WCDMA无线网络规划与优化(第1章)

1、第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习目标学习目标】【学习内容学习内容】【本章总结本章总结】【思考与复习题思考与复习题】第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习目标学习目标】第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】1.1 无线电波概念无线电波概念1.2 无线电波波段划分无线电波波段划分1.3 电磁波的形成与传播电磁波的形成与传播1.4 无线传播环境无线传播环境1.5 分集技术分集技术第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】1.1 无线电波概念无线电波概念 无线电波是指在自由空间无线

2、电波是指在自由空间(各向同性、无吸各向同性、无吸收、电导率为零的均匀介质，包括空气和真空收、电导率为零的均匀介质，包括空气和真空)传播的射频频段的电磁波。传播的射频频段的电磁波。 第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】1.1 无线电波概念无线电波概念无线电波在媒质中的传播速度为无线电波在媒质中的传播速度为=CV第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】1.1 无线电波概念无线电波概念 无线电波在媒质中的传播速度为无线电波无线电波在媒质中的传播速度为无线电波的频率等于发射信号的频率。波长是指在信号的频率等于发射信号的频率。波长是指在信号的一个周期内

3、无线电波前进的距离，它等于传的一个周期内无线电波前进的距离，它等于传播速度与周期的乘积，即播速度与周期的乘积，即=VT=Vf第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.2 无线电波波段划分无线电波波段划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分 无线电波的频率越低，其传播损耗越小，覆盖无线电波的频率越低，其传播损耗越小，覆盖距离越大，绕射能力越强。但是，低频段无线电波距离越大，绕射能力越强。但是，低频段无线电波的频率资源紧张，系统容量有限，因此主要应用于的频率资源紧张，系统容量有限，因此主要应用于广播、电视、寻呼等系统。高频段无线电波的频率广播、电视、

4、寻呼等系统。高频段无线电波的频率资源丰富，系统容量大；但是无线电波的频率越高资源丰富，系统容量大；但是无线电波的频率越高，其传播损耗越大，覆盖距离越小，绕射能力越弱，其传播损耗越大，覆盖距离越小，绕射能力越弱。另外，无线电波的频率越高，其技术实现的难度。另外，无线电波的频率越高，其技术实现的难度越大，系统的成本也相应提高。越大，系统的成本也相应提高。第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.2 无线电波波段划分无线电波波段划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 无线电波频段的划分

5、无线电波频段的划分第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.3 电磁波的形成与传播电磁波的形成与传播表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分 电磁理论认为：在时变电磁场中，变化的电磁理论认为：在时变电磁场中，变化的磁场激发涡旋电场；而变化的电场同样可以激磁场激发涡旋电场；而变化的电场同样可以激发涡旋磁场。电场与磁场之间的相互激发可以发涡旋磁场。电场与磁场之间的相互激发可以脱离电荷和电流而发生。电场与磁场的相互联脱离电荷和电流而发生。电场与磁场的相互联系，相互激发，时间上周而复始，空间上交链系，相

6、互激发，时间上周而复始，空间上交链重复，这一过程预示着波动是电磁场的基本运重复，这一过程预示着波动是电磁场的基本运动形态。动形态。 第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.3 电磁波的形成与传播电磁波的形成与传播表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分 天线在空间天线在空间A点形成的交变电场点形成的交变电场E将会在将会在B点产生交变磁场，点产生交变磁场，A点的交变磁场点的交变磁场H将在将在B点产点产生交变电场，这样，生交变电场，这样，A点的交变电磁场便推进到点的交变电磁场便推进到B点，点，B点

7、的交变电场和交变磁场又在点的交变电场和交变磁场又在C点处产点处产生交变磁场和交变电场。如此继续，电磁能量生交变磁场和交变电场。如此继续，电磁能量就不断地向前传播。就不断地向前传播。第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.3 电磁波的形成与传播电磁波的形成与传播表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分图图1-1 1-1 无线电波的传播无线电波的传播图图1-1 无线电波的传播无线电波的传播第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.3 电磁波的形成与传播电磁波的形成与传播

8、表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分图图1-1 1-1 无线电波的传播无线电波的传播1.无线电波的分布无线电波的分布 当射频电流按正弦规律变化时，空间各点当射频电流按正弦规律变化时，空间各点的电场强度和磁场强度将随之按正弦规律变化的电场强度和磁场强度将随之按正弦规律变化，并且在其传播方向上也是按正弦规律变化的，并且在其传播方向上也是按正弦规律变化的。空间任意点处的电场矢量。空间任意点处的电场矢量(实线箭头实线箭头)与磁场矢与磁场矢量量(虚线箭头虚线箭头)始终是互相垂直的，并且二者都与始终是互相垂直的，并且二者都与传播方

9、向垂直，如图传播方向垂直，如图1-2所示。所示。第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.3 电磁波的形成与传播电磁波的形成与传播表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分图图1-1 1-1 无线电波的传播无线电波的传播1-2 电场、磁场和电磁波传输关系电场、磁场和电磁波传输关系1.无线电波的分布无线电波的分布第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.3 电磁波的形成与传播电磁波的形成与传播表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-1 无线

10、电波频段的划分无线电波频段的划分图图1-1 1-1 无线电波的传播无线电波的传播2.无线电波的相位无线电波的相位 在无线电波传播的途径上，一个波长范围内在无线电波传播的途径上，一个波长范围内的电场强度是不同的，常用无线电波的相位来描的电场强度是不同的，常用无线电波的相位来描述无线电波在空间某点电场强度强弱、方向和变述无线电波在空间某点电场强度强弱、方向和变化趋势的瞬时状态，习惯上常用角度表示无线电化趋势的瞬时状态，习惯上常用角度表示无线电波的相位，称为无线电波的相位角，用波的相位，称为无线电波的相位角，用 表示。表示。 第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.3

11、电磁波的形成与传播电磁波的形成与传播表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分图图1-1 1-1 无线电波的传播无线电波的传播图图1-3 无线电波相位无线电波相位2.无线电波的相位无线电波的相位第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.3 电磁波的形成与传播电磁波的形成与传播表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分图图1-1 1-1 无线电波的传播无线电波的传播图图1-3 无线电波相位无线电波相位2.无线电波的相位无线电波的相

12、位第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.3 电磁波的形成与传播电磁波的形成与传播表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分图图1-1 1-1 无线电波的传播无线电波的传播3.无线电波的传播方向无线电波的传播方向 空间电磁波的电场矢量空间电磁波的电场矢量E、磁场矢量、磁场矢量H与无与无线电波传播方向之间是相互垂直的，这种电磁波线电波传播方向之间是相互垂直的，这种电磁波称为横电磁波，其传播方向可以形象地用右手螺称为横电磁波，其传播方向可以形象地用右手螺旋定则来确定：伸开右手且四指与电场矢量方向旋定

13、则来确定：伸开右手且四指与电场矢量方向一致，四指一致，四指90弯向磁场矢量方向，则拇指方向弯向磁场矢量方向，则拇指方向即为无线电波传播方向。当电场和磁场矢量中的即为无线电波传播方向。当电场和磁场矢量中的一个方向改变为方向时，传播方向就反向；当电一个方向改变为方向时，传播方向就反向；当电场和磁场矢量同时反向时，无线电波传播方向不场和磁场矢量同时反向时，无线电波传播方向不改变。改变。第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.4 无线传播环境无线传播环境表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分1.4.

14、1 无线电波传播损耗无线电波传播损耗 在研究无线电波传播时，首先要研究无线电在研究无线电波传播时，首先要研究无线电波在自由空间条件下的特性，以理想全向天线为波在自由空间条件下的特性，以理想全向天线为例，经推导，自由空间的传播损耗为例，经推导，自由空间的传播损耗为pL32.45dB20lgf20lgd式中，式中，f为频率，单位为为频率，单位为MHz；d为距离，单位为为距离，单位为km。 当距离增加一倍时，自由空间的传播损耗增加当距离增加一倍时，自由空间的传播损耗增加6dB；同时，当频率提高一倍时，自由空间的传播损；同时，当频率提高一倍时，自由空间的传播损耗增加耗增加6dB。我们可以通过增大辐射和

15、接收天线增益。我们可以通过增大辐射和接收天线增益来补偿这些损耗。来补偿这些损耗。第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.4 无线传播环境无线传播环境表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分1.4.2 无线电波传播的特性无线电波传播的特性1.反射反射无线电波通过不同媒质的分界面时，会产生反无线电波通过不同媒质的分界面时，会产生反射现象。尤其是无线电波遇到相对介电常数很射现象。尤其是无线电波遇到相对介电常数很大的金属或其他导体时，无线电波的能量几乎大的金属或其他导体时，无线电波的能量几乎全部被分界

16、面反射。当反射面是平面且尺寸远全部被分界面反射。当反射面是平面且尺寸远大于无线电波波长时，无线电波的反射遵循光大于无线电波波长时，无线电波的反射遵循光的反射定律。的反射定律。第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.4 无线传播环境无线传播环境表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分1.4.2 无线电波传播的特性无线电波传播的特性2.折射折射无线电波由一种媒质进入另一种媒质时，除了在无线电波由一种媒质进入另一种媒质时，除了在分界面上产生反射以外，还会产生折射现象。当分界面上产生反射以外，还会产生

17、折射现象。当分界面为平面且尺寸远大于无线电波波长时，无分界面为平面且尺寸远大于无线电波波长时，无线电波的折射遵循光的折射定律。线电波的折射遵循光的折射定律。无线电波通过两种媒质的分界面时，折射方向总无线电波通过两种媒质的分界面时，折射方向总是向着相对介电常数较大的媒质的法线方向偏折是向着相对介电常数较大的媒质的法线方向偏折的。短波信号进入大气层中的电离层时，就会发的。短波信号进入大气层中的电离层时，就会发生这种折射现象。生这种折射现象。第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.4 无线传播环境无线传播环境表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1

18、-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分1.4.2 无线电波传播的特性无线电波传播的特性3.绕射绕射无线电波能够绕过障碍物继续向前传播的现象称为无线电波能够绕过障碍物继续向前传播的现象称为绕射，绕射也称为衍射。由于无线电波具有绕射特绕射，绕射也称为衍射。由于无线电波具有绕射特性，所以它可以沿着起伏不平的地球表面传播。绕性，所以它可以沿着起伏不平的地球表面传播。绕射时有些能量会逸散到其他方向，使得无线电波受射时有些能量会逸散到其他方向，使得无线电波受到较大衰减。到较大衰减。无线电波的绕射能力与波长有关，波长越长，绕射无线电波的绕射能力与波长有关，波长越长，绕射能力越强。如对于长波，高山

19、也不算障碍，但对于能力越强。如对于长波，高山也不算障碍，但对于超短波，一些高层建筑也可能严重阻挡无线电波传超短波，一些高层建筑也可能严重阻挡无线电波传播。播。第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.4 无线传播环境无线传播环境表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分1.4.2 无线电波传播的特性无线电波传播的特性4.散射散射无线电波在大气中传播时，大气中的各种物质微无线电波在大气中传播时，大气中的各种物质微粒粒(如雨滴、尘土等如雨滴、尘土等)和不均匀气团均可在无线电和不均匀气团均可在无线电波作

20、用下而激起电流，形成新的波源，产生二次波作用下而激起电流，形成新的波源，产生二次辐射，散射就是二次辐射在各个方向叠加造成的辐射，散射就是二次辐射在各个方向叠加造成的。一般来讲，超短波的散射现象是比较显著的。一般来讲，超短波的散射现象是比较显著的。散射会使能量分散到各个方向，不需要的散射信散射会使能量分散到各个方向，不需要的散射信号对接收来讲是一种干扰，但也可以利用散射进号对接收来讲是一种干扰，但也可以利用散射进行通信。行通信。第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.4 无线传播环境无线传播环境表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-

21、1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分1.4.3 快衰落与慢衰落快衰落与慢衰落 由于接收者所处地理环境的复杂性、使得接收由于接收者所处地理环境的复杂性、使得接收到的信号不仅有直射波的主径信号，还有从不同到的信号不仅有直射波的主径信号，还有从不同建筑物反射过来以及绕射过来的多条不同路径信建筑物反射过来以及绕射过来的多条不同路径信号。而且它们到达时的信号强度，到达时间以及号。而且它们到达时的信号强度，到达时间以及到达时的载波相位都是不一样的。所接收到的信到达时的载波相位都是不一样的。所接收到的信号是上述各路径信号的矢量和，我们称为多径效号是上述各路径信号的矢量和，我们称为多径效应。如图应。如图1

22、-4所示。所示。第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.4 无线传播环境无线传播环境表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分1.4.3 快衰落与慢衰落快衰落与慢衰落图图1-4 多径传播模型多径传播模型第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.4 无线传播环境无线传播环境表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分1.4.3 快衰落与慢衰落快衰落与慢衰落大量传播路径的存在就产生了所谓的多径效应现大量传

23、播路径的存在就产生了所谓的多径效应现象，其合成波的幅度和相位随象，其合成波的幅度和相位随UE(用户设备用户设备)的运的运动产生很大的起伏变化，通常把这种现象称为多动产生很大的起伏变化，通常把这种现象称为多径衰落或快衰落。径衰落或快衰落。 第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.4 无线传播环境无线传播环境表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分1.4.3 快衰落与慢衰落快衰落与慢衰落图图1-5快衰落与慢衰落快衰落与慢衰落距离距离(m)接收功率接收功率(dBm)102030-20-40-60慢衰

24、落慢衰落快衰落快衰落第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.4 无线传播环境无线传播环境表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分1.4.3 快衰落与慢衰落快衰落与慢衰落 在无线通信系统中，在无线通信系统中，UE在运动的情况下，在运动的情况下，由于大型建筑物和其他物体对无线电波的传输由于大型建筑物和其他物体对无线电波的传输路径的阻挡而在传播接收区域上形成半盲区，路径的阻挡而在传播接收区域上形成半盲区，从而形成电磁场阴影，这种随从而形成电磁场阴影，这种随UE位置的不断变位置的不断变化而引起的接收点

25、电场强度中值的起伏变化叫化而引起的接收点电场强度中值的起伏变化叫做阴影效应。做阴影效应。 慢衰落是主要由阴影效应引起的，所以慢慢衰落是主要由阴影效应引起的，所以慢衰落也称作阴影衰落，慢衰落中值变化服从对衰落也称作阴影衰落，慢衰落中值变化服从对数正态分布。数正态分布。第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.4 无线传播环境无线传播环境表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分1.4.4 多普勒频移多普勒频移1.4.5 远近效应远近效应当移动终端在运动中，特别是在高速情况下通当移动终端在运动中，特别

26、是在高速情况下通信时，移动终端和信时，移动终端和基站基站接收端的信号频率会发接收端的信号频率会发生变化，称为多普勒效应。多普勒效应所引起生变化，称为多普勒效应。多普勒效应所引起的频移称为多普勒频移，其计算公式为的频移称为多普勒频移，其计算公式为ocosdffvc式中式中,为多普勒频移；为多普勒频移；为为UE移动方向和入射波方向的夹角移动方向和入射波方向的夹角；是；是UE运动速度；为电磁波传播速度，运动速度；为电磁波传播速度，=3105km/s；为；为载波频率。载波频率。第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.4 无线传播环境无线传播环境表表1-1 1-1 无线电波

27、频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分1.4.5 远近效应远近效应 由于由于UE的随机移动性，的随机移动性，UE与基站之间的距与基站之间的距离也是随机地发生变化。若各离也是随机地发生变化。若各UE发射功率一样发射功率一样，那么到达基站的信号强弱会有不同，离基站，那么到达基站的信号强弱会有不同，离基站近信号强，离基站远信号弱，造成距离基站较近信号强，离基站远信号弱，造成距离基站较近的近的UE发射信号将对距离基站较远的发射信号将对距离基站较远的UE发射发射信号产生严重的干扰，通信系统的非线性会进信号产生严重的干扰，通信系统的非线性会进一步加重了这种情况

28、，出现强者更强、弱者更一步加重了这种情况，出现强者更强、弱者更弱和以强压弱的现象，通常称这类现象为远近弱和以强压弱的现象，通常称这类现象为远近效应。效应。第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.5 分集技术分集技术表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分1.5.1 分集概念分集概念 分集技术是指在发送端通过多个相互独立的衰分集技术是指在发送端通过多个相互独立的衰落信道传送同一信号的多个副本，降低信号分量落信道传送同一信号的多个副本，降低信号分量同时陷入深度衰落的概率；在接收端在对接收到同时陷入

29、深度衰落的概率；在接收端在对接收到的多个衰落独立的信号进行处理，合理地应用这的多个衰落独立的信号进行处理，合理地应用这些信号的能量来改善接收信号的质量。些信号的能量来改善接收信号的质量。单天线信号与采用最大比合并方式的分集接收后的信号比较单天线信号与采用最大比合并方式的分集接收后的信号比较1.5.1 分集概念分集概念第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.5 分集技术分集技术表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分1.5.2 分集方式分集方式分集分为宏观分集和微观分集两大类。分集分为宏观分集和

30、微观分集两大类。宏观分集也称为多基站分集，其主要作用是抗慢宏观分集也称为多基站分集，其主要作用是抗慢衰落。衰落。微观分集主要分为空间分集、频率分集、时间分微观分集主要分为空间分集、频率分集、时间分集和极化分集。集和极化分集。 第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.5 分集技术分集技术表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分1.5.2 分集方式分集方式1.空间分集空间分集空间分集，也称天线分集，是通信中使用较多的空间分集，也称天线分集，是通信中使用较多的分集形式，简单的说，空间分集就是采用多副

31、接分集形式，简单的说，空间分集就是采用多副接收天线来接收信号，然后进行合并。收天线来接收信号，然后进行合并。第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.5 分集技术分集技术表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分1.5.2 分集方式分集方式2.频率分集频率分集 频率分集是采用两个或两个以上具有一定频频率分集是采用两个或两个以上具有一定频率间隔的无线电波同时发送和接收同一信息，率间隔的无线电波同时发送和接收同一信息，然后进行合成或选择，利用位于不同频率的信然后进行合成或选择，利用位于不同频率的信号经

32、衰落信道后在统计上的不相关特性，即不号经衰落信道后在统计上的不相关特性，即不同频率衰落统计特性上的差异，来实现抗频率同频率衰落统计特性上的差异，来实现抗频率选择性衰落的功能。选择性衰落的功能。 第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.5 分集技术分集技术表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分1.5.2 分集方式分集方式3.时间分集时间分集 时间分集是将同一信号在不同时间区间多次时间分集是将同一信号在不同时间区间多次重发，只要各次发送时间间隔足够大，则各次重发，只要各次发送时间间隔足够大，则各

33、次发送间隔出现的衰落将是相互独立统计的。时发送间隔出现的衰落将是相互独立统计的。时间分集正是利用这些衰落在统计上互不相关的间分集正是利用这些衰落在统计上互不相关的特点，即时间上衰落统计特性上的差异来实现特点，即时间上衰落统计特性上的差异来实现抗时间选择性衰落的功能。抗时间选择性衰落的功能。第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.5 分集技术分集技术表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分1.5.2 分集方式分集方式4.极化分集极化分集在移动环境下，两副在同一地点，极化方向相在移动环境下，两副在

34、同一地点，极化方向相互正交的天线发出的信号呈现出不相关的衰落互正交的天线发出的信号呈现出不相关的衰落特性。利用这一特点，在收发端分别装上垂直特性。利用这一特点，在收发端分别装上垂直极化天线和水平极化天线，就可以得到两路衰极化天线和水平极化天线，就可以得到两路衰落特性不相关的信号。落特性不相关的信号。第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.5 分集技术分集技术表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分1.5.3 发射分集发射分集 发射分集就是利用线性系统的互易性，将在发射分集就是利用线性系统的互易

35、性，将在体积和复杂度严重受限的体积和复杂度严重受限的UE上难以实现的分集上难以实现的分集接收技术，搬至基站发射端来实现。接收技术，搬至基站发射端来实现。 WCDMA系统使用了开环发射分集技系统使用了开环发射分集技术和闭环发射分集技术。术和闭环发射分集技术。第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.5 分集技术分集技术表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分1.5.3 发射分集发射分集1.开环发射分集开环发射分集在在WCDMA系统使用了两种开环发射分集方案，分别是空分系统使用了两种开环发射分集方案

36、，分别是空分发送分集发送分集(STTD)和时间切换发射分集和时间切换发射分集(TSTD)。l空分发送分集空分发送分集(STTD)是将在非分集模式下进行信道编码、是将在非分集模式下进行信道编码、速率匹配和交织的数据流在速率匹配和交织的数据流在4个连续的信道比特块中使用个连续的信道比特块中使用STTD编码。空分发送分集编码。空分发送分集(STTD)除了同步信道除了同步信道(SCH)以外以外均可使用。均可使用。时间切换发射分集时间切换发射分集(TSTD)是根据时隙号的奇、偶，在两副是根据时隙号的奇、偶，在两副天线上交替发送基本同步码和辅助同步码。天线上交替发送基本同步码和辅助同步码。 第第1章章 无

37、线电波传播原理无线电波传播原理发射分集发射分集 路径路径发射分集处理天线天线1天线2路径1路径2发射分集处理数数据据流流数数据据流流1数数据据流流 2恢恢复复数数据据流流第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.5 分集技术分集技术表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分1.5.3 发射分集发射分集2.闭环发射分集闭环发射分集 在在WCDMA系统中，专用物理控制信道系统中，专用物理控制信道(DPCCH)和专用物理数据信道和专用物理数据信道(DPDCH)

38、共同组共同组成的专用物理信道，经扩频成的专用物理信道，经扩频/扰码后被天线的特扰码后被天线的特定复数加权因子定复数加权因子W1和和W2加权处理加权处理(加权因子由加权因子由UE决定决定)，然后，用户设备根据接收到的下行，然后，用户设备根据接收到的下行 公公共导频信道共导频信道(P-CPICH)的某个时隙的数值，估计的某个时隙的数值，估计各发送天线的信道响应值，这就是闭环反射分集各发送天线的信道响应值，这就是闭环反射分集。发射分集发射分集 第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.5 分集技术分集技术表表1-1 1-1 无线

39、电波频段的划分无线电波频段的划分1.5.4 信号的合并信号的合并2.等增益合并等增益合并等增益合并也称为相位均衡合并，这种合并方式等增益合并也称为相位均衡合并，这种合并方式对信号的相位进行校正然后再相加，只不过加权对信号的相位进行校正然后再相加，只不过加权时各路信信号的权重相等。等增益合并不是任何时各路信信号的权重相等。等增益合并不是任何意义上的最佳合并方式，只有假设每一路信号的意义上的最佳合并方式，只有假设每一路信号的信噪比相同的情况下，在信噪比最大化的意义上信噪比相同的情况下，在信噪比最大化的意义上，它才是最佳的。，它才是最佳的。 第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习

40、内容】 1.5 分集技术分集技术表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分1.5.4 信号的合并信号的合并3.选择式合并选择式合并选择式合并是指先检测所有分集支路的信号，然选择式合并是指先检测所有分集支路的信号，然后再从所有分集支路接收信号中选择具有最高基后再从所有分集支路接收信号中选择具有最高基带信噪比的基带信号作为输出。每增加一条分集带信噪比的基带信号作为输出。每增加一条分集支路，对选择式合并输出信噪比的贡献仅为总分支路，对选择式合并输出信噪比的贡献仅为总分集支路数的倒数倍。集支路数的倒数倍。第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.5 分集技术分

41、集技术表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分1.5.4 信号的合并信号的合并4.性能比较性能比较 在这三种合并方式中，最大比值合并的性能在这三种合并方式中，最大比值合并的性能最好，选择式合并的性能最差。当最好，选择式合并的性能最差。当N较大时，等较大时，等增益合并的合并增益接近于最大比值合并的合并增益合并的合并增益接近于最大比值合并的合并增益。增益。第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【学习内容学习内容】 1.5 分集技术分集技术表表1-1 1-1 无线电波频段的划分无线电波频段的划分1.5.4 信号的合并信号的合并4.性能比较性能比较 第第1章章 无线电波传播原理无

42、线电波传播原理【本章总结本章总结】1.知识体系知识体系第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【本章总结本章总结】2.知识要点知识要点1)无线电波是指在自由空间无线电波是指在自由空间(包括空气和真空包括空气和真空)传播的传播的射频射频频段频段的电磁波。无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中，的电磁波。无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中，电场和磁场在空间是相互垂直的，同时这两者又都垂直于传电场和磁场在空间是相互垂直的，同时这两者又都垂直于传播方向。播方向。2)无线电波可以按频率划分，也可以按波长划分。根据无线无线电波可以按频率划分，也可以按波长划分。根据无线电波传播及使用的特点，国际

43、上将其划分为电波传播及使用的特点，国际上将其划分为12个频段，而通个频段，而通常的无线电通信只使用其中的第常的无线电通信只使用其中的第4到第到第11个频段。移动通信系个频段。移动通信系统选择所用频段要综合考虑覆盖效果和容量，统选择所用频段要综合考虑覆盖效果和容量，UHF频段与其频段与其他频段相比，在覆盖效果和容量之间折衷的比较好，因此被他频段相比，在覆盖效果和容量之间折衷的比较好，因此被广泛应用于移动通信领域。广泛应用于移动通信领域。3)无线电波通过不均匀媒质传播时，无线电波的传播速度和无线电波通过不均匀媒质传播时，无线电波的传播速度和传播方向都会发生变化，会产生反射、折射、绕射和散射现传播方向都会发生变化，会产生反射、折射、绕射和散射现象。象。第第1章章 无线电波传播原理无线电波传播原理【本章总结本章总结】2.知识要点知识要点