移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用-第2章移動(dòng)通信概論(編輯修改稿)
2024-07-09 18:43 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，從而也會(huì)產(chǎn)生多徑衰落。 第 1章 移動(dòng)通信概述 （ 4）視距傳播 視線傳播的極限距離可由圖 24計(jì)算，設(shè)發(fā)射與接收天線的高度分別為 ht和 hr，兩個(gè)天線頂點(diǎn)的連線 AB與地面相切于 C點(diǎn)。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(wú)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(wú)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。 第 1章 移動(dòng)通信概述 4 、障礙物的影響與繞射損耗 點(diǎn)波在直射傳播的路徑上可能存在山丘、建筑等障礙物，這些障礙物會(huì)引起除了自由空間傳播損耗外的附加損耗，這種附加損耗稱為繞射損耗。 無(wú)線電波的傳播特性 1 設(shè)障礙物與發(fā)射點(diǎn) T、接收點(diǎn) R的相對(duì)位置如圖 25所示。圖中 x表示障礙物頂點(diǎn) P至連線 TR的距離，在傳播理論中稱作費(fèi)涅爾余隙。 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。由費(fèi)涅爾繞射理論可得障礙物引起的繞射損耗與費(fèi)涅爾余隙的關(guān)系如圖 27所示。圖中橫坐標(biāo)為 x/x1，其中 x1稱為費(fèi)涅爾半徑，并由下式（ 220）求得 21211 ddddx?? ?無(wú)線電波的傳播特性 1 式中 d d2如圖 26所示： λ為電波波長(zhǎng)。由圖 26可見，當(dāng)x/x1，則障礙物對(duì)直射波的傳播基本上沒有影響；當(dāng) x=0時(shí)，即 TR直射線從障礙物頂點(diǎn)擦過時(shí)，繞射損耗約 6dB；以當(dāng) x0時(shí)，即直射線低于障礙物頂點(diǎn)時(shí)，損耗急劇增加 。 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(chǎng)強(qiáng)與入射波場(chǎng)強(qiáng)的比值， R可表示為： ??? jeRR無(wú)線電波的傳播特性 1 式中 │ R│ 為反射點(diǎn)上反射波場(chǎng)強(qiáng)與入射波場(chǎng)強(qiáng)的振幅比值， θ代表反射波相對(duì)于入射波的相移。實(shí)際的反射路徑、直射路徑的電波相位差 Δθ可由兩者間的路徑差計(jì)算而得： ??? ?????? d2 式中， 2π/λ稱為相移常數(shù)，決定于工作波長(zhǎng)， Δd為兩路徑的差值。 第 1章 移動(dòng)通信概述 直射波與反射波的合成場(chǎng)強(qiáng)如下： )1()Re1( )(00 ???????? ???? jj eREEE 由上式可見，合成場(chǎng)強(qiáng)將隨反射系數(shù)以及路徑差的變化而變化， │ R│ 越接近于 1，衰落就越嚴(yán)重。為此，在固定地址通信中，選擇 站址時(shí)應(yīng)力求減弱地面反射，或調(diào)整天線的位置和高度，使地面反射區(qū)離開光滑界面。當(dāng)然，這種做法在移動(dòng)通信中是很難實(shí)現(xiàn)的。 無(wú)線電波的傳播特性 1 第 1章 移動(dòng)通信概述 移動(dòng)信道的特征 2 傳播路徑與信號(hào)衰落 多普勒效應(yīng) 多徑效應(yīng)與瑞利衰落 慢衰落特性和衰落儲(chǔ)備 多徑時(shí)散與相關(guān)帶寬 第 1章 移動(dòng)通信概述 傳播路徑與信號(hào)衰落 移動(dòng)無(wú)線電波傳播路徑損耗，主要是由于地形、傳播路徑上的無(wú)線電散射體等原因產(chǎn)生的，是直射加上鏡面反射、漫反射和繞射等的綜合結(jié)果，如圖 27所示。 （ 1）鏡面反射：當(dāng)無(wú)線電波投射到兩種不同媒質(zhì)間的平滑分界面，并且界面線尺寸與輻射信號(hào)波長(zhǎng)相比相差很大的情況下，則發(fā)生鏡面反射，并服從斯涅耳定律。 移動(dòng)信道的特征 2 （ 2）漫反射：當(dāng)無(wú)線電波投射到粗糙表面，且表面粗糙程度與輻射信號(hào)波長(zhǎng)相似時(shí)，則產(chǎn)生漫反射，它服從惠更斯原理。 — 般情況下，漫反射無(wú)線電波的強(qiáng)度小于鏡面反射無(wú)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(wú)線電波沿發(fā)散路徑前進(jìn)。 （ 3）繞射：當(dāng)無(wú)線電波由于地形外廓的變化，遮避住其傳播路徑時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)繞射。 在移動(dòng)無(wú)線電通信中，僅出現(xiàn)鏡面反射和漫反射的情況，被認(rèn)為是視距傳播，而繞射則被認(rèn)為是非視距傳播。 第 1章 移動(dòng)通信概述 直射波 反射波 圖 27 幾種傳播路徑 繞射波 移動(dòng)信道的特征 2 第 1章 移動(dòng)通信概述 直射波、反射波或散射波在接收地點(diǎn)形成干涉場(chǎng)，使信號(hào)產(chǎn)生深度且快速的衰落 ,這種衰落稱為快衰落，如圖 28所示。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%。由于移動(dòng)臺(tái)的不斷
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