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《移動通信技術及應用-第2章移動通信概論》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第二章移動通信的基本概念無線電波的傳播特性移動信道的特征*陸地移動信道的場強估算與損耗蜂窩系統(tǒng)工作原理移動通信系統(tǒng)的基本網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)無線環(huán)境下的噪聲與干擾學習目標理解并掌握直射波、反射波、地面波、自由空間、自由空間傳播、地球等效半徑、視距傳播、繞射損耗、多徑效應、多普勒頻移、快衰落、慢衰落等概念。初步了解地形、地物的分類，以及任意地形地區(qū)的傳播損耗中值的估算。掌握蜂窩、小區(qū)、區(qū)群、中心激勵、頂點激勵、移動通信系統(tǒng)的組成、多址技術等概念，能夠使用自己的語言陳述常用的各功能設備的作用與接口。理解常見的各類噪聲與干擾，如同頻干擾、鄰頻
2、干擾、互調(diào)干擾、時隙干擾和碼間干擾等，了解某些抑制噪聲和干擾的技術。了解全國蜂窩系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，了解移動通信網(wǎng)絡的區(qū)域、號碼、地址與識別。學習指導本章主要內(nèi)容涉及移動通信中的一些基礎概念，主要包括無線電波的傳播特性、移動信道的特征、陸地移動信道的場強估算與損耗、蜂窩系統(tǒng)的工作原理、移動通信系統(tǒng)的基本網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)以及噪聲與抗干擾技術。其中無線電波的傳播特性、移動信道的特征兩部分是本章的重點與難點，涉及的基本概念很多，而且這兩部分是后面陸地移動信道的場強估算與損耗的基礎。在本章中，蜂窩系統(tǒng)的工作原理和移動通信系統(tǒng)的基本網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)也是本
3、章的重點，它為你提供了一個系統(tǒng)的、全局的視角來理解移動通信的概貌。噪聲和干擾是影響通信性能的一個重要因素，了解噪聲與干擾對解決移動通信中的很多實際問題具有很大的幫助。對本章中諸多基本概念的理解與掌握有助于后續(xù)移動通信系統(tǒng)各章節(jié)的學習，為理解移動通信中的一系列問題可提供相關的理論基礎。知識地圖無線電波的傳播特性1電波的傳播方式直射波大氣中的電波傳播障礙物的影響與繞射損耗反射波1、電波的傳播方式從發(fā)信機發(fā)出的電波在到達收信機時，可能會沿不同的路徑進行傳播，如圖2-1示。沿著地表面?zhèn)鞑サ碾姴ǎㄈ缏窂?）稱為地面波；從發(fā)射天線直接到
4、達接收天線的電波（如路徑2）稱為直射波；經(jīng)過大地反射到達收信機的電波（如路徑3）稱為反射波。一般而言，收信機A接收到的電波是由直射波和大地反射波合成的，但是有時也混有一些地面波，所有這些波統(tǒng)稱空間波。經(jīng)過電離層反射而傳播的電波（如路徑4）稱為電離層波，它主要用于短波通信。無線電波的傳播特性1圖2-1典型的電波傳播通路無線電波的傳播特性1地面波直射波反射波電離層波由于地面波隨頻率的提高衰減很快，所以在使用VHF和UHF頻段的移動通信中，地面波可以忽略不計。另外，當陸上天線的高度小于一個波長，海上天線的高度小于5~10個波長的情
5、況下，地面波的場強才能超過直射波的場強，這時才考慮地面波。即只要天線高度超過這個界限，直射波和反射波合成場強便起主要作用，并大于地面波；當天線高度低于這個界限時，電波傳播主要由地面波決定。在VHF頻帶的定點通信中，天線高度都處在幾個波長以上，因此可以不考慮地面波的影響。對于VHF頻帶的移動通信中，也是將電波傳播考慮為直射波和反射波相干合成。無線電波的傳播特性12、直射波電磁波在真空中的傳播稱為自由空間傳播。由于自由空間具有各向同性、電導率為零等特性，因此電波在自由空間里傳播時，不存在反射、折射、繞射、散射以及吸收等現(xiàn)象，只存
6、在因電磁場能量擴散而引起的傳播損耗。無線電波的傳播特性1直射波可近似按自由空間傳播來考慮。實際上，只要地面上的大氣層是各向同性的均勻媒質(zhì)，其相對介電常數(shù)和相對導磁率都等于1，傳播路徑上沒有障礙物阻擋，到達接收天線的地面反射信號場強也可以忽略不計，在這樣的情況下，電波傳播就可以視作在自由空間中傳播。也就是說，把大氣看成為近似真空的均勻介質(zhì)，在大氣中的傳播就等效于自由空間傳播，它只與頻率f和距離d有關。當電波經(jīng)過一段距離傳播之后，輻射能量會擴散而引起衰耗（也稱衰減或損耗）。自由空間的傳播衰耗lts定義為：無線電波的傳播特性1(式
7、2-1)式中，λ是電磁波的波長，d是收發(fā)天線間距離。直射波的傳播途徑如圖2-1中路徑2所示。直射波傳播距離一般限于視距范圍。在傳播過程中，它的強度衰減較慢，超短波和微波通信就是利用直射波傳播的。無線電波的傳播特性13、大氣中的電波傳播（1）自由空間傳播的場強計算電波在自由空間中的傳播模型可用圖2-2來模擬。在O點有一個各向同性的輻射器，假設其輻射功率為Pt，從電磁場理論知道，在距離波源為d處的功率密度如下：圖2-2各向同性輻射器在自由空間的輻射無線電波的傳播特性1同時，功率密度可寫成：式中，Em、Hm分別為電場強度和磁場強度
8、的振幅值；Eo、Ho分別為電場強度和磁場強度的有效值，故可得式中Pt和d的單位分別為W和m。通常場強以分貝（dB）表示，并取場強1μv/m為0參考點（dBμv/m，簡稱dBμ），則式中，Pt為輻射功率（W），d為距離（km）。無線電波的傳播特性1以上的輻射器為各向同性輻射器，若輻射器有方向
