移動(dòng)通信技術(shù)及應(yīng)用-第2章移動(dòng)通信概論-閱讀頁(yè)
2025-06-27 18:43本頁(yè)面
【正文】 情況下，則發(fā)生鏡面反射，并服從斯涅耳定律。 — 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)。 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。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%。這種變化所造成的衰落比多徑效應(yīng)所引起的快衰落要慢得多，所以稱作慢衰落。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。多徑現(xiàn)象易造成多徑衰落和脈沖展寬（也稱多徑時(shí)散，見(jiàn) ）等。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。 圖 211 瑞利分布的概率密度 移動(dòng)信道的特征 2 通過(guò)計(jì)算和大量的實(shí)測(cè)表明，多徑效應(yīng)使接收信號(hào)包絡(luò)變化接近瑞利分布。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。大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明：當(dāng)信號(hào)電平發(fā)生快衰落的同時(shí)，其局部中值電平還隨時(shí)間、地點(diǎn)以及移動(dòng)臺(tái)速度作比較平緩的變化，其衰落周期以秒級(jí)計(jì)，故稱這種衰落為慢衰落或地形陰影衰落。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。 移動(dòng)信道的特征 2 第 1章 移動(dòng)通信概述 表 21 接收信號(hào)中值場(chǎng)強(qiáng)隨位置分布和時(shí)間分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差 工作 頻率 MHZ σ L（ dB） σ ξ （ dB） 準(zhǔn)平坦 地形 不規(guī)則地形 d （ km） 50 100 150 城市 郊區(qū) Δ h （ m） 50 150 300 50 8 9 10 陸 2 5 7 150 ～ 4 ～ 7 9 11 13 海 9 14 20 450 6 11 15 18 水路 3 7 9 900 8 14 18 21 移動(dòng)信道的特征 2 第 1章 移動(dòng)通信概述 此外，還有一種隨時(shí)間變化的慢衰落，它也服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布。 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)。衰落儲(chǔ)備的大小取決于地形、地物、工作頻率和要求的通信可靠性指標(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。移動(dòng)臺(tái)接收到的脈沖信號(hào)為： 移動(dòng)信道的特征 2 jw tjw tNiii etEetaats ????? ??)()()(10 ??第 1章 移動(dòng)通信概述 該式表示了到達(dá)移動(dòng)接收機(jī)的信號(hào)是頻率為 ω的離散脈沖串，如圖 212（ a）所示；隨著移動(dòng)臺(tái)周圍散射體數(shù)目的增多，接收到的離散脈沖串相互重疊結(jié)果變成了一個(gè)脈沖長(zhǎng)度為 η的連續(xù)脈沖信號(hào)，這就發(fā)生了多徑時(shí)散，如圖 212（ b）所示。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。 圖 212中多徑時(shí)散的平均延時(shí)時(shí)間 d和標(biāo)準(zhǔn)方差可表示如下（式 229）和（式 230）： 2022 )( ddttEt ??? ? ?（式 229） （式 230） 移動(dòng)信道的特征 2 dt t tE d ? ? ? 0 ) ( 第 1章 移動(dòng)通信概述 式中， Δ表示多徑時(shí)散散布的程度。最大時(shí)延 ηmax是以強(qiáng)度下降30dB時(shí)測(cè)定的時(shí)延值，如下圖 213所示。s ～ 181。s ～ 181。s ～ 181。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 。另外，任何超過(guò) 2MHz的信號(hào)速率都可能引起碼間干擾，除非采用某些改進(jìn)措施。因此，在無(wú)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。 移動(dòng)信道的特征 2 第 1章 移動(dòng)通信概述 （ 2）相關(guān)帶寬 從頻域的觀點(diǎn)上看，多徑時(shí)散現(xiàn)象將導(dǎo)致信道對(duì)不同頻率成分有不同的響應(yīng)，即頻率選擇性衰落。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)。 用來(lái)描述延時(shí)擴(kuò)展包絡(luò)的模型包含兩部分，“脈沖響應(yīng)”和“衰減指數(shù)響應(yīng)”，前者對(duì)應(yīng)于接收到的反射能量，后者對(duì)應(yīng)于接收到的散射能量。 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（ f）。 圖 214 信道脈沖響應(yīng)模型 移動(dòng)信道的特征 2 第 1章 移動(dòng)通信概述 相關(guān)帶寬的定義有多種，一種典型的定義為（式 231），其適用范圍為 100kHz~
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