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1、移動通信MobileCommunication目錄第一章概述(4學時)第二章移動通信組網(wǎng)原理(8學時)第三章移動信道中的電波傳播(8學時)第四章數(shù)字移動通信關(guān)鍵技術(shù)(8學時)第五章GSM/GPRS數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)(8學時)第六章窄帶CDMA數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)(6學時)第七章第三代(3G)數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)(8學時)第八章移動數(shù)據(jù)傳輸(4學時)第九章未來移動通信展望(2學時)習題講解與課堂練習(6學時)復(fù)習(2學時)2第三章移動信道中的電波傳播3.1三種基本傳輸機制3.1.1反射與多徑信號3.1.2繞射損耗3.1.2散射3.2電磁場基礎(chǔ)理
2、論3.3自由空間的無線電傳播3.4陰影衰落3.5多徑衰落3.5.1多徑衰落的基本特性3.5.2多普勒頻移33.5.3瑞利(Rayleigh)和萊斯(Rician)分布3.5.4衰落特征量3.5.5時延擴展與相關(guān)帶寬3.5.6多普勒頻展與相干時間3.5.7多徑衰落類型3.6電波傳播路徑損耗模型3.6.1Okumura模型3.6.2Okumura-Hata模型3.6.3COST-231Hata模型3.6.4COST-231Walfisch-Ikegami(WIM)模型3.6.5COST-231室內(nèi)電波傳播路徑損耗模型43.1三種基本傳輸機制電波利用
3、電離層的折射、反射和散射作用進行傳播的方式稱為天波沿地球表面進行傳播的電波傳播模式稱為地表面波。在對流層中進行的電波傳播方式稱為空間波5在移動通信系統(tǒng)中,影響電磁波傳播的三種基本傳播機制:反射、繞射、散射。反射:當電磁波遇到比其波長大得多得物體時發(fā)生反射,發(fā)射發(fā)生于地球表面、建筑物和墻壁表面繞射:當接收機與發(fā)射機之間的無線路徑被尖利的邊緣阻擋時發(fā)生繞射散射:當波穿行的介質(zhì)中存在小于波長的物體并且單位體積內(nèi)阻擋體的個數(shù)非常巨大時,發(fā)生散射。散射產(chǎn)生于粗糙表面、小物體或其他不規(guī)則物體。6繞射:基站天線移動臺天線繞射波山峰反射、散射反射波直射波地面散
4、射波基站天線移動臺天線73.2無線電波傳播概述三種衰落路徑損耗衰落:它指電波在空間傳播所產(chǎn)生的損耗,反映了傳播在宏觀大范圍(即公里量級)的空間距離上的接收信號電平平均值的變化趨勢。它隨著距離基站的距離而變,衰減特性服從8陰影衰落:它是指由于在電波傳播路徑上受到建筑物及山丘等的阻擋所產(chǎn)生的陰影效應(yīng)而產(chǎn)生的損耗,反映了中等范圍內(nèi)數(shù)百波長量級接收電平的均值變化而產(chǎn)生的損耗,其衰落特性服從對數(shù)正態(tài)分布。這種衰落變化率較慢,又稱為慢衰落。9小尺度衰落(多徑衰落、瑞利衰落):它主要是由多徑傳播而產(chǎn)生的衰落,反映了微觀小范圍內(nèi)數(shù)十波長量級接收電平的均值變化而
5、產(chǎn)生的損耗,其衰落特性服從瑞利(Rayleigh)分布或萊斯(Rician)分布。10多徑衰落可分為三種:1)空間選擇性衰落:在不同地點(空間)衰落特性不一樣成因:開放型移動信道2)頻率選擇性衰落:在不同的頻率衰落特性不一樣成因:寬帶移動信道3)時間選擇性衰落:在不同的時間衰落特性不一樣成因:高速移動用戶的信道111213GSM1800強場變化舉例-100-90-80-70-60-50-40-30-20-100500100015002000250030003500400045005000距離(m)強場(dBm)測量自由空間短期衰落長期衰落±2m
6、??/2143.3自由空間的無線電傳播在自由空間中,電波的傳播是直線傳播(無阻擋的視距路徑)。適用范圍是:衛(wèi)星通信系統(tǒng)和微波視距無線鏈路接收信號功率自由空間路徑損耗式中,f:通信頻率,與波長λ的關(guān)系為:f=c/λd:通信距離15163.4陰影衰落當電波在傳播路徑上遇到障礙物的阻擋時,會產(chǎn)生電磁場的陰影,造成接收天線處場強中值的變化,從而引起衰落,這種衰落又稱陰影衰落接收信號服從對數(shù)正態(tài)分布(以分貝表示時,服從正態(tài)分布)其中,為均值為零的高斯隨機變量;標準偏差為(dB計)1718衰落儲備Okumura為了防止因衰落(包括多徑衰落和陰影衰落)引起的
7、通信中斷,在信道設(shè)計中,必須使信號的電平留有足夠的余量,以使中斷率R小于規(guī)定指標,這種電平余量稱為衰落儲備19203.5多徑衰落3.5.1多徑衰落的基本特性多徑效應(yīng)在時域上引起信號的時延擴展,相應(yīng)地在頻域上規(guī)定了相干帶寬。當信號帶寬大于相干帶寬時就會發(fā)生頻率選擇性衰落。多普勒效應(yīng)在頻域上引起信號頻譜擴展,相應(yīng)地在時域上規(guī)定了相干時間。當符號周期大于相干時間時就會發(fā)生時間選擇性衰落。21223.5.2多普勒頻移由于移動臺和基站的相對運動,每個多徑波都經(jīng)歷了明顯的頻移過程。移動引起的接機信號頻移稱為多普勒頻移。頻率彌散frequencydisper
8、sion頻率差最大多普勒頻移fm=v/λ233.5.3瑞利和萊斯分布1、瑞利分布假設(shè):(1)收、發(fā)間存在多條反射路徑且各個反射波的幅度和到達接收天線的