2移动通信的关键技术-电波传播分、集均衡与天线

第2章 蜂窝移动通信的关键技术

一. 移动通信的特点根据移动通信的定义及其无线电波传播特性可知， 陆地 移动通信有以下特点: 1) 电波传播条件恶劣 由于移动体来往于地面的建筑群和各种障碍物之中, 根 , 据电波传播的特性会发生直射、折射、绕射等各种情况，从 而使电波传播的路径不同。使接收端收到的信号是这些信号 的合成波。

第2章 蜂窝移动通信的关键技术 移动体(汽车)在不同位置, 不同的方向接收到的合成波信号 强度会有起伏, 而且相差很大, 可达30 dB以上。图2所示的这种 现象称为衰落, 它严重地影响着通话质量。 电波传播引起信号变坏的例子很多, 如接收差转电视时，在 接收天线的不同位置, 图像质量会发生很大差别, 有的位置图像 清晰, 有的位置雪花点严重, 有的位置图像模糊不清, 有的位置出 , , , 现许多重影等等。 这就是由于电波通过传播，到室内天线时, 已经过了电波直 射、 折射， 到家庭中时, 又经过房屋四壁反射, 这些不同强度相 位波的叠加就形成了上面的多种现象。这种现象我们称之为多 径衰落。多径衰落直接影响了电视图像质量, 如图3所示。

第2章 蜂窝移动通信的关键技术

第2章 蜂窝移动通信的关键技术

第2章 蜂窝移动通信的关键技术 在移动通信中, 接收信号的强弱值称为场强。为了表征电 波传播的特性, 特用统计分析的方法, 采用统计的数字特征来 描述。 (1) 场强中值。 具有50%的概率场强值称为场强中值, 这是一个统计平均 值, 如图7.4所示。在图中, 场强变化曲线高于规定电平值的持 续时间, 占统计时间一半时, 则所规定的那个电平值即为场强 中值。图中的T为统计时间, 规定电平值为E0。在周期T内, 高 于E0的值的时间段有t1, t2, t3。如果统计时间T足够长, 则在T时 间内超过E0的概率为

第2章 蜂窝移动通信的关键技术

第2章 蜂窝移动通信的关键技术 P(%)=

t1 + t2 + t3 × 100% TP (%) = ∑i =1 n

用一般式表示为

ti × 100% T

在上式统计时间T内, 当超过E0值的百分比为50%时, 即 称E0 为场强中值。 依次类推, 当概率超过50%时, 称80%或90%概率场强值。 在实际的应用中, 场强中值恰好等于接收机的最低门限值, 即 通信的可通率为50%, 这就是说只有50%能维持正常通信。 因此,在实际应用中要使场强中值远大于接收机门限, 才能在 绝大多数时间保证通信正常进行。

第2章 蜂窝移动通信的关键技术 (2) 衰落深度。 衰落深度定义为接收的电平值与场强中值电平之差, 即以 场强中值电平为参考电平, 表明信号起伏偏离其中值电平的 幅度。这是电波衰落程度的一种量度(即数字特征), 用电平表 示为

Ei 衰落深度/dB=20lg E 0

式中, Ei为接收电平值; E0为场强中值。 (3) 衰落速率。 衰落速率描述接收信号场强变化快慢, 即衰落的频繁程 度。衰落速率与工作频率、移动体行进速度及行进方向有关。 工作频率越高衰落越快；速度越快衰落越快, 其平均衰落率 表示为

第2章 蜂窝移动通信的关键技术 N= λ

V=1.85×103·v·f (Hz) (7.1.4)

2 式中, N为衰落率;

v为移动体速度单位为km/h; λ为波长, 应与v同单位(km); F为频率, 一般以MHz为单位。 F , MHz (4) 衰落持续时间。 衰落时间是指场强低于某一给定电平值的持续时间。 在 移动通信中, 常会出现移动台收不到电台信号或者中断了信号 的情况。这种情况是由于接收到的信号电平值低于接收机门限 电平所致。

第2章 蜂窝移动通信的关键技术 2) 在强干扰条件下工作 移动通信, 特别是陆地移动通信的电波在地面受到许多干 扰和噪声。噪声主要是人为噪声, 如汽车点火、电火花、发动 机噪声等。 主要的干扰是内部的干扰, 有互调干扰、同频干扰、多路 干扰、邻道干扰等。另外，还有雷达以及其他种类的移动信 号干扰等。 3) 具有多卜勒频移效应 当移动体运动达到一定的速度, 设备接收的载波频率将会 随运动速度变化而产生频移, 这种现象称为多卜勒频移。用公 式表示为

第2章 蜂窝移动通信的关键技术

fd =

v

λ

cos

θ为电波到达时的入射角。 4) 移动用户经常移动 由于移动体经常移动, 它与固定点无固定联系, 加之开、 关的随意性以及电池更换等原因, 带来了呼叫、接续等的复杂 情况。所以在移动通信网的信号设计时要考虑的因素很多, 因 此技术复杂, 也因此带来了设备价格昂贵影响普及程度等缺点。

第2章 蜂窝移动通信的关键技术

二、移动通信中的电波传播一 电波传播

电电载

已二 发发

发发 设设

发发 发发

接接 发发

接接 设设

已二 接接

图 1移动通信系统中的电波传播

第2章 蜂窝移动通信的关键技术 1. 电波传播方式

垂发载θ θ

地发载

绕发载 散发载

图 2 移动通信电波传播方式示意图

第2章 蜂窝移动通信的关键技术 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。

第2章 蜂窝移动通信的关键技术 3) 绕射波 电波在传播过程中被尖利的边缘阻挡 …… 此处隐藏：534字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……