1、无线通信 Wireless Telecommunication,1.3 无线信道特征,信道分类 电波传播方式与损耗 自由空间直射波的传输损耗 实际大气中的电波传播 障碍物的影响 无线信道特征 多径传播 衰落,信道分类,有线信道(架明线、电缆、光纤) 无线信道 (地表波、反射波、视距传播、对流层散射传播)恒参信道 非恒参信道,电波传播方式与损耗,长波:地表波 短波: 电离层反射 超短波、微波:视距直线传播 散射 绕射,自由空间直射波的传输损耗,假设直射波在自由空间中不受阻挡,不产生反射、折射、绕射、散射和吸收,电波在传输一段距离后也会产生能量的衰减,一般用传播损耗来描述,设收发天线的增益均为1,
2、经推导自由空间的传输损耗为:,可见,传播损耗:(1)与距离成正比 ;(2)与频率成正比,实际大气中的电波传播,实际大气不是均匀介质,因此会产生折射与吸收。 分析表明: 大气折射会使传播更远,但折射波与直达波同时存在,从而产生多径衰落 吸收会缩短传输距离,障碍物的影响,在电波传输的途径中有时有各种障碍物(如山峰、高层建筑等),这时会产生附加传播损耗,也称之为绕射损耗,它一般与收发天线的高度及障碍物的高度有关。,信道特征,多径传播直达波 反射波 散射波,快衰落,多径传播使到达信号多路叠加,从而引起信号电平的衰落,由于其衰落的深度达30-40dB,并且速度较快每秒30-40次,故称快衰落。 在移动通
3、信中必须采取措施对付快衰落。,慢衰落与衰落储备,在移动信道中除了快衰落外,还存在变化相对较慢的衰落(变化周期按秒级计),称之为慢衰落。这是由移动台周围景物的变化及大气折射率平缓变化引起的。 衰落的结果是通信的中断,为此常采用加大信号电平余量(一般市区需比正常提高20-30dB),以适应不同环境的变化。这就是衰落储备。,多径时散,对于数字信号,多径效应在时域上将造成数字信号波形的展宽,称之为多径时散。 结论:多径时散影响系统传码率,必须选择恰当的传输速率。,多径传输引起的频率选择性衰落,在时域上表现为时散,在频域上表现为选择性衰落 点频工作情形 频带工作情形 结论:频率选择性衰落影响系统频带宽度
4、,对数字通信系统而言,实质是影响通信容量。,其它,建筑物层高的影响-建筑越高、损耗越小、手机的掉线率越低限定空间内的电波传播:如隧道内移动通信-泄露电缆,小结,由携带信息的信号通过不同路径达到接收机,从而引起信号的失真; 在时域上引起多径时散,在频域上引起频率选择性衰落; 由大气不同折射率引起的慢衰落可用衰落储备来解决; 由多径传输引起的快衰落达30-40dB,只能采用分集技术来解决。,1.4 电磁波谱,按频率高低排列的电磁波称为电磁波谱,它可分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、 X射线和射线等。 无线电波(radio wave):频率从几十赫(甚至更低)到3000GHz左右(对应的波长从几十兆米到0.1mm左右)的电磁波。 微波(microwave):从300MHz到3000GHz左右(波长从1m到0.1mm左右)的电磁波。,电磁波谱示意图,电磁波谱的划分,无线电波各频段的主要应用,思考题,信道分类? 微波/超短波传播特点? FRIIS传输公式的应用。何谓多径干扰?时域上、频域上的表现分别如何?信道衰落及其措施分集技术的含义是什么? 微波波段指哪个频率段?,