移动信道传播特性

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。

1.移动通信的信道是指基站天线，移动用户天线和两副天线之间的传播路径。

2 3G技术标准主要有3G WCDMA CDMA2000 TC-SCDMA.2.移动信道的基本特性是衰落特性。

3.移动信道是一种时变信道。

四种衰落特性：随信号传播距离变化而导致的传播损耗和弥散，由于传播坏境中的地形起伏，建筑物及其他障碍物对电磁波的遮蔽所引起的衰落，称为阴影衰落无线电波在传播路径上受到周围环境中地形地物的做用产生反射绕射和散射，使得其到达接收机时是从多条路径传来的多个信号的叠加，这种多径传播所引起的信号在接收端幅度，相位和到达时间的随机变化导致严重的衰落，是多径衰落大尺度衰落是由移动通信信道路径上的固定障碍物的阴影引起的，衰落特性一般服从d-n 律。

小尺度衰落由移动台运动和地点的变化而产生的，主要特征是多径。

4.一般认为，在移动通信系统中影响传播的3中基本机制为反射绕射和散射6.根据衰落与频率的关系，将衰落分为两种：频率选择性衰落和非频率选择性衰落。

频率选择性衰落是指传输信道对信号不同的频率成分有不同的随机响应，信号中不同频率的分量衰落不一致，引起信号波形失真。

非频率选择性衰落，指信号经过传输信道后，各频率分量的衰落是相关的具有一致性，衰落波形不失真。

7.微观分集的类型时间分集频率分集空间分集8.分集的合并方式选择合并，在所接受的多路信号中，合并器选择信噪比最高的一路输出，这相当于在M个系数ak(t)，只有一个等于1.其余的为0最大比值合并，在选择合并中，只选择其中一个信号，其余信号被抛弃。

等增益合并，等增益合并器的各个加权系数均为19.为什么扩频信号能够有效抑制窄带干扰？扩频信号对窄带干扰的抑制作用在于接收机对信号的解扩的同时，对干扰信号的扩频，这降低了干扰信号的功率谱密度。

扩频后的干扰和载波相乘，积分（相当于低通滤波）大大地削弱了他对信号的干扰，因此在采样器的输出信号受干扰的影响就大为减少，输出的采样值比较稳定10跳频系统的抗干扰性能和在GSM系统的应用：跳频系统对抗单频或窄带干扰是很有特色的。

2第二章移动通信信道在我们日常生活中，移动通信已经成为不可或缺的一部分。

无论是与亲朋好友通话、浏览网页，还是使用各种移动应用，都离不开移动通信的支持。

而在这背后，移动通信信道起着至关重要的作用。

移动通信信道，简单来说，就是信息从发送端到接收端所经过的路径。

这个路径可不简单，它充满了各种复杂的情况和挑战。

想象一下，当您在繁华的街头打电话，周围有车辆的嘈杂声、人群的交谈声，还有各种建筑物对信号的反射和遮挡。

这就是移动通信信道所面临的现实环境。

首先，多径传播是移动通信信道的一个重要特点。

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条件各不相同，导致信号到达接收端的时间和强度也有所差异。

这就像是一群人同时从不同的路线跑步到终点，有的跑得快，有的跑得慢，有的路线顺畅，有的路线曲折。

这种多径传播会引起信号的衰落和失真，影响通信质量。

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、地形等因素引起的信号强度的缓慢变化。

比如，您离基站越远，信号通常就越弱。

而小尺度衰落则是在短距离或短时间内信号强度的快速变化，这可能是由于信号的多径传播导致的相位变化等原因引起的。

除了衰落，噪声也是移动通信信道中的一个“捣乱分子”。

噪声可以来自各种来源，比如电子设备内部的热噪声、外界的电磁干扰等。

噪声会使接收到的信号变得模糊不清，就像在一幅精美的画作上撒上了一些污点。

在移动通信信道中，多普勒效应也不容忽视。

当移动终端（比如您手中的手机）和基站之间存在相对运动时，接收信号的频率会发生变化。

这就好比一辆行驶中的汽车听到的警笛声的音调会发生变化一样。

多普勒效应会导致信号的扩展和失真，对通信造成影响。

为了应对移动通信信道中的这些挑战，通信工程师们想出了各种各样的办法。

比如，采用多种调制解调技术，让信号在复杂的信道环境中能够更稳定地传输；通过编码技术增加信号的冗余度，提高纠错能力；利用分集接收技术，从多个路径接收信号，降低衰落的影响。

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。

移动通信系统中的信道特性在我们生活的这个信息时代，移动通信已经成为了不可或缺的一部分。

无论是日常的电话通话、发送短信，还是通过手机浏览网页、观看视频，这一切都离不开移动通信系统的支持。

而在移动通信系统中，信道特性是一个至关重要的概念，它对于通信质量和效率有着深远的影响。

要理解移动通信系统中的信道特性，首先得明白什么是信道。

简单来说，信道就是信息从发送端传输到接收端所经过的路径。

在移动通信中，这个路径可不是一条笔直的、毫无干扰的“高速公路”，而是充满了各种复杂情况和不确定性。

移动通信信道的一个显著特点就是多径传播。

想象一下，当你在一个高楼林立的城市中打电话，信号从你的手机发送出去后，可能会经过建筑物的反射、折射，甚至绕射，然后以多条不同的路径到达接收端。

这就导致接收端接收到的信号是多个路径传来的信号的叠加。

这种多径传播会带来信号的衰落和时延扩展。

衰落就是信号强度的快速变化，有时候强，有时候弱，让你的通话质量时好时坏。

时延扩展则会导致符号间干扰，使得接收端难以准确地解读发送的信息。

除了多径传播，移动通信信道还存在多普勒频移的现象。

当移动台（比如你的手机）在移动时，相对于基站发送的信号，它会产生频率上的变化。

这就好像一辆行驶中的汽车听到的警笛声，随着汽车的靠近或远离，警笛声的频率会发生变化。

多普勒频移会影响信号的解调，导致误码率增加，进而影响通信质量。

另外，噪声也是移动通信信道中不可忽视的一个因素。

噪声可以来自各种来源，比如自然界的电磁干扰、其他电子设备的辐射等等。

这些噪声会叠加在有用信号上，使得信号变得模糊不清，增加了接收端正确解调信号的难度。

在不同的环境中，移动通信信道的特性也会有所不同。

比如在城市环境中，由于建筑物密集，信号的反射和遮挡比较严重，多径传播和衰落现象更加明显；而在开阔的农村地区，信号传播相对较为顺畅，但可能会受到更远距离的传播损耗影响。

为了应对移动通信信道的这些特性，工程师们想出了各种各样的技术和方法。

第三章 移动信道的传播特性4. 在标准大气折射下， 发射天线高度为200 m ， 接收天线高度为2 m ， 试求视线传播极限距离。

解：()()64.09(km)220012.4h h 12.4d rt =+=+=5． 某一移动信道， 传播路径如图3-3(a)所示， 假设d1=10 km ，d2=5 km ， 工作频率为450 MHz ， |x|=82 m ， 试求电波传播损耗值。

6. 某一移动通信系统， 基站天线高度为100 m ， 天线增益Gb=6 dB ， 移动台天线高度为3 m ，Gm=0 dB ， 市区为中等起伏地， 通信距离为10 km ， 工作频率为150 MHz ， 试求：(1) 传播路径上的损耗中值；(2) 基站发射机送至天线的功率为10 W ， 试计算移动台天线上的信号功率中值。

(2)[]()()()[][][][]()()()[][][][]dBm 96.80dBW96.11096.1260610lg 10L G G P f ,h H d ,h H d ,f A G G L P f ,h H d ,h H d ,f A G G d 4P P T m b T m m b b m m b fs T m m b b m m b 2T p -=-=-++=-++=++-++-=++-⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛πλ=解：先求出自由空间传播的损耗L f s 为：［L f s ］= 32.44+20lg(5+10)+20lg 450 = 109dB由式(3 -21)求第一菲涅尔区半径x 1为：m 14.47101510101053/2d d d d x 33321211=⨯⨯⨯⨯⨯=+λ=由图3 -4 查得附加损耗(x /x 1≈-1.74)为21dB, 因此电波传播的损耗L 为：［L ］= ［L f s ］+21 = 130dB解：(1)()()()f ,h H d ,h H d ,f A L L m m b b m fs T --+=求：[]()()()[]()()()dB96.126dB 062596.95f ,h H d ,h H d ,f A L L L dB0f ,h H dB6d ,h H dB25d ,f A dB 96.9510lg 20150lg 2044.32d lg 20f lg 2044.32L m m b b m fs T A m m b b m fs ＝＋＋＋＝＝子：移动台天线高度增益因因子：查得基站天线高度增益：查得市区基本损耗中值自由空间传播损耗：--+==-===++=++=第四章 抗衰落技术4.试画出（2，1）卷积编码器的原理图。

§2-2 移动信道的衰落特性⏹大尺度传播特性：描述的是发射机与接收机之间长距离上的场强变化⏹路径传播损耗：它反映了传播在宏观大范围(几百米或几千米)的空间距离上的接收信号电平平均值的变化趋势。

⏹由于阴影效应和气象条件变化造成的接收场强中值的缓慢变化，这种损耗是中等范围内（数十至数百个波长范围）接收电平的均值变化而产生的损耗。

一般认为慢衰落与工作频率无关，仅取决于移动台的移动速度，衰落深度取决于障碍物的状态；且衰落后信号的幅度服从于对数正态分布。

移动用户和基站之间的距离为r时，传播路径损耗和阴影衰落用dB可以表示为：10lgl(r,ξ)=10nlgr+ξ⏹小尺度传播特性：描述短距离(几个波长)或短时间(秒级)内的接收场强的快速波动情况。

⏹快衰落损耗：由于多径传播而产生的损耗。

它反映微小范围（几个至数十个波长范围）接收电平的均值变化而产生的损耗。

一、快衰落/多径衰落/瑞利衰落：多径传播是陆地移动通信系统的主要特征。

★多普勒频移⏹成因：路程差造成的接收信号相位变化值，进而产生多普勒频移。

⏹后果：信号经不同方向传播，其多径分量造成接收机信号的多普勒扩展，进而增加信号带宽。

⏹此可得出频率变化值，即多普勒频移fdv 移动环境：⏹基站高、移动台低。

基站天线通常高30 m，可达90 m；移动台天线通常为2～3 m以下。

⏹ 移动台周围的区域称为近端区域，该区域内的物体造成的反射是造成多径效应的主要原因。

⏹ 离移动台较远的区域称为远端区域，在远端区域，只有高层建筑、较高的山峰等的反射才能对该移动台构成多径。

二、多经信号的统计特性1） 瑞利Rayleigh 衰落：在多径传播信道中，若N 条路经彼此相互独立且没有一个信道的信号占支配地位，或者没有直射波信号，仅有很多的反射波，则接收信号的包络将服从瑞利分布。

2） 莱斯Ricean 衰落：在多径传播信道中，若接收信号中有一个信道的信号占支配地位（常常是直射波），则其包络将服从莱斯分布。