第2章 无线通信基础 -2

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1、第2章 无线通信基础【1】提问提问1、无线信道的传播特征主要从哪两个层面加以描述的？、无线信道的传播特征主要从哪两个层面加以描述的？ 2、什么是大尺度衰落？什么是小尺度衰落？对通信系统、什么是大尺度衰落？什么是小尺度衰落？对通信系统 有什么影响？有什么影响？ 3、在无线通信系统中，对接收信号影响比较严重的四种、在无线通信系统中，对接收信号影响比较严重的四种 效应是什么？效应是什么？ 4、辐射体向空间辐射电磁场，依据其空间特性不同，、辐射体向空间辐射电磁场，依据其空间特性不同， 可以将其划分为哪三个不同的区域？可以将其划分为哪三个不同的区域？5、依据不同的频率，无线电波在空间有哪三种基本传播、依

2、据不同的频率，无线电波在空间有哪三种基本传播 方式？方式？第2章 无线通信基础【2】提问提问平均信号强度平均信号强度(大尺度衰落大尺度衰落)和小尺度衰落和小尺度衰落 大尺度衰落：反映信号的平均功率随距离增大而产生的大尺度衰落：反映信号的平均功率随距离增大而产生的缓慢变化，包括大尺度路径损耗和阴影衰落，缓慢变化，包括大尺度路径损耗和阴影衰落，主要影主要影响通信距离或覆盖范围响通信距离或覆盖范围。 慢衰落慢衰落 小尺度衰落：主要表现为多径衰落，反映数十个波长小尺度衰落：主要表现为多径衰落，反映数十个波长区间内信号功率的快变化，区间内信号功率的快变化，是影响接收信号质量的主是影响接收信号质量的主要因

3、素要因素。快衰落快衰落1、无线信道的传播特征主要从哪两个方面加以描述的？、无线信道的传播特征主要从哪两个方面加以描述的？ 2、什么是大尺度衰落？什么是小尺度衰落？对通信系统、什么是大尺度衰落？什么是小尺度衰落？对通信系统 有什么影响？有什么影响？第2章 无线通信基础【3】地球表面波传播、天波传播和空间波传播。地球表面波传播、天波传播和空间波传播。三个不同的区域：三个不同的区域：近场区、中间区和远场区。近场区、中间区和远场区。阴影效应；阴影效应； 多径效应；远近效应；多普勒效应。多径效应；远近效应；多普勒效应。 3、在无线通信系统中，对接收信号影响比较严重的四种、在无线通信系统中，对接收信号影响

4、比较严重的四种 效应是什么？效应是什么？ 4、辐射体向空间辐射电磁场，依据其空间特性不同，、辐射体向空间辐射电磁场，依据其空间特性不同， 可以将其划分为哪三个不同的区域？可以将其划分为哪三个不同的区域？5、依据不同的频率，无线电波在空间有哪三种基本传播、依据不同的频率，无线电波在空间有哪三种基本传播 方式？方式？提问提问第2章 无线通信基础【4】2.2 大尺度路径损耗大尺度路径损耗2.2.1 概述概述电磁波传播模型的电磁波传播模型的研究重点：研究重点： 1、预测发射机在一定距离处的、预测发射机在一定距离处的平均接收信号强度平均接收信号强度(或路或路径损耗径损耗)； 预测平均信号强度描述的是发射

5、机与接收机之间长距离预测平均信号强度描述的是发射机与接收机之间长距离上的信号强度变化，这种模型称为上的信号强度变化，这种模型称为大尺度传播模型大尺度传播模型。用于估。用于估计无线信号覆盖范围的传播模型。计无线信号覆盖范围的传播模型。 2、对特定位置、对特定位置附近信号强度变化附近信号强度变化进行分析。进行分析。 无线通信系统工作的地形多种多样，所以，一种单一的传无线通信系统工作的地形多种多样，所以，一种单一的传播模型是无法准确描述收发机之间电波的传播特性，需要根播模型是无法准确描述收发机之间电波的传播特性，需要根据不同的地域环境使用几种不同的模型。据不同的地域环境使用几种不同的模型。第2章 无

6、线通信基础【5】为了建立比较贴合实际的大尺度损耗模型，需要将不同为了建立比较贴合实际的大尺度损耗模型，需要将不同的地域环境根据地形起伏或地物高度、密度进行分类。的地域环境根据地形起伏或地物高度、密度进行分类。1、根据地形起伏情况，分成、根据地形起伏情况，分成中等起伏地形和不规则地中等起伏地形和不规则地形形两大类两大类。 中等起伏地形中等起伏地形：指在无线传播路径的地形剖面图上，地：指在无线传播路径的地形剖面图上，地面起伏高度不超过面起伏高度不超过20米，并且起伏缓慢，起伏地形最高点与米，并且起伏缓慢，起伏地形最高点与最低点之间的水平距离大于它们之间的高度差。最低点之间的水平距离大于它们之间的高

7、度差。 不规则地形不规则地形：如水路混合地形、孤立的山岳、丘陵地等。：如水路混合地形、孤立的山岳、丘陵地等。 通常以通常以中等起伏地形作为研究基准中等起伏地形作为研究基准，其他情况下的传播，其他情况下的传播模型则通过对基准情况模型进行修正得到。模型则通过对基准情况模型进行修正得到。第2章 无线通信基础【6】2、按服务区域的人口密度、建筑物密度及高度、经济发、按服务区域的人口密度、建筑物密度及高度、经济发展水平及前景等情况进行分类，无线覆盖区域可以划分成如展水平及前景等情况进行分类，无线覆盖区域可以划分成如下类型：下类型：大城市、中等城市、小城镇和农村大城市、中等城市、小城镇和农村。 建筑物的密

8、度与高度对电波建筑物的密度与高度对电波传播会传播会产生两方面的影响产生两方面的影响：1、高大密集的建筑物对电波传播会产生反射、散射、能量吸、高大密集的建筑物对电波传播会产生反射、散射、能量吸收等，这些因素综合起来会加快电波传播的大尺度损耗；收等，这些因素综合起来会加快电波传播的大尺度损耗；2、高大建筑物还会造成电波阴影，阴影区的信号强度可能会、高大建筑物还会造成电波阴影，阴影区的信号强度可能会非常弱。非常弱。这些地域类型的具体描述如表这些地域类型的具体描述如表2-2所示。所示。第2章 无线通信基础【7】表2-2 无线覆盖区域类型划分第2章 无线通信基础【8】3. 按照地物的密集程度不同可以分为

9、三类地区：按照地物的密集程度不同可以分为三类地区： 开阔地：开阔地：在电波传播的路径上无高大树木、建在电波传播的路径上无高大树木、建筑物等障碍物，呈开阔状地面，如农田、荒野、筑物等障碍物，呈开阔状地面，如农田、荒野、广场、沙漠和戈壁滩等；广场、沙漠和戈壁滩等； 郊区：郊区：在靠近移动台近处有些障碍物但不稠密，在靠近移动台近处有些障碍物但不稠密，如有少量的低层房屋或小树林等如有少量的低层房屋或小树林等 市区：市区：有较密集的建筑物和高层楼房有较密集的建筑物和高层楼房第2章 无线通信基础【9】2.2.2 自由空间传播模型自由空间传播模型 电波向周围空间扩散传播时，距离越远，单位面积电波向周围空间扩

10、散传播时，距离越远，单位面积上所接收的能量就越少，这种电波扩散引起的衰耗称为上所接收的能量就越少，这种电波扩散引起的衰耗称为自由空间传播损耗自由空间传播损耗。 自由空间传播模型自由空间传播模型的作用的作用：用于：用于预测接收机预测接收机和发射和发射机之间完全无遮挡时的视线路径接收信号强度。机之间完全无遮挡时的视线路径接收信号强度。 自由空间传播自由空间传播的条件：的条件：理想的均匀介质；无阻挡、理想的均匀介质；无阻挡、无反射、无绕射、无散射，无吸收。无反射、无绕射、无散射，无吸收。第2章 无线通信基础【10】通常可以把满足以下条件的空间近似视为自由空间：通常可以把满足以下条件的空间近似视为自由

11、空间：a) 地面上空大气层是各向同性的均匀介质地面上空大气层是各向同性的均匀介质b) 无损耗的无限大空间（只有传播损耗）无损耗的无限大空间（只有传播损耗） 如卫星通信系统和微波视距无线链路是典型的自由空间如卫星通信系统和微波视距无线链路是典型的自由空间传播。传播。 直射波直射波可近似按自由空间传播模型进行预测，是电可近似按自由空间传播模型进行预测，是电磁波传播的最简单情况。磁波传播的最简单情况。 Friis公式给出了在自由空间中，距发射机公式给出了在自由空间中，距发射机d 处接收处接收天线的接收功率。天线的接收功率。第2章 无线通信基础【11】Ptdn发射天线为发射天线为全全向均匀辐射，向均匀