移动通信第3章 移动信道的传播特性.ppt

图 3 - 1 典型的传播通路 磁场强度有效值H0为 若用发射天线增益为GT的方向性天线取代各向同性天线， 则上述公式应改写为 接收天线获取的电波功率等于该点的电波功率密度乘以接收天线的有效面积， 即 　　　　　 PR = SAR (3 - 7) ? 式中， AR为接收天线的有效面积， 它与接收天线增益GR满足下列关系： 由上式可见， 自由空间传播损耗Lfs可定义为 3.1.3 大气中的电波传播 1. 大气折射 在不考虑传导电流和介质磁化的情况下， 介质折射率n与相对介电系数εr的关系为 2. 视线传播极限距离 视线传播的极限距离可由图 3 - 2 计算， 天线的高度分别为ht和hr， 两个天线顶点的连线AB与地面相切于C点。由于地球等效半径Re远远大于天线高度， 不难证明，自发射天线顶点A到切点C的距离d1为 可见， 视线传播的极限距离d为 例3-1 设图 3 - 3(a)所示的传播路径中， 菲涅尔余隙x=-82m, d1=5km, d2=10km, 工作频率为150MHz。 试 求出电波传播损耗。 解 先由式(3 - 13)求出自由空间传播的损耗Lfs为 由图3-4 查得附加损耗(x/x1≈-1)为16.5dB, 因此电波传播的损耗L为 ? ［L］ = ［Lfs］+16.5 = 116.0dB 对于水平极化波和垂直极化波的反射系数Rh和Rv分别由下列公式计算： 在图 3 - 5 中， 由发射点T发出的电波分别经过直射线(TR)与地面反射路径(ToR)到达接收点R， 由于两者的路径不同， 从而会产生附加相移。 由图 3 - 5 可知， 反射波与直射波的路径差为 通常(ht+hr)<<d, 故上式中每个根号均可用二项式定理展开， 并且只取展开式中的前两项。 例如： 假设N个信号的幅值和到达接收天线的方位角是随机的且满足统计独立， 则接收信号为 假设 ， 且p(x)和p(y)均值为零， 则 在面积drdθ中的取值概率为 当r=σ时， p(r)为最大值， 表示r在σ值出现的可能性最大。 由式(3 - 44)不难求得 信号包络低于σ的概率为 图 3 - 10 瑞利衰落的累积分布 图 3 - 13 衰落储备量 假设基站发射一个极短的脉冲信号Si(t)=a0δ(t)， 经过多径信道后， 移动台接收信号呈现为一串脉冲， 结果使脉冲宽度被展宽了。 这种因多径传播造成信号时间扩散的现象， 称为多径时散。 必须指出， 多径性质是随时间而变化的。 如果进行多次发送脉冲试验， 则接收到的脉冲序列是变化的， 如图 3 - 15 所示。 它包括脉冲数目N的变化、 脉冲大小的变化及脉冲延时差的变化。 图 3 - 15 时变多径信道响应示例 (a) N=3; (b) N=4; (c) N=5 ? 一般情况下， 接收到的信号为N个不同路径传来的信号之和， 即 表 3 - 1 多径时散参数典型值 图 3 - 17 所示的双射线信道等效网络的传递函数为 图 3 - 17 双射线信道等效网络 由图可见， 其相邻两个谷点的相位差为 图 3 - 19 接收机输入电压的定义 图 3 - 20 半波振子天线的有效长度 图 3 - 21 半波振子天线的阻抗匹配电路 图 3 - 23 中等起伏地上市区基本损耗中值 图 3 - 24 天线高度增益因子 (a) 基站Hb(hb, d); (b) 移动台Hm(hm, f) 图 3 - 27 给出的是开阔地、 准开阔地(开阔地与郊区间的过渡区)的场强中值相对于基准场强中值的修正曲线。 Qo表示开阔地修正因子, Qr表示准开阔地修正因子。 显然， 开阔地的传播条件优于市区、 郊区及准开阔地， 在相同条件下， 开阔地上场强中值比市区高近20dB。 为了求出郊区、 开阔地及准开阔地的损耗中值， 应先求出相应的市区传播损耗中值， 然后再减去由图 3 - 26 或图 3 - 27 查得的修正因子即可