,17.1地面固定业务多径衰落预测模型,固定通信产生衰落的直接原因直接射线、大气层结反射射线与地面地物的反射等多条射线的干涉、合成，即所谓的多径传播现象。固定通信产生衰落的本质原因传播介质的亦即大气的折射指数的随机变化。可以设想，如果大气是稳定的，那么衰落现象不会发生。,17-4,电波传播理论,第17章地面固定和移动通信衰落预测模型,衰落深度的预测衰落深度大于的总概率衰落深度大于的概率出现深衰落的时间百分数与当地地理气候有关的因子电路倾斜度地反射射线的擦地角待定的常数指数衰落深度的预测，关键是待定的常数指数的计算。,（17.3）,（17.2）,（17.4）,17-5,电波传播理论,第17章地面固定和移动通信衰落预测模型,17.1.1反射电路的衰落深度预测,17.1.1.1地理气候因子的计算17.1.1.2路径倾斜度的计算17.1.1.3计算与4/3等效地球半径模型相应的“平均”擦地角17.1.1.4计算时间被超过的衰落深度衰落深度大于的时间百分数时间被超过的衰落深度为,（17.22）,（17.21）,（17.23）,17-6,电波传播理论,第17章地面固定和移动通信衰落预测模型,17.1.2无地反射电路的衰落深度预测,可以忽略地反射的情况粗糙地形、城市市区、反射线被地形地物阻挡。时间被超过的衰落深度为衰落深度大于的时间百分数,（17.24）,（17.27）,17-7,电波传播理论,第17章地面固定和移动通信衰落预测模型,17.1.3正常基本传输损耗与正常接收电平,正常基本传输损耗大气吸收损耗绕射损耗自由空间传播损耗正常接收电平工程余额衰落储备接收机的门限电平,（17.28）,（17.30）,（17.31）,17-8,电波传播理论,第17章地面固定和移动通信衰落预测模型,17.2移动通信衰落预测模型,在移动通信中，除了固定通信中大气层结和地面反射多径传播引起的接收信号随时间的变化外，由于移动用户的运动引起的收、发站点之间电波传播边界条件和射线路径的快速变化也是产生衰落的重要原因。地点和时间被超过的场强空间域内的衰落深度【表17.1或式（17.37）】时间域内的衰落深度【表17.1或式（17.37）】场强随地点变化的均方根偏差【式（17.33-4）】场强随时间变化的均方根偏差【式（17.35-6）】,（17.32）,17-9,电波传播理论,第17章地面固定和移动通信衰落预测模型,17.3地空电路上电离层传播引起的衰落17.3.1电离层传播效应,在超短波以上频段，电离层对电波传播的主要影响：信号幅度的闪烁射线路径的弯曲信号的时间延迟电波极化面的旋转（法拉地旋转）电离层传播效应的可能的最大值表17.2（1GHz频率与30仰角地空电路估算出来的可能的最大值）,17-10,电波传播理论,第17章地面固定和移动通信衰落预测模型,电离层中电波传播的主要特点：在超短波以上频率，电离层引起的吸收损耗基本上可以忽略；法拉第旋转效应虽然很可观，但是，在地空通信中，通常使用椭圆和圆极化波，这可以避免极化面旋转带来的破坏性影响；电离层折射效应不至于引起信号幅度的显著变化，可是会对无线电定位的精度有些影响。表7.2并未列出电离层闪烁衰落可能的最大幅度，这正是研究电离层闪烁衰落预测模型的主要内容。,17-11,电波传播理论,第17章地面固定和移动通信衰落预测模型,17.3.2地空电路几何参数,地空电路几何结构图17.1,17-12,电波传播理论,第17章地面固定和移动通信衰落预测模型,17.3.3电离层闪烁衰落预测模型,电离层闪烁电离层电子密度的不均匀性引起无线电波的聚焦和散焦效应，从而导致信号的随机起伏。电离层闪烁的特点：电离层闪烁在地磁赤道地区最为严重，而在中纬度地区最小。在北极和南极地区，电离层闪烁也比较严重。强烈的闪烁在幅度上是服从雷利分布的，较弱的闪烁其幅度是服从正态分布的。这些起伏随频率的增加而增加，并且与电路的几何参数、地点、季节、太阳黑子活动和当地的时间有关。,17-13,电波传播理论,第17章地面固定和移动通信衰落预测模型,电离层闪烁衰落的计算方法（具体过程略）：电离层的折射率与频率成反比，当频率较高时，电离层的折射指数接近于一，像真空一样，对电波传播的影响只有空间扩散损耗。但是在10GHz以下频率需要考虑电离层的闪烁衰落说造成的影响。电离层引起闪烁衰落与地-空倾斜路径穿越电离层的地磁经纬度有关，与地球站的地理经纬度和地球站对卫星的仰