川取北救迷学院 第三讲 移动通信的基本技术(一)
第三讲 移动通信的基本技术（一）
川取北救迷学院 主要内容 ■电波传播分析 编码和解码技术
2 主要内容 ◼ 电波传播分析 ◼ 编码和解码技术
川取北救迷学院 电波传播分析
电波传播分析
川取北救迷学院 电波传播方式 直射波 反射波 绕射波 散射波
4 电波传播方式 直 射 波 反 射 波 绕 射 波 散 射 波
四川哪电职业妆学院 Sichuan post and telecommunication college 电波传播方式 1)直射波:电波传播过程中没有遇到任何的障碍物,直接到达接收端的电波, 称为直射波。直射波更多出现于理想的电波传播环境中。 2)反射波:电波在传播过程中遇到比自身的波长大得多的物体时,会在物体 表面发生反射,形成反射波。反射常发生于地表、建筑物的墙壁表面等。 3)绕射波:电波在传播过程中被尖利的边缘阻挡时,会由阻挡表面产生二次 波,二次波能够散布于空间,甚至到达阻挡体的背面,那些到达阻挡体背 面的电波就称为绕射波。由于地球表面的弯曲性和地表物体的密集性, 使得绕射波在电波传播过程中起到了重要作用。 4)散射波:电波在传播过程中遇到障碍物表面粗糙或者体积小但数目多时, 会在其表面发生散射,形成散射波。散射波可能散布于许多方向因而电 波的能量也被分散于多个方向。 5
5 电波传播方式 1) 直射波：电波传播过程中没有遇到任何的障碍物, 直接到达接收端的电波, 称为直射波。直射波更多出现于理想的电波传播环境中。 2) 反射波：电波在传播过程中遇到比自身的波长大得多的物体时, 会在物体 表面发生反射, 形成反射波。 反射常发生于地表、 建筑物的墙壁表面等。 3) 绕射波：电波在传播过程中被尖利的边缘阻挡时, 会由阻挡表面产生二次 波, 二次波能够散布于空间, 甚至到达阻挡体的背面, 那些到达阻挡体背 面的电波就称为绕射波。 由于地球表面的弯曲性和地表物体的密集性, 使得绕射波在电波传播过程中起到了重要作用。 4) 散射波：电波在传播过程中遇到障碍物表面粗糙或者体积小但数目多时, 会在其表面发生散射, 形成散射波。 散射波可能散布于许多方向, 因而电 波的能量也被分散于多个方向
川取北救迷学院 电波传播现象 阴影效应 多径衰溶、路径损耗 穿透损耗 移动电台 发射台
6 电波传播现象 阴影效应 多径衰落 路径损耗 移动电台 发射台 穿透损耗
四川哪电职业妆学院 Sichuan post and telecommunication college 电波传播现象 ■移动通信电波传播最具特色的现象是多径衰落,或称多 径效应。无线电波在传输过程中会受到地形、地物的 影响而产生反射、绕射、散射等从而使电波沿着各种 不同的路径传播,这称为多径传播。由于多径传播使得 部分电波不能到达接收端,而接收端接收到的信号也是 在幅度、相位、频率和到达时间上都不尽相同的多条 路径上信号的合成信号,因而会产生信号的频率选择性 衰落和时延扩展等现象这些被称为多径衰落或多径效 所谓频率选择性衰落是指信号中各分量的衰落状况与 频率有关,即传输信道对信号中不同频率成分有不同的 随机的响应。由于信号中不同频率分量衰落不一致,因 此衰落信号波形将产生失真
7 电波传播现象 ◼ 移动通信电波传播最具特色的现象是多径衰落, 或称多 径效应。无线电波在传输过程中会受到地形、地物的 影响而产生反射、绕射、散射等, 从而使电波沿着各种 不同的路径传播, 这称为多径传播。由于多径传播使得 部分电波不能到达接收端, 而接收端接收到的信号也是 在幅度、相位、频率和到达时间上都不尽相同的多条 路径上信号的合成信号, 因而会产生信号的频率选择性 衰落和时延扩展等现象, 这些被称为多径衰落或多径效 应。 ◼ 所谓频率选择性衰落是指信号中各分量的衰落状况与 频率有关, 即传输信道对信号中不同频率成分有不同的、 随机的响应。由于信号中不同频率分量衰落不一致, 因 此衰落信号波形将产生失真
四川哪电职业妆学院 Sichuan post and telecommunication college 电波传播现象 所谓时延扩展是指由于电波传播存在多条不同的路径路 径长度不同,且传输路径随移动台的运动而不断变化,因而 可能导致发射端一个较窄的脉冲信s0(t)=a0(t)在到达接 收端时变成了由许多不同时延脉冲构成的一组信号。时延扩 展可直观地理解为在一串接受脉冲中,最大传输时延和最小 传输时延的差值,即最后一个可分辨的延时信号与第一个延 时信号到达时间的差值,记为△△就是脉冲展宽的时间。 8
8 电波传播现象 所谓时延扩展是指由于电波传播存在多条不同的路径, 路 径长度不同, 且传输路径随移动台的运动而不断变化, 因而 可能导致发射端一个较窄的脉冲信s0(t)=a0δ(t)在到达接 收端时变成了由许多不同时延脉冲构成的一组信号。时延扩 展可直观地理解为在一串接受脉冲中, 最大传输时延和最小 传输时延的差值, 即最后一个可分辨的延时信号与第一个延 时信号到达时间的差值, 记为Δ,Δ就是脉冲展宽的时间。 … a 0 n>>4 t
四川哪电职业妆求学院 Sichuan post and telecommunication college 电波传播现象 移动台接收信号的强度随移动台的运动产生随机变化(即 衰落)这种变化的周期从几分之一秒至几小时不等。因此 移动通信电波传播中的衰落又分为慢衰落和快衰落两种。 慢衰落(也称长期衰落)指的是接收信号强度随机变化缓 慢,具有十几分钟或几小时的长衰落周期。慢衰落主要是由 电波传播中的阴影效应以及能量扩散所引起的,具有对数正 态分布的统计特性。 快衰落(也称短期衰落或多径衰落)指的是接收信号强度 随机变化较快,具有几秒钟或几分钟的短衰落周期。快衰落 主要是由电波传播中的多径效应所引起的,具有菜斯分布或 瑞利分布的统计特性。当发射机和接收机之间有视距路径 时一般服从莱斯分布,无视距路径时一般服从瑞利分布
9 电波传播现象 移动台接收信号的强度随移动台的运动产生随机变化(即 衰落), 这种变化的周期从几分之一秒至几小时不等。 因此 移动通信电波传播中的衰落又分为慢衰落和快衰落两种。 (也称长期衰落)指的是接收信号强度随机变化缓 慢, 具有十几分钟或几小时的长衰落周期。慢衰落主要是由 电波传播中的阴影效应以及能量扩散所引起的, 具有对数正 态分布的统计特性。 快衰落(也称短期衰落或多径衰落)指的是接收信号强度 随机变化较快, 具有几秒钟或几分钟的短衰落周期。快衰落 主要是由电波传播中的多径效应所引起的, 具有莱斯分布或 瑞利分布的统计特性。当发射机和接收机之间有视距路径 时一般服从莱斯分布, 无视距路径时一般服从瑞利分布
四川哪电职业妆学院 Sichuan post and telecommunication college 电波传播现象 路径损耗是上述现象的一个综合结果,指的是信号从发射天线经无 线路径传播到接收天线时的功率损耗,可以用发射天线的绝对功率电平 与接收天线的绝对功率电平之差值来表示。路径损耗的一个主要原因是 电波会随着距离而扩散,从而使接收机的接收功率随着传输距离的增加 而减小;路径损耗的另一个原因是地表以及地表上的各种障碍物的影响。 因而,影响路径损耗的几点要素是:传输距离、天线高度和频率间隙等。 例如,发射机的功率电平是10dB,若路径损耗为50dB,则接收机的接 收功率电平是-40dB。 10
10 电波传播现象 路径损耗是上述现象的一个综合结果, 指的是信号从发射天线经无 线路径传播到接收天线时的功率损耗, 可以用发射天线的绝对功率电平 与接收天线的绝对功率电平之差值来表示。路径损耗的一个主要原因是 电波会随着距离而扩散, 从而使接收机的接收功率随着传输距离的增加 而减小; 路径损耗的另一个原因是地表以及地表上的各种障碍物的影响。 因而, 影响路径损耗的几点要素是: 传输距离、天线高度和频率间隙等。 例如, 发射机的功率电平是10 dB, 若路径损耗为50 dB, 则接收机的接 收功率电平是-40 dB