1、第 3 章 電波傳播與干擾131 電波傳播特性移動通信常用頻段:甚高頻VHF: 30300 MHz特高頻UHF: 3003000 MHz思考: 波長范圍?231 電波傳播特性一、自由空間傳播損耗自由空間傳播系指天線周圍為無限大真空時的電波傳播，它是理想傳播條件。實際情況下，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，在這樣情況下，電波可視作在自由空間傳播。3第3章 電波傳播與干擾 對于移動通信系統而言，自由空間傳播損耗Lfs與傳播距離d和工作頻率f有關，可定義為： 式中 d距離單位為km； f頻率單位為MHz。4第3章 電波傳播與干擾 圖3.1電波傳播路徑損耗和多徑

2、衰落5二、電波的基本傳播機制 在移動通信系統中，除直射波外，影響電波傳播的基本傳播機制是反射波、繞射波和散射波。1、直射波在自由空間中傳播，未經障礙物反射，直線到達接收臺。直射波傳播的最大距離： hR、hT分別為收、發信機的高度6第3章 電波傳播與干擾 2、反射波 當電波傳播遇到比波長大得多得物體時發生反射，反射發生于地球表面、建筑物和墻壁表面等。 圖3.2 反射波與直射波7在平滑表面，反射一次發生一次反相。 反射路徑比直射路徑遠反射波到達時與直射波存在相位差8第3章 電波傳播與干擾 3、繞射波 當接收機和發射機之間的無線路徑被尖利的邊緣阻擋時發生繞射。 由阻擋表面產生的二次波散布于空間，甚至

3、于阻擋體的背面。 繞射引起的損耗，稱繞射損耗。9第3章 電波傳播與干擾 4、散射波 當電波穿行的介質中存在小于波長的物體并且單位體積內阻擋體的個數非常巨大時，發生散射波。 散射波產生于粗造表面、小物體或其他不規則物體。 一方面散射損失能量。 另一方面給接收機提供了額外的能量。10 三、信號衰落衰落：移動通信接收點所接收到的信號場強是隨機起伏變化的。傳播后，確知的信號變成振幅（包絡）、相位都緩慢變化的信號； 單一頻率變成窄帶頻譜。11第3章 電波傳播與干擾 圖3.4 典型信號衰落特性 每秒多次深度衰落；局部中值也是變化的。121、多徑衰落移動通信的直射波和反射波存在路徑差、相位差，且隨時間變化，

4、在接收點，兩類波有時同相相加，有時反相消減，造成合成波的衰落。稱多徑衰落，也稱瑞利衰落，快衰落。132、慢衰落移動臺移動，周圍地形地物的變化，也會造成信號衰落，稱陰影效應。陰影效應與天氣原因引起的衰落，合稱慢衰落。慢衰落對移動通信的影響遠小于多徑衰落。具有50%時間概率的場強值稱為場強中值。 -常用來衡量慢衰落。為了保證正常的通信，必須使實際的場強中值遠大于接收機的門限值。1432 移動信道的特征一、信道指發送端到接收端之間的路徑。包含收發之間的所有設施。移動信道常指無線信道。15二、特性多徑傳播 多徑衰落，信號畸變陰影效應與天氣影響慢衰落（場強中值變化）多普勒效應 頻移16第3章 電波傳播與

5、干擾 33 分集接收技術分集接收技術是克服衰落，大幅度地改進無線通信的性能的技術。一、分集接收原理 是指接收端接收多個衰落特性互相獨立(攜帶同一信息)的信號，按一定規則合并起來，使接收的有用信號能量最大，使接收的數字信號誤碼率最小。17第3章 電波傳播與干擾 二、分集方式和方法宏分集：也稱為“多基站”分集。 微分集：1、空間分集采用多副接收天線，天線的間距足夠大。不同空間點同一信號衰落不同，天線接收的信號衰落特性獨立。18常用兩副天線。(極化分集) 一副水平天線,一副垂直天線 或兩副45度極化天線19第3章 電波傳播與干擾 2頻率分集 由于頻率間隔大于相關帶寬的兩個信號所遭受的衰落可以認為是不

6、相關（獨立的）的，因此可以用兩個以上不同的頻率傳輸同一信息，以實現頻率分集。3時間分集 同一信號在不同的時間區間多次重發，只要各次發送的時間間隔足夠大，那么各次發送信號所出現的衰落將是彼此獨立的，接收機將重復收到的同一信號進行合并，就能減小衰落的影響。20第3章 電波傳播與干擾 三、合并方式1、選擇式合并 檢測所有分集支路的信號，以選擇其中信噪比最高的那一個支路的信號作為合并器的輸出。2、 最大比值合并 調相處理，加權后疊加。3、 等增益合并 調相處理后疊加。 21四、交織技術克服衰落的另一技術。通過抗突發性誤碼，克服衰落和干擾。交織：按一定規則重新組合信息碼。22例：11001100 00

7、00110011 1000 1000 0010 0110 1001 1001 0011 0111 00010001 11001100-1000 1000 0010 0110 1001 1001 1101 0111 00110001 11001110 00010011 00110001 00001111 00010011 1100111023解交織時,會使突發性誤碼離散化,卷積碼起作用。24第3章 電波傳播與干擾 34 噪聲與干擾信道對信號傳輸的限制除損耗和衰落外，另一個重要的限制因素就是噪聲與干擾。干擾的影響遠大于噪聲。25一、噪聲不可預測，隨機性。分類（1）內部噪聲。（系統設備本身產生的各種

8、噪聲。）（2）外部噪聲 -自然噪聲： 大氣噪聲； 太陽噪聲； 銀河噪聲等 -人為噪聲|：（各種電氣設備的電磁輻射） 電力線、工業設備、汽車發動機、高頻電氣裝置等26其中，人為噪聲起主要影響作用。市區人為噪聲大于郊區人為噪聲。27第3章 電波傳播與干擾 二、干擾在移動通信系統中，應考慮的干擾主要有：鄰道干擾、同頻干擾和互調干擾。28第3章 電波傳播與干擾 1、同頻干擾（同信道干擾）同頻干擾：是指同載頻電臺之間的干擾。解決方法：應在滿足一定通信質量前提下，選擇適當的復用波道的保護距離。使用相同工作頻道的各站之間的最小安全距離，稱同頻再（復）用距離。使用相同工作頻道的基站覆蓋的小區，稱同頻小區。29

9、第3章 電波傳播與干擾 2、鄰道干擾 鄰道干擾是相鄰的或相近頻道的信號相互干擾。原因：發射機調制邊帶擴展引起的。移動臺之間的鄰道干擾不嚴重，基站發信機對鄰道移動臺接收機的鄰道干擾不嚴重。移動臺靠近基站時，對正在接收微弱信號的鄰道基站接收機的鄰道干擾嚴重。30第3章 電波傳播與干擾 圖3.13鄰道干擾示意圖31解決方法：1、發射機調制器中采用瞬時頻偏控制電路、鄰道干擾濾波電路。2、移動臺自適應功率控制。3、頻道配置時，增大使用相鄰頻道的距離間隔。323、互調干擾原因：當兩個或更多個信號加到非線性器件中時，會產生多個組合頻率信號，產生了互調干擾分量，部分落在接收機頻帶內，造成干擾。電路的非線性是根

10、本原因。33第3章 電波傳播與干擾 種類：-發射機互調功放的非線性特性。-接收機互調 接收機高放或混頻器的非線性特性。移動通信中可能產生多種互調分量。對于一般移動通信系統而言，三階互調的影響是主要的，其中又以兩信號三階互調的影響最大。34主要解決方法：1、設備上，發射機加隔離器，接收機加衰減器。2、頻道配置時，選擇不等頻距信道，避免三階互調干擾。35例：某小區頻率范圍163.2163.3MHz。信道間隔25KHz，需用三個信（頻）道。試求無三階互調干擾信道組。163.3 -163.2= 0.1(MHz) =100KHz 10025 = 4163.2163.225MHz 1163.225163.250MHz 2163.250163.275MHz 3163.275163.3MHz 41 、2、4 或 1、3、436不等頻距信道-任意兩信道序號差值均不相等。思考： 1 、2、9、13是否