通信工程師之移動(dòng)通信基本原理知識(shí)點(diǎn)一

無(wú)線信號(hào)的傳輸?shù)暮?jiǎn)單模型

信源（發(fā)射機(jī)）--信道--信宿（接收機(jī)）空中接口的信道是開放的，很容易引入干擾。

無(wú)線電波的傳播速率、無(wú)線電波的傳播速率、頻率

無(wú)線電波是電磁波，在真空中的傳播速度是每秒30萬(wàn)千米。無(wú)線電波的波長(zhǎng)波長(zhǎng)=無(wú)線電波的速率/無(wú)線電波的頻率。800M電波的波長(zhǎng)：約37.5CM1900M電波的波長(zhǎng)：約15.8CM。

無(wú)線傳播概述

傳播特性直接關(guān)系到通信設(shè)備的能力、天線高度的確定、通信距離的計(jì)算、以及為實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)可靠的通信所必須采用的技術(shù)措施等一系列系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題。移動(dòng)通信系統(tǒng)的無(wú)線信道環(huán)境比固定無(wú)線通信的信道環(huán)境更復(fù)雜，必須根據(jù)移動(dòng)通信的特點(diǎn)按照不同的傳播環(huán)境和地理特征進(jìn)行分析和仿真。

電波的各種傳播方式

表面波傳播電波是緊靠著地面?zhèn)鞑サ?，地面的性質(zhì)，地貌，地物等的情況都會(huì)影響電波的傳播。一方面使電波發(fā)生變化和引起電波的吸收。另一方面由于地球表面是球型，使沿它傳播的電波發(fā)生繞射。外層空間傳播電磁波由地面發(fā)出，經(jīng)低空大氣層和電離層而到達(dá)外層空間的傳播，如衛(wèi)星傳播、宇宙探測(cè)等均屬于這種遠(yuǎn)距離傳播。宇宙空間近似于真空狀態(tài)，傳輸特性比較穩(wěn)定。

電波的各種傳播方式

天波傳播籍此電離層的反射作用，電波在地面與電離層之間來(lái)回反射傳播至較遠(yuǎn)的地方。我們把經(jīng)過電離層反射到地面的電波叫作天波。散射傳播當(dāng)天線輻射出去的電波，投射到那些不均勻體的時(shí)候，類似于光的散射和反射現(xiàn)象，電波發(fā)生散射或反射，一部分能量傳播到接收點(diǎn)，這種傳播稱為散射傳播。

移動(dòng)通信電波的三種基本傳播方式在移動(dòng)通信中，影響傳播的三種最基本的機(jī)制為反射、繞射和散射。（接收功率或它的反面，路徑損耗）是基于反射、散射和繞射的大尺度傳播模型預(yù)測(cè)的最重要的參數(shù)。這三種傳播機(jī)制也描述了小尺度衰弱和多徑傳播。

移動(dòng)通信電波的三種基本傳播方式-移動(dòng)通信電波的三種基本傳播方式-反射

當(dāng)電磁波遇到比波長(zhǎng)大得多的物體時(shí)發(fā)生反射，反射發(fā)生于地球表面、建筑物和墻壁表面。反射波和傳輸波的電場(chǎng)強(qiáng)度取決于費(fèi)涅爾Fresnel）反射系數(shù)G.反射系數(shù)為材料的函數(shù)，并與極性、入射角和頻率有關(guān)。

移動(dòng)通信電波的三種基本傳播方式-移動(dòng)通信電波的三種基本傳播方式-繞射

當(dāng)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間的無(wú)線路徑被尖利的邊緣阻擋時(shí)發(fā)生繞射。由阻擋表面產(chǎn)生的二次波散布于空間，甚至于阻擋體的背面。當(dāng)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間不存在視距路徑，圍繞阻擋體也產(chǎn)生波彎曲。在高頻波段，繞射與反射一樣，依賴于物體的形狀，以及繞射點(diǎn)入射波振幅、相位和極化的情況。

移動(dòng)通信電波的三種基本傳播方式-移動(dòng)通信電波的三種基本傳播方式-散射

當(dāng)電磁波穿行的介質(zhì)中存在小于或等于波長(zhǎng)的物體并且單位體積內(nèi)阻擋體的個(gè)數(shù)非常巨大時(shí)，發(fā)生散射。散射波產(chǎn)生于粗糙表面、小物體或其它不規(guī)則物體。在實(shí)際通信系統(tǒng)中，樹葉、街道標(biāo)志和燈柱都會(huì)引發(fā)散射。

移動(dòng)通信電波的三種基本傳播方式電磁波直接從發(fā)射天線傳播到接收天線，另外還可以經(jīng)地面反射及其他物體的散射而到達(dá)接收天線。所以接收天線處的場(chǎng)強(qiáng)是直接波和反射波、散射波的合成場(chǎng)強(qiáng)，直接波不受地面影響，地面反射波要經(jīng)過地面的反射，因此要受到反射點(diǎn)地質(zhì)地形的影響?？臻g波在大氣的底層傳播，傳播的距離受到地球曲率和低空大氣層的影響。收，發(fā)天線之間的最大距離被限制在視線范圍內(nèi)，要擴(kuò)大通信距離，就必須增加天線高度。一般地說(shuō)，視線距離可以達(dá)到50km左右。

空間波傳播環(huán)境

覆蓋區(qū)大小與天線的高度和增益成比例。在蜂窩系統(tǒng)中，基站天線高度從20m~100m不等，其具體取值由環(huán)境確定，例如城市中天線高度約為30m,郊區(qū)高度取50m,鄉(xiāng)村取80m.天線增益的取值同樣依賴于環(huán)境。

各個(gè)波段的傳播特點(diǎn)

長(zhǎng)波傳播（波長(zhǎng)1000米以上）以表面波或天波的形式傳播。對(duì)其他接受臺(tái)干擾很強(qiáng)烈；天電干擾對(duì)長(zhǎng)波的接收的影響嚴(yán)重，特別是雷雨較多的夏季中波傳播（波長(zhǎng)100-1000米）以表面波或天波的形式傳播波長(zhǎng)在2000-200米的中短波主要用于廣播短波傳播（波長(zhǎng)10-100米）靠表面波和天波傳播。

各個(gè)波段的傳播特點(diǎn)

超短波和微波（波長(zhǎng)為10米以下）的頻率很高，表面波衰減很大；電波穿入電離層很深，甚至不能反射回來(lái)，所以超短波、微波一般不用表面波、天波的傳播方式，而只能用空間波、散射波和穿透外層空間的傳播方式。超短波和微波的頻帶很寬。超短波廣泛應(yīng)用于電視，調(diào)頻廣播，雷達(dá)等方面。利用微波可同時(shí)傳送幾千路電話或幾套電視節(jié)目。超短波和微波的傳播特點(diǎn)基本上相同，主要是在低空大氣層做視距傳播。因此，為了增大通信距離，一般把天線架高。

傳播性能的指標(biāo)

傳送的功率指的是發(fā)射機(jī)所發(fā)射的能量。擁有較高的傳輸功率將有助于壓制它的頻帶內(nèi)其他的干擾信號(hào)，但是擁有較高傳輸功率的設(shè)備也將可能耗電較多，同時(shí)對(duì)別的信號(hào)的干擾也加強(qiáng)。靈敏性指的是在信道中可以被接收機(jī)接受的最弱信號(hào)的測(cè)量。數(shù)值愈低的那臺(tái)接收機(jī)的設(shè)備就愈好。但是這要求所有的制造商和標(biāo)準(zhǔn)都用相同的參考值（如包丟失率）來(lái)定義靈敏度。信道是對(duì)無(wú)線通信中發(fā)送端和接收端之間的通路的一種形象比喻，信道有一定的帶寬。

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