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第二章移动通信信道(一)

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移动通信基础习题库

移动通信基础习题库

一、填空题1．移动通信按信号形式分、。

2．移动通信按覆盖范围分、、。

3．移动通信按业务类型分、、。

4．移动通信按服务特性分、。

5．移动通信按使用环境分、、。

6．移动通信按使用对象分、。

7．移动通信按服务范围可以分为和。

8．移动通信按多址方式可以分为、、。

9．移动通信按工作方式可分为、和。

10．移动通信电波传播的理论基本模型是超短波在平面大地上和的矢量合成。

11．多普勒频移对速数字信号传输不利，对速数字信号传输影响不大。

12．多普勒频移与、以及电磁波的波长有关。

13．我国移动通信的G网指的是。

14．我国移动通信的D网指的是。

15．我国移动通信的C网指的是。

16．移动通信中，900MHz和1800MHz频段的收发双工间隔分别是和。

17．在陆地移动通信中，现在主要使用的频段为高频和高频18．移动通信网包括、基站子系统和。

19．BSS和MSC 之间通常采用链路传输数据信号。

二、单项选择题1．在移动通信的工作方式中，需要天线共用装置的是（）A、半双工B、频分双工C、异频单工D、时分双工2．在移动通信网中，提供与公众网接口的是（）A、交换网络子系统B、基站子系统C、移动台D、操作管理中心3．在移动通信网中，负责管理无线资源的是（）A、交换网络子系统B、基站子系统C、移动台D、操作管理中心4．无线寻呼系统采用的工作方式为（）A、半双工B、全双工C、单频单向D、异频单向5．下列四种移动通信系统中，工作方式属于半双工方式的为（）A、无线寻呼系统B、无绳电话系统C、蜂窝移动通信系统D、集群移动通信系统三、名词解释1．移动通信：2．多径效应：3．远近效应：4．邻道干扰：5．同频干扰：6．互调干扰：7．人为干扰：8．漫游：9．同频单工：10．无绳电话系统：11．移动卫星通信系统：四、简答题1．电磁辐射的两种度量方法是什么？2．我国电磁辐射标准是如何划分的？3．手机信号辐射的度量有哪些种方法？各是什么？4．为什么说GSM与CDMA的辐射功率相当？5．什么叫移动通信？6．移动通信的特点。

移动通信-第3讲-移动信道1

移动通信-第3讲-移动信道1

图3.1 小尺度和大尺度衰减
10 0 -10 -20 -30
20 Wavelengths
Received Signal level (RSL)
Transmitter receiver Antennae distance
第11页
2020/4/9
3.1.1 概 述
(2) 传播模型的研究
从图中看出：随着接收机的移动，信号衰落很快；但随距离 的变化很慢。
小尺度衰减模型：描述短距离（几个波长），或短时间（秒 级）内的接收场强快速波动的传播模型，称为小尺度衰减模 型。频段从1GHz～2GHz的蜂窝系统和PCS，相应的测量在 1m ～ 10m范围。
第9页
2020/4/9
3.1.1 概 述
(2) 传播模型的研究
小尺度衰减模型产生机理：原因是接收信号由不同方向信号 合成，并且由于相位变化的随机性，其信号变化范围很大， 当接收机移动距离与波长相等时，接收场强可以产生4个数量 级（30dB或40dB）的变化。
大尺度和小尺度衰减例子：当移动台远离发射机时，当地平 均接收场强逐渐减弱，该平均场强由大尺度传播模型预测。 图3.1给出一个室内无线通信系统的小尺度衰减和大尺度变化 的情况。
第10页
2020/4/9
3.1.1 概 述
(2) 传播模型的研究
Flat Terrain Median Signal Slow Fading (lognormal Shadowing) Fast Fading
模型只是在一定频率和环境下建立，适用性如何有待检验。 传统上集中于给定范围内平均场强预测，和特定位置附近场
强的变化。 传播模型分类
大尺度传播模型 小尺度传播模型
第8页
2020/4/9

现代移动通信第四版 第二章课后答案 (1)

现代移动通信第四版 第二章课后答案 (1)

第二章 思考题与习题1 无线电波传播共有哪几种主要方式？各有什么特点？答：典型的电波传播方式有直射、反射、折射、绕射、散射等。

当电波的直射路径上无障碍物时，电波直接到达接收天线；当电波的直射路径上存在障碍物时，电波会绕过障碍物遮挡向前传播形成绕射波；当电波在平坦地面上传播时，因大地和大气是不同的介质而使入射波在界面上产生反射波；当电波入射到粗糙表面时，反射能量由于散射而散布于所有方向，形成散射波。

2 自由空间传播的特点是什么？答：自由空间传播是指空间周围为无限大真空时的电波传播，它是理想传播条件。

电波在自由空间传播时，其能量既不会被障碍物所吸收，也不会产生反射或散射。

电波在自由空间传播时，媒质的相对介电常数和相对导磁率都等于1，传播路径上没有障碍物阻挡，到达接收天线的地面反射信号场强忽略不计。

自由空间中电波传播损耗为32.4420lg (km)20lg (MHz)fs L d f =++，其中，d 为T-R 间距离，f 为电波频率。

其规律是:与2d 成反比→距离越远，衰减越大；与2f 成反→频率越高，衰减越大。

3 设发射机天线高度为40m ，接收机天线高度为3 m ，工作频率为1800MHz ，收发天线增益均为1，工作在市区。

试画出两径模型在1km 至20km 范围的接收天线处的场强。

（可用总场强对0E 的分贝数表示）解：因为）（ϕ∆-+=j Re 1E E 0又因为18001501;f MHz MHz R =>=-所以有 此时接收到的场强为)1(Re1E E ])37(1)43(1[20022d d d j j e E +-+-∆--=+=πϕ）（ 用分贝表示为km d km e E E d d d j 201)1lg(10])37(1)43(1[2022<<-=+-+-π用Matlab 画出变化曲线。

由式（2-29）可知，其规律是: —与4d 成反比→比自由空间衰减快得多。

移动通信信道-2简版

移动通信信道-2简版

移动通信信道-2移动通信信道-2移动通信信道是指在移动通信系统中，用于传输各种信息、数据和信号的物理通道。

它是移动通信系统中重要的组成部分，起着承载通信内容的重要作用。

本文将对移动通信信道进行详细介绍，并分析其在移动通信系统中的作用。

1. 信道分类在移动通信系统中，信道可以按照不同的维度进行分类。

一种常见的分类方式是根据信号传输的方向，将信道分为上行信道和下行信道。

1.1 上行信道上行信道是指从移动终端向基站传输信号的信道。

在上行信道中，移动终端将用户发出的语音、数据或其他信息发送给基站。

上行信道通常使用较低的频率，以提供较长的传输距离和较好的穿透能力。

1.2 下行信道下行信道是指从基站向移动终端传输信号的信道。

在下行信道中，基站向移动终端发送语音、数据或其他相关信息。

下行信道通常使用较高的频率，以提供更大的传输带宽和传输速度。

除了根据信号传输的方向进行分类，信道还有其他的特性。

2.1 多径传播由于移动环境的复杂性，信号在传输过程中经常会由于多径传播而产生多个不同路径上的干涉。

这导致接收端收到多个不同强度和相位的信号，从而产生多径信道。

多径传播会造成信号的衰减、频谱扩展和相位失真等问题，需要采取一些技术手段来抵消其中的影响。

2.2 多址和复用移动通信系统中，有多个用户同时使用同一个信道进行通信。

为了实现多用户之间的区分和复用，需要采用多址和复用技术。

常见的多址技术包括时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）和频分多址（FDMA）等，而复用技术则包括时分复用（TDM）和码分复用（CDM）等。

2.3 信道容量信道容量是指信道能够承载的最大信息传输速率。

对于给定的信道带宽和信噪比，信道容量可以用香农公式来计算。

提高信道容量的方法包括增加信道带宽、提高信噪比和采用更高效的编码和调制技术等。

为了对移动通信系统进行性能分析和优化设计，需要对信道进行建模。

信道建模是将实际的移动通信信道抽象成数学模型，从而方便对其性能进行分析。

移动通信(第二章)

移动通信(第二章)
❖ 相干距离与空间选择性衰落
空间选择性衰落用相干距离描述。相干距离定义为两根天 线上的信道响应保持强相关时的最大空间距离。相干距离越短， 角度扩展越大，反之，相干距离越长，角度扩展越小。 典型的角度扩展值为：室内环境 360，城市环境为 20 ，平坦 的农村为 1。
传播损耗模型
❖ Okumura模型（奥村模型） ❖ Okumura-Hata模型 ❖ Hata模型扩展 ❖ COST-231模型 ❖ COST-231-Walfish-Ikegami模型
四种主要的效应
❖ 远近效应 由于接收用户的移动性，移动用户与基站之 间的距离也在随机变化，若各移动用户发射 信号的功率一样，那么到达基站时信号的强 弱将不同，离基站近者信号强，离基站远者 信号弱。通信系统中的非线性将进一步加重 信号强弱的不平衡性，甚至出现以强压弱的 现象，即为远近效应。
四种主要的效应
✓若频率管理或系统设计不当,就会造成同
频干扰；
✓在移动通信系统中，为了提高频率利用
✓农村：K 4 .7 8 lg f2 1 8 .3 3 lg f 4 0 .9 4
传播损耗模型
❖ Hata模型扩展（适合于个人通信系统）
适用条件： 频率：1500MHz-2000MHz 距离：1km-20km 基站天线高度：30m-200m 移动台天线高度：1m-10m
传播损耗公式 ：
L 5 0 ( u r b a n ) 4 6 . 3 3 3 . 9 l g ( f c ) 1 3 . 8 2 l g ( h b ) ( h m ) ( 4 4 . 9 6 . 5 5 l g ( h b ) ) l g ( d ) C M
信号损耗
❖ 多径传播引起的损耗（快衰落）： 在数十波长的范围内，接收信号场强的瞬时 值呈现快速变化的特征，这是由多径传播引 起的，称作快衰落，又称作小尺度衰落。其 电平分布一般服从瑞利（Rayleigh）分布或 莱斯（Rice）分布。

移动通信复习资料

移动通信复习资料

移动通信复习资料移动通信原理与系统复习资料第⼀章：1.在4G系统中，⽹元间的协议是基于IP的，每⼀个MT（移动终端）都有各⾃的IP地址。

2.IP核⼼⽹：它不是专门⽤作移动通信，⽽是作为⼀种统⼀的⽹络，⽀持有线和⽆线接⼊。

主要功能是：完成位置管理和控制、呼叫控制和业务控制。

3.4G⽹络应该是⼀个⽆缝连接的⽹络，也就是说各种有线和⽆线⽹都能以IP协议为基础连接到IP核⼼⽹。

当然为了与传统的⽹络互联则需要⽤⽹关建⽴⽹络的互联，所以将来的4G⽹络将是⼀个复杂的多协议的⽹络。

4.移动通信的定义：指通信双⽅或⾄少有⼀⽅处于运动中进⾏信息交换的通信⽅式。

5.移动通信系统包括：⽆绳电话、⽆线寻呼、陆地蜂窝移动通信、卫星移动通信等。

6.⽆线通信是移动通信的基础。

7.移动通信所受⼲扰种类：（1）：互调⼲扰：指两个或多个信号作⽤在通信设备的⾮线性器件上，产⽣与有⽤信号频率相近的组合频率。

从⽽对通信系统构成⼲扰的现象。

（2）：邻道⼲扰：指相邻或邻近的信道之间的⼲扰，是由于⼀个强信号串扰弱信号⽽造成的⼲扰。

（3）：同频⼲扰：指相同频率电台之间的⼲扰。

8.移动通信的⼯作⽅式：（1）：单⼯通信：指通信双⽅电台交替地进⾏收信和发信。

它常⽤于点到点通信。

（2）双⼯通信：指通信双⽅。

收发信机均同时⼯作。

即任⼀⽅讲话时都可以听到对⽅的话⾳，没有“按-讲”开关。

（3）半双⼯通信第⼆章：1. 移动通信的信道：指基站天线、移动⽤户天线和两幅天线之间的传播路径。

2. 从某种意义上来说，对移动⽆线电波传播特性的研究就是对移动信道的研究。

（判断）3. 移动信道的基本特性就是衰落特性。

4. ⽆线电波的传播⽅式：直射、反射、绕射和散射以及它们的合成。

5. 移动信道是⼀种时变信道。

在这种信道中传播表现出来的衰落⼀般为：随信号传播距离变化⽽导致的传播损耗和弥散。

6. （1）阴影衰落：由于传播环境中的地形起伏、建筑物及其它障碍物对电磁波的遮蔽所引起的衰落。

移动通信 答案

出现？各自克服需要采取的主要措施是什么？
网 答：移动通信中，快衰落分为以下三种类型：空间选择性快衰落、频率选择性快衰落和时间
选择性快衰落。
案 其产生的原因和克服需要采取的措施如下： 答 （1）空间选择性快衰落：由于开放型的时变信道使天线的点波束产生了扩散而引起的，克
服措施为空间分集；
后 （2）频率选择性快衰落：由于信道在时域的时延扩散而引起的，可采用自适应均衡喝 Rake
频、时二维扩散函数。 它们之间的关系如下图所示
第 2 页 共 51 页
Pv (ν ,ξ )
F.T
Ph (τ ,ξ )
F.T
F.T
Ps (Ω,ν )
F.T
RH (Ω,τ )
2.10
在线性时变信道的时、频、空三维分析中，主要参量
RH
(Ω,τ
,
∆r λ
)
的物理含义是什么？
Pv = (ν ,ξ ,ϕ) 的物理含义是什么？它们之间有什么关系？
m 答：移动通信信道中，大、中、小尺度衰耗与衰落的特征： o （1）大尺度：电波在空间传播所产生的损耗，反映的是传播在宏观大范围（千米量级）的 c 空间距离上的接收信号电平平均值的变化趋势； w. （2）中尺度：主要是指电磁波在传播路径上受到建筑物等的阻挡所产生阴影效应而产生的 a 损耗，反映了在中等范围内（数百波长量级）的接收信号电平平均值起伏变化的趋势；为无 d 线传播所特有，一般从统计规律上看遵从对数正态分布，其变化率比传送信息率慢； h （3）小尺度：反映微观小范围（数十波长以下量级）接收电平平均值的起伏变化趋势，其 k 电平幅度分布一般遵从瑞利（Rayleigh）分布、莱斯（Rice）分布和纳卡伽米（Nakagami） . 分布。 www 2.4 移动通信中存在 3 种类型的快衰落，它们各自表示什么类型的快衰落x + x2 + x3 + x25

移动通信信道1

移动通信信道1移动通信信道1移动通信信道是指在移动通信系统中，用于传输数据和信号的特定物理介质。

移动通信信道承载着方式信号的传输和通话过程中的数据传送。

通常，移动通信信道可以分为下行信道和上行信道。

下行信道下行信道是指从基站（基站可以理解为移动通信系统中的信号发射和接收设备）向方式发送信号和数据的信道。

下行信道用于实现方式接收呼叫、短信、数据等服务。

它是从基站到方式的单向通信信道。

下行信道一般有以下几种类型：1. 广播信道（Broadcast Channel）：用于向所有方式广播公告、系统信息等。

2. 公告信道（Paging Channel）：用于向特定方式发送来电通知、短信等。

3. 共享信道（Shared Channel）：多个方式共享使用的信道，用于传输语音、数据等。

4. 寻呼信道（Pilot Channel）：用于基站向方式发送信号，帮助方式进行寻呼监听。

5. 同步信道（Sync Channel）：用于同步方式时钟和基站时钟。

6. 邻区信道（Neighbour Channel）：用于与周边基站进行通信。

上行信道上行信道是指从方式向基站发送信号和数据的信道。

上行信道用于实现方式发出呼叫、发送短信、数据等服务。

它是从方式到基站的单向通信信道。

上行信道也有多种类型，包括但不限于以下几种：1. 接入信道（Access Channel）：用于方式与基站建立连接和发送呼叫等。

2. 数据信道（Traffic Channel）：传输方式发出的语音、数据等。

3. 控制信道（Control Channel）：传输方式与基站之间的控制信息，如网络注册、身份验证等。

4. 反馈信道（Feedback Channel）：用于方式向基站发送接收质量反馈信息。

移动通信信道的特点移动通信信道具有以下几个特点：1. 随机接入：移动通信系统要支持大量的用户接入，信道必须具备随机接入的能力，以确保用户可以随时接入网络。

2. 可靠传输：信道要具备传输信号和数据的可靠性，在无线环境中，信道受到噪声、多径效应等环境因素的干扰，通信系统需要采用相应的纠错技术，提高信道的可靠性。

12移动通信信道解析

反射常发生于地表，墙壁等 （3）绕射波：电波在传播过程中被尖锐的边缘阻挡时，由阻挡表面产生
二次波散布于空间，甚至到达阻挡体的背面，这称绕射波 （4）散射波：电波遇到阻碍物表面粗糙或体积小，但数目多时，会
在其表面发生散射，形成散射波 （5）地表面波：沿地球表面传播 忽略不计
1.2 移动通信信道
第1章 移动通信技术基础
造卫星中继、光导纤维以及光波视距传播等传输媒介构成的广义信道
1.2 移动通信信道
第1章 移动通信技术基础
● 随参信道：信道特性随时间随机快速变化
若传输媒介随时间随机快速变化，则构成的广义信道通常属于随参信道 例如：陆地移动信道、短波电离层反射信道、超短波流星余迹散射信道、超 短波及微波对流层散射信道、超短波电离层散射以及超短波视距饶射等信道
0
3 km
hga 15 km
海平面
注：传播距离不足15Km时，则hga为3Km到实际距离间的平均海拔高度
1.2 移动通信信道
第1章 移动通信技术基础
b、移动台天线有效高度：hm 指天线在当地地面上的高度 它是随机变化的，例如：放在口袋约1m，放在耳边约1.5m
（2）、地物（地区）的分类与定义
开阔地：无高大树木、建筑物等。如农田、 荒野、 广场、 沙漠等 郊区：有障碍物但不稠密。如有少量的低层房屋或小树林等 市区：有较密集的建筑物和高层楼房。
合成信号振幅发生深度且快速的起伏，所以称之为快衰落。 因为多径衰落的信号包络服从瑞利分布，因此又被称为瑞利衰落。
多径衰落 = 快衰落 = 瑞利衰落
2、阴影效应与慢衰落 由于MS不断移动，电波传播路径上的地形，地物不断变化，它造
成的衰落比多径效应引起的快衰落要慢的多，所以叫慢衰落

移动通信基本概念-移动通信基本概念

31
1.4 TDD：时分双工
时分双工的优势
EVDO的频率分配
无须成对 频率资源
适合非 对称业务
上下行 特性相同
无须射频 双工器
32
1.4 FDD：频分双工
EVDO的频率分配
1
网络不需要严 格同步，不依 赖GPS
2
系统运行时没 有上下行干扰
3
网络维护、优 化相对简单
频分双工FDD的优势
33
目录
• 第一章 移动通信概述 • 第二章 移动通信信道的电波传输 • 第三章 CDMA蜂窝移动通信的发展史 • 第四章 CDMA蜂窝移动通信的特征及业务 • 第五章 CDMA基本原理 • 第六章 CDMA频段的划分 • 第七章 CDMA网络基本架构 • 第八章 编号计划 • 第九章 常用名称解释
28
第1章 移动通信概述
第1节 移动通信的组成 第2节 移动通信的特点 第3节 移动通信的分类 第4节 移动通信的工作方式
29
1.4 移动通信的工作方式
单工通信：单工通 信是指通信双方电台交 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。
双工通信：是பைடு நூலகம்通
信双方可用同时进行传
27
1.3 CDMA系统存在的问题
• CDMA系统存在着两个重要的问题： – 一个问题是来自非同步CDMA网中不同用户的扩频序列不完全是正交的，这种扩频 码集的非零互相关系数会引起各用户间的相互干扰，即多址干扰（MAI），在异步 传输信道以及多径传播环境中多址干扰将更为严重。 – 另一个问题是“远—近”效应。
基带复矢量 信号输入
基带复矢量 信号输出
载波时 钟同步
复数 解调器
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2.2
大尺度传播模型 –大气折射
d1 d2
2、视线传播极限距离
d1 2 Re ht
d 2 2 Re hr
A
C
B
d d1 d 2 2 Re
d 4.12

ht hr

Re
o

ht hr

2.2
大尺度传播模型 –非自由空间
非自由空间下，收发信机之间有障碍物，到 达接收机的信号将受到反射、绕射、散射等多 种因素影响，则信号的传播模型随不同环境而 不一样。 绕射——需附加绕射损耗(p.17-18) 反射、散射——最简单的例子双线模型
自由空间传播损耗： [Ls]=32.44+20lgd+20lgf
2.2
大尺度传播模型 –大气中
1、大气折射
–低层大气并不是均匀介质－折射与吸收
–当一束电波通过折射率随高度变化的大气层时，由于 不同高度上的电波传播速度不同，从而使电波射束发 生弯曲。 –大气折射对电波传播的影响，在工程上通常用“地球 等效半径”来表征，也就是认为电波依然按直线方向 行进，只是地球的实际半径变成了等效半径。 –实际半径是6370km,等效地球半径为8500km。
x / x1
x/x1＞0.5时附加损耗为 0dB。 x/x1<0时 损耗急剧增 加。 x/x1=0时 TR射线从障 碍物顶点擦过，损耗为 6dB。 在选择天线高度时，根 据地形尽可能使服务区 内各处的菲涅尔区余隙 x/x1＞0.5 x1即为r1 r1 d d
1 2
d1 d 2
2.2
大尺度传播模型 –非自由空间
菲涅尔区中相邻的同心圆之间的路径差为λ/2，则两条路径的 相位差为。


从连续费涅尔区传播出去的次级波对总的接收信号交替产生增 加和减小合成信号的作用。
第n个费涅尔区同心的半径可用以下公式表示:

rn
nd1 d 2 d1 d 2
2.2
大尺度传播模型 –非自由空间
-4 -2 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 -2.5 -2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

移动信道中无线传播分类
大尺度路径损耗
描述收发信机之间长距离上的场强变化，其传 播模型用于预测无线覆盖范围。 不同环境使用不同的传播模型。
小尺度衰落
描述收发信机之间短距离或短时间 内接收信号快速波动的传播模型
第二章
移动通信信道
2.1 概述 2.2 大尺度传播特性 2.3 小尺度传播特性
2.2

自由空间传播损耗与弥散
阴影衰落 – 系统设计
多径衰落 – 抗衰落技术
2.3 小尺度衰落---多径传播特性
多径传播是陆地移动通信系统的主要特征。
小尺度衰落的定义：描述无线信号在短时间或短距离传
播时幅度的瞬时变化，以致大尺度路径损耗的影响可以 忽略不计


小尺度衰落的成因：由同一传输信号沿两个或多个路径 传播，以微小的时间差到达接收机的信号相互干涉所引 起的。 小尺度衰落效应 短距或短时传播后信号强度的急速变化。 不同多径信号上，存在时变的多普勒频移。 多径传播时延引起的扩展（回音）。
T
绕射损耗：在实际情况下，电波的直射 路径上存在各种障碍物，由障碍物引起 的附加传播损耗。 x表示障碍物顶点至直射线的距离，称为 菲涅尔余隙。规定阻挡时余隙为负，无 阻挡时余隙为正。
h1
d1
d2
R h2
x
P
( b)
2.2
大尺度传播模型 –非自由空间
T h R

菲涅尔区

指从发射机到接收机的次级波路径长度比总的视距长度大 nλ/2的连续区域（即图中的圆环）。
—与λ2成正比（与f2成反比）→频率越高，衰减越大。
—综合损耗L(L>=1)通常归因于传输线衰减、滤波损耗和
天线损耗，L＝1则表明系统硬件中无损耗。
2. 2 大尺度传播模型 –自由空间
自由空间传播模型
–路径损耗
表示信号衰减，单位为dB的正值。
为有效发射功率和接收功率之间的差值，如下表示：
Pt Gt Gr 2 PL(dB) 10log Pt 10log Pr 10log 10log[ ] 2 2 Pr (4 ) d

接收天线所捕获的信号功率是发射天线辐射功率的很小部 分 。

2. 2 大尺度传播模型 –自由空间
–模型适用范围
接收机和发射机之间是完全无阻隔的视距路径LOS 。
仅当视距大于发射天线远场距离时适用。
–距发射机d处天线的接收功率
数学表达式（ Friis公式）
2 P G G Pr (d ) t t 2 r 2 (4 ) d L

自由空间（无阻挡物）：视距传播LOS (line-of-sight) 存在阻挡物（多条路径）:

反射：当电磁波遇到比波长大得多的物体时，会发生反射 绕射：当接收机和发射机之间的无线路径被尖利的边缘阻挡时，
会发生绕射

散射：当波穿行的介质中存在小于波长的物体并且单位体积内
阻挡体的个数非常巨大时，会发生散射。
2.1 概述
研究传播特性的基本方法 –理论分析
即用电磁场理论或统计理论分析电波在移动环境中的 传播特性，并用各种模型来描述移动信道。
–现场电波传播实测
即在不同的传播环境中，做电波传播试验。测试参数 包括接收信号幅度、时延以及其它反映信道特征的参数。
–计算机模拟
即利用计算机强大的计算能力，快速灵活地模拟各种 移动环境。该方法可弥补前两种方法的不足。
2.3 小尺度衰落---多径传播特性
多普勒频移

数学公式

由路程差造成的接收信号相位变化值为：


2l


2vt

cos
由此可得出频率变化值，即多普勒频移fd为：
1 v fd cos 2 t

S(源)
含义：多普勒频移与移动台运 动速度及移动台运动方向与无 线电波入射方向之间的夹角有 关。
瑞利分布
图 6 示意了 Rayleigh 概率密度函数。相应的 Rayleigh 累 积分布函数(CDF)如图所示。
0.6065/σ
P(r)
0
σ
2σ
3σ
4σ
5σ
接收信号包络电压 r(V) Rayleigh 概率密度函数 ( Pdf)
2、莱斯分布 （Ricean）
当存在一个主要的静态(非衰落)信号分量时，如视距传 播，小尺度衰落的包络分布服从Ricean分布。当主要分 量减弱后，Ricean分布就转变为Rayleigh分布。 Ricean分布为：
（2-9）
其中，Pt为发射功率，亦称有效发射功率； Pr(d)是接收功 率，为T-R距离的幂函数；Gt是发射天线增益；Gr是接收天线增益； d是T-R间距离；L是与传播无关的系统损耗因子；λ为波长。
2. 2 大尺度传播模型 –自由空间
自由空间传播模型
–距发射机d处天线的接收功率
物理意义
—与d2成反比→距离越远，衰减越大。
反射波：当电波传播中遇到两种不同介质的光滑界面
时，如果尺寸比电波波大大得多时会产生镜面反射。
l
T(发射机 ) Ei ELOS ETOT=ELOS +Eg R( 接收机 ) Er=Eg θi θ
0
ht
l
hr
d
2.2
大尺度传播模型 –非自由空间
地面反射模型（双线或两径传播模型）：
视距和地面反射的路径差Δ为：
d
l
d
ht hr

接收功率随T-R之间距离的4次方而衰减。
l
接收信号的强度可以通过增加天线高度而增加。
路径损耗为：
PL(dB) = 40logd – (10logGt+10logGr+20loghr+20loght)
PL(dB) = 40logd – K
2.5
大尺度传播模型 –特点
实际移动环境中，接收信号比单独反射和绕射模 型预测的要复杂，这是因为当电波遇到粗糙表面 时，发生散射作用，这就给接收机提供了额外的 能量。大多数情况都是空间传播损耗、反射、绕 射、散射等多种因素的综合。不同环境传播模型 不同(p36-44)
2.3 小尺度衰落---多径传播特性
多普勒频移
影响小尺度衰落的因素
–多径传播 –移动台的运动速度 –环境物体的运动速度 –信号的传输带宽
y
i
S i (t ) x
基站天线
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。
2.3 小尺度衰落---多径传播特性
通常在移动通信系统中，基站用固定的高天线， 移动台用接近地面的低天线。 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。
d '' d ' (ht hr ) 2 d 2 (ht hr ) 2 d 2
当T－R距离d远远大于ht+hr时，上式可使用泰 勒级数进行近似简化：
2ht hr d d d
'' '
2.2
大尺度传播模型 –非自由空间
接收功率近似公式：
2 2