移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用-第2章移動(dòng)通信概論-預(yù)覽頁
【正文】 動(dòng)通信系統(tǒng)的基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及噪聲與抗干擾技術(shù)。對本章中諸多基本概念的理解與掌握有助于后續(xù)移動(dòng)通信系統(tǒng)各章節(jié)的學(xué)習(xí)，為理解移動(dòng)通信中的一系列問題可提供相關(guān)的理論基礎(chǔ)。經(jīng)過電離層反射而傳播的電波（如路徑 4）稱為電離層波，它主要用于短波通信。 在 VHF頻帶的定點(diǎn)通信中 ， 天線高度都處在幾個(gè)波長以上 ， 因此可以不考慮地面波的影響 。 無線電波的傳播特性 1 第 1章 移動(dòng)通信概述 直射波可近似按自由空間傳播來考慮 。 自由空間的傳播衰耗 lts定義為： 無線電波的傳播特性 1 第 1章 移動(dòng)通信概述 24????????? dl ts(式 21) 式中， λ是電磁波的波長， d是收發(fā)天線間距離。 無線電波的傳播特性 1 第 1章 移動(dòng)通信概述 大氣中的電波傳播 （ 1）自由空間傳播的場強(qiáng)計(jì)算 電波在自由空間中的傳播模型可用圖 22來模擬。 無線電波的傳播特性 1 電波由各向同性發(fā)信天線輻射后，經(jīng)傳播距離 d到達(dá)信點(diǎn)，由式（ 22）可計(jì)算其功率密度 S值。按上式畫出頻率為 150MHz、 450MHz和 900MHz的自由空間傳播損耗Lo與距離 d的關(guān)系，如圖 23所示。 第 1章 移動(dòng)通信概述 圖 23 自由空間 無線電波的傳播特性 1 第 1章 移動(dòng)通信概述 （ 3）大氣折射 在不考慮傳導(dǎo)電流和介質(zhì)磁化的情況下，介質(zhì)折射率 n與相對介電系數(shù) εr的關(guān)系為 rn ?? 眾所周知，大氣的相對介電系數(shù) εr不是恒定的，它與溫度、濕度和氣壓有關(guān)。在標(biāo)準(zhǔn)大氣折射情況下，即當(dāng) dn/dh≈―4 108（ 1/m），等效地球半徑系數(shù) k=4/3，等效地球半徑 Re=8500km。由于地球等效半徑 Re遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于天線高度，不難證明，自發(fā)射天線頂點(diǎn) A到切點(diǎn) C的距離 d1為 無線電波的傳播特性 1 te hRd 21 ?圖 24 視距離傳播極限距離 第 1章 移動(dòng)通信概述 同理，由切點(diǎn) C到接收天線頂點(diǎn) B的距離 d2為 re hRd 22 ?可見，視線傳播的極限距離 d為 )(221 rte hhRddd ????無線電波的傳播特性 1 在標(biāo)準(zhǔn)大氣折射情況下， Re=8500km，故 )( rt hhd ??式中， ht和 hr的單位是 m， d的單位是 km。 圖 25 障礙物與余隙 第 1章 移動(dòng)通信概述 圖 a中所示為阻擋情形，此時(shí)余隙 x為負(fù)值；圖 b所示為非阻擋情形，此時(shí)余隙 x規(guī)定為正值。 第 1章 移動(dòng)通信概述 公式推導(dǎo) 1 第 1章 移動(dòng)通信概述 公式推導(dǎo) 2 第 1章 移動(dòng)通信概述 公式推導(dǎo) 3 第 1章 移動(dòng)通信概述 5 、反射波 不同界面的反射特性用反射系數(shù) R表征，它定義為反射波場強(qiáng)與入射波場強(qiáng)的比值， R可表示為： ??? jeRR無線電波的傳播特性 1 式中 │ R│ 為反射點(diǎn)上反射波場強(qiáng)與入射波場強(qiáng)的振幅比值， θ代表反射波相對于入射波的相移。當(dāng)然，這種做法在移動(dòng)通信中是很難實(shí)現(xiàn)的。 — 般情況下，漫反射無線電波的強(qiáng)度小于鏡面反射無線電波的強(qiáng)度，因?yàn)檠夭黄奖砻鎮(zhèn)鞑r(shí)散射了能量，使反射無線電波沿發(fā)散路徑前進(jìn)。圖中，虛線表示的是信號(hào)的局部中值，其含義是在局部時(shí)間中，信號(hào)電平大于或小于它的時(shí)間 50%。因此，信號(hào)經(jīng)不同方向傳播，其多徑分量造成接收機(jī)信號(hào)的多普勒擴(kuò)散，因而增加了信號(hào)帶寬。多徑衰落后的信號(hào)包絡(luò)服從瑞利分布，其公式描述可如下（式225）和（式 226）所示，所以多徑衰落又稱作瑞利衰落。而衰落速率（單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生衰落的次數(shù)）還與移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)速度及工作頻率有關(guān)，例如移動(dòng)速度為 40km/h，頻率 400MHz，衰落速率約每秒 30~40次。分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差隨地形波動(dòng)的高度和頻率變化而變化。 為了防止因衰落（包括快衰落和慢衰落）引起的通信中斷，在信道設(shè)計(jì)中，必須使信道的電平留有足夠的余量，以使中斷率 R小于規(guī)定指標(biāo)。 移動(dòng)信道的特征 2 第 1章 移動(dòng)通信概述 多徑時(shí)散與相關(guān)帶寬 （ 1）多徑時(shí)散 多徑效應(yīng)在時(shí)域上將造成數(shù)字信號(hào)波形的展寬。為了防止在瑞利衰落環(huán)境下產(chǎn)生碼間干擾，就要求發(fā)射信號(hào)速率遠(yuǎn)小于 1/Δ的間隔。最大時(shí)延 ηmax是以強(qiáng)度下降30dB時(shí)測定的時(shí)延值，如下圖 213所示。s ～ 181。s 181。一般情況下，市區(qū)的時(shí)延要比郊區(qū)大，如表中市區(qū)最大延時(shí)時(shí)間高達(dá) 12μs，而郊區(qū)平均延時(shí)擴(kuò)展僅為 。因此，在無抗多徑措施的 情況下，我們要求信號(hào)的傳輸速率必須遠(yuǎn)小于1/Δ的間隔，以避免碼間干擾。這是因?yàn)?，頻率相鄰的兩個(gè)衰落信號(hào)， 由于存在不同的時(shí)間延遲，將導(dǎo)致這兩個(gè)信號(hào)相關(guān)。 移動(dòng)信道的特征 2 第 1章 移動(dòng)通信概述 利用多徑時(shí)散包絡(luò)的拉普拉斯變換的歸一化值，即可得到信號(hào)的相關(guān)函數(shù) C
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