移动通信第三章移动信道的传播特性
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2022移动通信第三章移动信道的传播特性在当今的信息时代,移动通信已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
无论是日常的沟通交流,还是工作中的信息传递,都离不开移动通信的支持。
而要实现稳定、高效的移动通信,就必须深入了解移动信道的传播特性。
这一章,我们就来探讨一下 2022 年移动通信中移动信道的传播特性。
移动信道是指移动终端(如手机)和基站之间的无线传播路径。
它的传播特性非常复杂,受到多种因素的影响。
首先,地形地貌是影响移动信道传播特性的重要因素之一。
在城市环境中,高楼大厦林立,会导致信号的反射、折射和散射。
信号可能会在建筑物之间来回反射,形成多径传播。
这就好比我们在一个有很多镜子的房间里说话,声音会经过多次反射才到达对方的耳朵,从而使得声音变得复杂和不稳定。
在山区,地形起伏较大,信号可能会被山峰阻挡,出现阴影效应,导致某些区域信号较弱甚至完全没有信号。
其次,气候条件也会对移动信道的传播特性产生影响。
例如,在雨天,雨水会吸收和散射无线电波,从而导致信号衰减。
大雾天气中,水汽会对信号产生类似的影响。
此外,雷电等恶劣天气还可能会产生电磁干扰,影响信号的质量。
移动信道的传播特性还与信号的频率有关。
一般来说,频率越高,信号的穿透力越弱,但能够提供更高的数据传输速率。
在移动通信中,不同的频段具有不同的传播特性。
低频段的信号传播距离较远,但带宽较窄,数据传输速率相对较低;高频段则相反,虽然传输速率快,但传播距离较短,覆盖范围较小。
多径传播是移动信道的一个重要特性。
当信号从发射端发出后,可能会通过多条不同的路径到达接收端。
这些路径的长度和传播环境各不相同,导致信号到达接收端的时间、相位和幅度都有所差异。
这种多径效应会引起信号的衰落,包括瑞利衰落和莱斯衰落。
瑞利衰落通常发生在没有直射路径的情况下,信号幅度服从瑞利分布;而当存在较强的直射路径时,则会出现莱斯衰落。
为了应对移动信道的复杂传播特性,移动通信系统采用了一系列的技术手段。
移动通信第三章移动信道的传播特性在我们的日常生活中,移动通信已经成为了不可或缺的一部分。
无论是打电话、发短信,还是上网浏览、在线视频,都离不开移动通信的支持。
而要实现稳定、高效的移动通信,就必须深入了解移动信道的传播特性。
这一章,咱们就来好好聊聊这个话题。
移动信道的传播特性是相当复杂的。
想象一下,当您在移动中打电话时,信号会受到各种各样的影响。
比如建筑物的阻挡、地形的起伏、天气条件的变化,甚至是人群的干扰等等。
首先,我们来谈谈多径传播。
这就好比您在一个充满镜子的房间里说话,声音会从不同的方向反射回来,形成多个路径到达接收点。
在移动通信中,信号也会通过多条不同的路径从发射端到达接收端。
这些路径的长度和传播条件各不相同,导致信号到达的时间、强度和相位都有所差异。
这就会引起信号的衰落和失真。
信号的衰落可以分为大尺度衰落和小尺度衰落。
大尺度衰落主要是由于距离的增加和障碍物的遮挡导致信号强度的大幅下降。
比如说,您在远离基站的地方,或者身处高楼大厦密集的区域,信号可能就会变得很弱。
小尺度衰落则是由于多径传播引起的信号快速波动。
这种衰落可能在很短的时间内发生,甚至在几分之一秒内,让您的通话出现断断续续的情况。
接下来,说说多普勒效应。
当移动台相对于信号源运动时,接收到的信号频率会发生变化。
这就好比一辆鸣笛的汽车从您身边驶过,您会听到声音的音调发生变化。
在移动通信中,如果您在快速移动,比如在高铁上,多普勒效应就会比较明显,可能会影响信号的质量。
除了这些,移动信道还受到阴影衰落的影响。
这通常是由于大型障碍物,如山脉、高楼等阻挡了信号的传播,造成某些区域的信号强度明显低于其他区域,形成了所谓的“阴影区”。
再来说说传播损耗。
信号在传播过程中会不断损耗能量,这包括自由空间传播损耗、反射损耗、绕射损耗等等。
自由空间传播损耗是指信号在没有任何障碍物的理想空间中传播时,随着距离的增加而逐渐减弱。
反射损耗则是当信号遇到光滑的表面时,一部分能量被反射回去,导致接收端接收到的信号强度降低。
第一章概论1、移动通信的特点。
1、移动通信必须利用无线电波进行信息传输2、移动通信是在复杂的干扰环境中运行的3、移动通信可以利用的频谱资源非常有限4、移动通信系统的网络结构多种多样,网络管理和控制必须有效5、移动台必须适合于在移动环境中使用2、移动通信按多址方式分为频分多址(FDMA),时分多址(TDMA),码分多址(CDMA )。
按信号形式分为模拟网和数字网。
3、移动通信的传输方式分:单向传输(广播式)、双向方式(应答式)。
双向传输工作方式有单工、双工、半双工。
4、单工通信:通信双方电台交替地进行收信和发信。
根据收、发频率的异同,又可分为同频单工和异频单工。
例:寻呼系统。
5、双工通信:指通信双方可同时进行传输消息的工作方式。
双工通信一般使用一对频道,以实施频分双工(FDD)工作方式,接受和发射可同时进行,故耗电量较大。
为了缓解这个问题和减少对系统频带的要求,可在通信设备中采用同步的半双工通信方式,即时分双工(TDD)。
故频分双工(FDD)和时分双工(TDD)相结合。
例:手机。
(FDD:用不同载频来区分两个通信方向。
TDD:收、发采用同一载频,通过时间上的交替使用同一载频来区分两个通信方向。
)6、半双工通信,移动台采用类似单工的“按讲”方式,即按下按讲开关,发射机才工作,而接收机总是工作的。
基站工作情况与双工方式完全相同。
例:对讲机。
7、数字移动通信系统有哪些优点?答:数字通信系统的主要优点可归纳如下:(1)频谱利用率高,有利于提高系统容量。
(2)能提供多种业务服务,提高通信系统的通用性。
(3)抗噪声、抗干扰和抗多径衰落的能力强(4)能实现更有效、灵活的网络管理和控制。
(5)便于实现通信的安全保密。
(6)可降低设备成本和减小用户手机的体积和重量。
8、若干年来,移动通信基本上围绕着两种主干网络在发展,这就是基于话音业务的通信网络和基于分组数据传输的通信网络。
9、蜂窝式组网的目的是解决常规移动通信系统的频谱匮乏,容量小,服务质量差,频谱利用率低等问题。
第一章1移动通信概念:是指通信双方至少有一方是在移动中(或临时停在某一非预定的位置上)进行信息传输和交换,这包括移动体(车辆、船舶、飞机或行人)和移动体之间的通信,移动体和固定点(固定无线电台或有线用户)之间的通信。
2移动通信特点:①移动通信必须利用无线电波进行信息传输。
②移动通信是在复杂的干扰环境中运行的。
③移动通信可以利用的频谱资源非常有限,而移动通信业务量的需求却与日俱增。
④移动通信系统的网络结构多种多样,网络管理和控制必须有效⑤移动通信设备(主要是移动台)必须适于在移动环境中使用。
3移动通信系统的分类:按工作方式分三类:单工通信、双工通信、半双工通信。
按信号形式分两类:模拟网、数字网。
4、数字移动通信系统的优点:①频谱利用率高,有利于提高系统容量。
②能提供多种业务服务,提高通信系统的通用性。
③抗噪声、抗干扰和抗多径衰落的能力强。
④能实现更有效、灵活的网络管理和控制。
⑤便于实现通信的安全保密。
⑥可降低设备成本以及减小用户手机的体积和重量。
5常见的移动通信系统:①无线电寻呼系统②蜂窝移动通信系统③无绳电话系统④集群移动通信系统⑤组网技术6移动通信发展状况第二章一、移动通信的基本技术1、调制和解调技术①恒定包络调制技术(数字频率调制)最小移频键控(MSK)定义:是一种特殊的2FSK,其频差是满足两个频率相互正交(即相关函数等于0)的最小频差,并要求FSK信号的相位连续。
其频差△f=f2 —f1=1/2T b ,即调制指数为h= (式中T b为输入数据流的比特宽度)本比特内的相位常数不仅与本比特区间的输入有关,还与前一个比特区间的输入级相位常数有关。
高斯滤波的最小移频键控(GMSK)定义:用高斯滤波器作为MSK调制的预置滤波器的调制方法叫做高斯滤波的最小移频键控。
②线性调制技术(数字相位调制)π/4 —D Q PSK是指将Q PSK的最大相位跳变±π降为±3π/4,从而改善了π/4—DQPSK的频谱特性。
《移动通信》教案授课单位:信息工程学院授课人:***授课对象:信工041-2授课时间:2007~2008学年第一学期1、本课程教学目的:“移动通信”是信息工程专业的专业课程.该课程较详细地介绍了移动通信的原理和实际应用系统。
通过本课程的学习使学生掌握和了解移动通信的基本理论,以及移动通信的发展、蜂窝移动通信系统的基本概念、移动通信的信道、移动通信系统的调制和组网技术、移动通信中的多址接入、移动通信网以及GSM 系统、CDMA系统和第三代移动通信技术等。
2、本课程教学要求:1.掌握移动通信的概念、特点;了解移动通信组网理论的基本内容;理解移动通信的发展历程及发展趋势;了解第三代移动通信系统的主要差别;了解移动通信的应用系统。
2.理解关于蜂窝的概念;了解频率复用的概念以及频率复用的模型;理解信道分配策略以及切换策略;理解干扰与系统容量之间的关系,了解如何在实际系统中用功率控制减少干扰以提高系统容量;了解各种提高系统容量的方法。
3.了解无线电波的传播特性,移动通信中的快衰落与慢衰落;掌握无线信道中信号的多径衰落和多普勒频移,掌握多径传播与快衰落、阴影衰落、时延扩展与相关带宽以及信道的衰落特征;掌握分集技术的基本概念;掌握分集信号的合并技术。
4.掌握多址接入的基本概念和多址接入方式,掌握FDMA技术的原理及系统的特点,了解FDMA系统中的干扰问题,掌握TDMA技术的原理及系统的特点,熟悉TDMA的帧结构,了解TDMA系统的同步与定时,掌握CDMA技术的原理及系统的特点,了解空分多址(SDMA)技术的原理;掌握系统容量的定义,熟悉FDMA、TDMA、CDMA系统容量的分析与比较。
5.掌握FDMA模拟蜂窝网,TDMA数字蜂窝网,CDMA移动通信系统。
3、使用的教材:郭梯云编,《移动通信》,西安电子科技大学出版社主要参考书目:啜钢王文博常永宇等编,《移动通信原理与应用》,北京邮电大学出版社,赵长奎编,《GSM数字移动通信应用系统》,国防工业出版社,顾肇基译,《GSM网络与GPRS》,电子工业出版社,第一章概论本章的教学目标和要求:重点掌握移动通信的概念、特点;了解移动通信组网理论的基本内容;理解移动通信的发展历程及发展趋势;;掌握移动通信的三种工作方式;了解移动中继方式;了解移动通信的应用系统。