第13章__電波傳播

1、電波傳播的基礎(chǔ)知識(shí)電波傳播的基礎(chǔ)知識(shí)地面波傳播地面波傳播天波傳播天波傳播視距傳播視距傳播地面移動(dòng)通信中接收?qǐng)鰪?qiáng)的預(yù)測(cè)地面移動(dòng)通信中接收?qǐng)鰪?qiáng)的預(yù)測(cè)2.2.無(wú)線電波：無(wú)線電波： 按序排列的頻率分布，也稱(chēng)波譜。按序排列的頻率分布，也稱(chēng)波譜。 無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、x射線、射線、射線射線 把各波段按頻率由低至高依次排列，分別是：把各波段按頻率由低至高依次排列，分別是：1.1.頻譜：頻譜： 頻率從幾十赫茲到頻率從幾十赫茲到3000GHz的電磁波。的電磁波。 按照波長(zhǎng)或頻率的順序把電磁波排列起來(lái)，按照波長(zhǎng)或頻率的順序把電磁波排列起來(lái)，就是電磁頻譜。就是電磁頻譜

2、。一、電波傳播的基礎(chǔ)知識(shí)一、電波傳播的基礎(chǔ)知識(shí)無(wú)線電波頻段的劃分無(wú)線電波頻段的劃分 電波傳播：無(wú)線電波在媒質(zhì)（如地表、地球大氣層電波傳播：無(wú)線電波在媒質(zhì)（如地表、地球大氣層 或宇宙空間等）中的傳播過(guò)程?；蛴钪婵臻g等）中的傳播過(guò)程。幾種主要的電波傳播方式幾種主要的電波傳播方式1.地面波傳播：地面波傳播：優(yōu)點(diǎn)：傳播信號(hào)質(zhì)量好優(yōu)點(diǎn)：傳播信號(hào)質(zhì)量好缺點(diǎn)：頻率越高，地面對(duì)電波的吸收越嚴(yán)重。缺點(diǎn)：頻率越高，地面對(duì)電波的吸收越嚴(yán)重。地面波傳播地面波傳播 電波沿著地球表面?zhèn)鞑サ姆绞綖榈孛娌▊鞑ァｋ姴ㄑ刂厍虮砻鎮(zhèn)鞑サ姆绞綖榈孛娌▊鞑ァＬ觳▊鞑ヌ觳▊鞑?2. 天波傳播：天波傳播： 發(fā)射天線向高空輻射的電波在電離

3、層內(nèi)經(jīng)過(guò)連發(fā)射天線向高空輻射的電波在電離層內(nèi)經(jīng)過(guò)連續(xù)折射而返回地面到達(dá)接收點(diǎn)的傳播方式稱(chēng)為天波續(xù)折射而返回地面到達(dá)接收點(diǎn)的傳播方式稱(chēng)為天波傳播。傳播。優(yōu)點(diǎn)：傳播距離遠(yuǎn)優(yōu)點(diǎn)：傳播距離遠(yuǎn)缺點(diǎn)：衰落現(xiàn)象比較嚴(yán)重缺點(diǎn)：衰落現(xiàn)象比較嚴(yán)重3.視距傳播視距傳播 電波依靠發(fā)射天線與接收天線之間的直視的傳播電波依靠發(fā)射天線與接收天線之間的直視的傳播方式稱(chēng)為視距傳播。方式稱(chēng)為視距傳播。視距傳播視距傳播 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 直射波與地面反射波之間存在干涉現(xiàn)象，降直射波與地面反射波之間存在干涉現(xiàn)象，降雨和大氣對(duì)電波傳播有衰減及散射作用，山、建筑物雨和大氣對(duì)電波傳播有衰減及散射作用，山、建筑物和樹(shù)木對(duì)電波的散射和繞射作用顯著

4、。和樹(shù)木對(duì)電波的散射和繞射作用顯著。不均勻介質(zhì)散射傳播散射傳播 4.散射傳播散射傳播 利用非均勻介質(zhì)團(tuán)利用非均勻介質(zhì)團(tuán)對(duì)電波具有散射特性來(lái)對(duì)電波具有散射特性來(lái)達(dá)到傳播的目的。達(dá)到傳播的目的。對(duì)流層散射對(duì)流層散射電離層散射電離層散射優(yōu)點(diǎn)：距離遠(yuǎn)，抗毀性好，保密性強(qiáng)。優(yōu)點(diǎn)：距離遠(yuǎn)，抗毀性好，保密性強(qiáng)。電波傳播特性的決定性因素電波傳播特性的決定性因素 媒質(zhì)的電參數(shù)（媒質(zhì)的電參數(shù)（ ）的空間分布）的空間分布和時(shí)間變化及邊界狀態(tài)。和時(shí)間變化及邊界狀態(tài)。、二、二、 自由空間電波傳播自由空間電波傳播 天線置于自由空間天線置于自由空間A處，其輻射功率為處，其輻射功率為Pr，方，方向系數(shù)為向系數(shù)為D，在最大輻射

5、方向上距離為，在最大輻射方向上距離為 r 的點(diǎn)的點(diǎn)M處處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)振幅為產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)振幅為AMrPr60rP DEr 自由空間的電波傳播自由空間的電波傳播 自由空間傳播損耗：自由空間傳播損耗： 當(dāng)發(fā)射天線與接收天線的方向系數(shù)都為當(dāng)發(fā)射天線與接收天線的方向系數(shù)都為1時(shí)，時(shí)，發(fā)射天線的輻射功率發(fā)射天線的輻射功率Pr與接收天線的最佳接收功與接收天線的最佳接收功率率PL的比值，記為的比值，記為L(zhǎng)0，即，即0010lgrLrLPLPPLdBP24ravPSrD=1的無(wú)方向性接收天線的有效接收面積為的無(wú)方向性接收天線的有效接收面積為24eA所以該接收天線的接收功率為所以該接收天線的接收功率為2()4Lave

6、rPS APrD=1的無(wú)方向性發(fā)射天線產(chǎn)生的功率密度為的無(wú)方向性發(fā)射天線產(chǎn)生的功率密度為于是自由空間傳播損耗為于是自由空間傳播損耗為 0410lg20lgrLPrLdBP或或 032.4520lg()20lg ()121.9820lg ()20lg ()Lf MHzr kmr kmcm 當(dāng)電波頻率提高當(dāng)電波頻率提高1 1倍或傳播距離增加倍或傳播距離增加1 1倍時(shí)，自由倍時(shí)，自由空間傳播損耗分別增加空間傳播損耗分別增加6dB6dB。dB6301. 0202lg20衰減因子：衰減因子：0EAE相應(yīng)的衰減損耗為相應(yīng)的衰減損耗為 0120lg20lgFELAEE：實(shí)際情況下的接收點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)：實(shí)際情況下的

7、接收點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)E0：自由空間傳播的場(chǎng)強(qiáng)：自由空間傳播的場(chǎng)強(qiáng) A與工作頻率、傳播距離、媒質(zhì)電參數(shù)、地貌與工作頻率、傳播距離、媒質(zhì)電參數(shù)、地貌地物、傳播方式等因素有關(guān)。地物、傳播方式等因素有關(guān)?；緜鬏敁p耗：基本傳輸損耗：0bFLLLdB 如果發(fā)射天線的輸入功率為如果發(fā)射天線的輸入功率為Pin，增益系數(shù)為，增益系數(shù)為Gr，接收天線的增益系數(shù)為，接收天線的增益系數(shù)為GL，則相應(yīng)的功率密，則相應(yīng)的功率密度和最佳接收功率分別為度和最佳接收功率分別為22224()4inravLaveinrLP GSArPS AP A G G衰減損耗衰減損耗自由空間傳播損耗自由空間傳播損耗22041()inLrLFrLPrL

8、PA G GLLLGGdB 在路徑傳輸損耗在路徑傳輸損耗Lb為客觀存在的前提下，降為客觀存在的前提下，降低傳輸損耗低傳輸損耗L的重要措施就是提高收、發(fā)天線的的重要措施就是提高收、發(fā)天線的增益系數(shù)。增益系數(shù)。電道的傳輸損耗：電道的傳輸損耗： 發(fā)射天線輸入功率與接收天線輸出功率（滿(mǎn)足發(fā)射天線輸入功率與接收天線輸出功率（滿(mǎn)足匹配條件）之比，即匹配條件）之比，即【例例】設(shè)微波中繼通信的段距為設(shè)微波中繼通信的段距為r =50km，工，工作波長(zhǎng)為作波長(zhǎng)為7.5cm，收發(fā)天線的增益系數(shù)都為，收發(fā)天線的增益系數(shù)都為 45dB，饋線及分路系統(tǒng)一端損耗為饋線及分路系統(tǒng)一端損耗為 3.6dB，該路徑的衰減，該路徑的

9、衰減因子因子A=0.7。若發(fā)射天線的輸入功率為。若發(fā)射天線的輸入功率為 10W，求其，求其收信電平。收信電平。L0=121.98+20lgr(km) 20lg(cm) =121.98+20lg5020lg7.5 =121.98+33.9817.5 =138.46dB解：解： 考慮到饋線及分路系統(tǒng)一端損耗后，該電道的考慮到饋線及分路系統(tǒng)一端損耗后，該電道的總傳輸損耗總傳輸損耗L為為L(zhǎng)L0LFGrGL23.6 138.4620lg0.7245+23.6 58.8dB 因?yàn)橐驗(yàn)?Pin=10W=40dBm（分貝毫瓦）（分貝毫瓦）于是收信電平即接收天線的輸出功率為于是收信電平即接收天線的輸出功率為PL

10、Pin L40 58.8 18.8dBm 菲涅爾帶菲涅爾帶r1RRRRr2r0PAN1N2N3N4(a)(b)S三、三、 電波傳播的菲涅爾區(qū)電波傳播的菲涅爾區(qū) 空間空間A處有一球面波源，做一個(gè)與之同心、半徑為處有一球面波源，做一個(gè)與之同心、半徑為R的球面，的球面，P點(diǎn)與點(diǎn)與A點(diǎn)相距點(diǎn)相距d=R+r0，將球面，將球面S分成許多環(huán)形帶分成許多環(huán)形帶Nn(n=1,2,3,)，并使相鄰兩帶的邊緣到觀察點(diǎn)的距離相差半個(gè)波長(zhǎng)（物理學(xué)上并使相鄰兩帶的邊緣到觀察點(diǎn)的距離相差半個(gè)波長(zhǎng)（物理學(xué)上稱(chēng)這種環(huán)帶為菲涅爾帶稱(chēng)這種環(huán)帶為菲涅爾帶)。菲涅爾帶：菲涅爾帶：1020022()2()2nRrRrRrRrRrRrnr

11、1RRRRr2r0PAN1N2N3N4(a)(b)S 在這種情況下，相鄰兩帶的對(duì)應(yīng)部分的惠更斯在這種情況下，相鄰兩帶的對(duì)應(yīng)部分的惠更斯源在源在P點(diǎn)的輻射將有點(diǎn)的輻射將有/2的的波程差波程差，因而有，因而有180的的相相位差位差，起著互相削弱的作用。，起著互相削弱的作用。 可以證明，當(dāng)可以證明，當(dāng)r0時(shí)各帶的面積大致相等。設(shè)時(shí)各帶的面積大致相等。設(shè)第第 n 個(gè)菲涅爾半波帶在個(gè)菲涅爾半波帶在 P點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)振幅為點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)振幅為En(n=1,2,3,.)，由于每個(gè)菲涅爾半波帶的輻射路徑，由于每個(gè)菲涅爾半波帶的輻射路徑不一樣，因此有以下的關(guān)系式不一樣，因此有以下的關(guān)系式1231nnEEEEE123

12、4EEEEE 如 果 將 上 式 的 奇 數(shù) 項(xiàng) 拆 成 兩 部 分 ， 即如 果 將 上 式 的 奇 數(shù) 項(xiàng) 拆 成 兩 部 分 ， 即En=En/2+En/2，則式（，則式（83 3）可以重新寫(xiě)為）可以重新寫(xiě)為1133557246()()()2222222EEEEEEEEEEE 從平均角度而言，相鄰兩帶對(duì)從平均角度而言，相鄰兩帶對(duì)P點(diǎn)的貢獻(xiàn)反相，點(diǎn)的貢獻(xiàn)反相，于是于是P點(diǎn)的合成場(chǎng)振幅為點(diǎn)的合成場(chǎng)振幅為1133557246()()()2222222EEEEEEEEEEE 仔細(xì)觀察上式，如果總帶數(shù)足夠大仔細(xì)觀察上式，如果總帶數(shù)足夠大:12EE 可以認(rèn)為可以認(rèn)為1231nnEEEEE 上式給我們

13、一個(gè)重要的啟示，盡管在自由空上式給我們一個(gè)重要的啟示，盡管在自由空間從波源間從波源A輻射到觀察點(diǎn)輻射到觀察點(diǎn)P的電波，從波動(dòng)光學(xué)的的電波，從波動(dòng)光學(xué)的觀點(diǎn)看，可以認(rèn)為是通過(guò)許多菲涅爾區(qū)傳播的，觀點(diǎn)看，可以認(rèn)為是通過(guò)許多菲涅爾區(qū)傳播的，但起最重要作用的是但起最重要作用的是第一菲涅爾區(qū)第一菲涅爾區(qū)。作為粗略近。作為粗略近似，只要保證第一菲涅爾區(qū)的一半不被地形地物似，只要保證第一菲涅爾區(qū)的一半不被地形地物遮擋，就能得到自由空間傳播時(shí)的場(chǎng)強(qiáng)。遮擋，就能得到自由空間傳播時(shí)的場(chǎng)強(qiáng)。12EE 令第一菲涅爾區(qū)的半徑為令第一菲涅爾區(qū)的半徑為F1，根據(jù)第一菲涅爾，根據(jù)第一菲涅爾區(qū)半徑的定義區(qū)半徑的定義222211

14、122FdFdd通常通常d1F1,d2F1，將上式作一級(jí)近似，可得，將上式作一級(jí)近似，可得121d dFdRr1F1N1d1d2d顯然，該半徑在中點(diǎn)顯然，該半徑在中點(diǎn)d1=d2=d/2處達(dá)到最大值處達(dá)到最大值1max12Fd 劃分菲涅爾半波帶的球面是任意選取的，因此劃分菲涅爾半波帶的球面是任意選取的，因此當(dāng)球面半徑當(dāng)球面半徑R R變化時(shí)，盡管各菲涅爾區(qū)的尺寸也在變化時(shí)，盡管各菲涅爾區(qū)的尺寸也在變化，但是它們的幾何定義不變。而它們的幾何定變化，但是它們的幾何定義不變。而它們的幾何定義恰恰就是以義恰恰就是以A A、P P兩點(diǎn)為焦點(diǎn)的橢圓定義。兩點(diǎn)為焦點(diǎn)的橢圓定義。菲涅爾橢球菲涅爾橢球 AP2F1

15、如果考慮到以傳播路徑為軸線的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性，如果考慮到以傳播路徑為軸線的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性，不同位置的同一菲涅爾半波帶的外圍輪廓線應(yīng)是一不同位置的同一菲涅爾半波帶的外圍輪廓線應(yīng)是一個(gè)以收、發(fā)兩點(diǎn)為焦點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)橢球。個(gè)以收、發(fā)兩點(diǎn)為焦點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)橢球。稱(chēng)第一菲涅爾橢球?yàn)殡姴▊鞑サ闹饕ǖ馈７Q(chēng)第一菲涅爾橢球?yàn)殡姴▊鞑サ闹饕ǖ馈?即使在地面上的障礙物遮住收、發(fā)兩點(diǎn)間的幾何即使在地面上的障礙物遮住收、發(fā)兩點(diǎn)間的幾何射線的情況下，由于電波傳播的主要通道未被全部遮射線的情況下，由于電波傳播的主要通道未被全部遮擋住，因此接收點(diǎn)仍然可以收到信號(hào)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為擋住，因此接收點(diǎn)仍然可以收到信號(hào)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電波繞射。電波繞射。電

16、波繞射：電波繞射：AP12不同波長(zhǎng)的繞射能力不同波長(zhǎng)的繞射能力 在地面上的障礙物高度一定的情況下，在地面上的障礙物高度一定的情況下，波長(zhǎng)越長(zhǎng)，電波傳播的主要通道的橫截面積波長(zhǎng)越長(zhǎng)，電波傳播的主要通道的橫截面積越大，相對(duì)遮擋面積就越小，接收點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)越大，相對(duì)遮擋面積就越小，接收點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)就越大。就越大。因此，頻率越低，繞射能力越強(qiáng)。因此，頻率越低，繞射能力越強(qiáng)。 電波電波 媒質(zhì)效應(yīng)媒質(zhì)效應(yīng) 衰減損耗、衰落衰減損耗、衰落 干擾和噪聲干擾和噪聲 極化偏轉(zhuǎn)極化偏轉(zhuǎn) 反射、折射、散射反射、折射、散射 時(shí)域、頻域畸變時(shí)域、頻域畸變 這些媒質(zhì)效應(yīng)對(duì)信息傳輸?shù)馁|(zhì)量和可靠性常常產(chǎn)這些媒質(zhì)效應(yīng)對(duì)信息傳輸?shù)馁|(zhì)量和可靠

17、性常常產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此各種媒質(zhì)中各頻段電磁波的傳播效生嚴(yán)重影響，因此各種媒質(zhì)中各頻段電磁波的傳播效應(yīng)是電波傳播研究的主要對(duì)象。應(yīng)是電波傳播研究的主要對(duì)象。 基站天線、移動(dòng)用戶(hù)天線和兩付天線之間的傳播路徑基站天線、移動(dòng)用戶(hù)天線和兩付天線之間的傳播路徑 復(fù)雜的無(wú)線電波傳播環(huán)境復(fù)雜的無(wú)線電波傳播環(huán)境 直射、反射、繞射和散射以及它們的合成直射、反射、繞射和散射以及它們的合成傳播損耗和彌散傳播損耗和彌散陰影衰落陰影衰落多徑衰落多徑衰落多普勒頻移多普勒頻移衰落的物理機(jī)制衰落的物理機(jī)制功率的路徑損耗功率的路徑損耗接收信號(hào)的變化和分布特性接收信號(hào)的變化和分布特性傳播預(yù)測(cè)模型的建立傳播預(yù)測(cè)模型的建立為實(shí)現(xiàn)信道

18、仿真提供基礎(chǔ)為實(shí)現(xiàn)信道仿真提供基礎(chǔ)（如射線跟蹤法）（如射線跟蹤法） 應(yīng)用電磁傳播理論分析電波在移動(dòng)環(huán)境中的傳播特性來(lái)建立預(yù)應(yīng)用電磁傳播理論分析電波在移動(dòng)環(huán)境中的傳播特性來(lái)建立預(yù) 測(cè)模型測(cè)模型（如沖激響應(yīng)法）（如沖激響應(yīng)法） 在不同的傳播環(huán)境中做電波實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)在不同的傳播環(huán)境中做電波實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng) 計(jì)分析，來(lái)建立預(yù)測(cè)模型計(jì)分析，來(lái)建立預(yù)測(cè)模型 兩徑傳播模型兩徑傳播模型多徑傳播模型多徑傳播模型 接收信號(hào)功率接收信號(hào)功率 簡(jiǎn)化后簡(jiǎn)化后 其中，相位差其中，相位差 ， 其中，其中，N為路徑數(shù)。當(dāng)為路徑數(shù)。當(dāng)N很大時(shí)，無(wú)法用公式準(zhǔn)確計(jì)算出接很大時(shí)，無(wú)法用公式準(zhǔn)確計(jì)算出接

19、收信號(hào)的功率，必須用統(tǒng)計(jì)的方法計(jì)算接收信號(hào)的功率收信號(hào)的功率，必須用統(tǒng)計(jì)的方法計(jì)算接收信號(hào)的功率 2tr2tr.Ae)R1(Re1GGd4PP 地面二次效應(yīng)直射波反射波地表面波可忽略可忽略2tr2trRe1GGd4PP l2 ()lACCBAB 2i1N1iitr2tr)jexp(R1GGd4PP 直射波反射波圖2-2 兩徑傳播模型發(fā)射天線接收天線 波在傳播過(guò)程中，行進(jìn)中的波前（面）上的每一點(diǎn)，都可作為產(chǎn)生次波在傳播過(guò)程中，行進(jìn)中的波前（面）上的每一點(diǎn)，都可作為產(chǎn)生次級(jí)波的點(diǎn)源，這些次級(jí)波組合起來(lái)形成傳播方向上新的波前（面）。級(jí)波的點(diǎn)源，這些次級(jí)波組合起來(lái)形成傳播方向上新的波前（面）。繞射由次

20、級(jí)波的傳播進(jìn)入陰影區(qū)而形成。陰影區(qū)繞射波場(chǎng)強(qiáng)為圍繞阻繞射由次級(jí)波的傳播進(jìn)入陰影區(qū)而形成。陰影區(qū)繞射波場(chǎng)強(qiáng)為圍繞阻擋物所有次級(jí)波的矢量和。擋物所有次級(jí)波的矢量和。在在P點(diǎn)處的次級(jí)波前中，點(diǎn)處的次級(jí)波前中， 只有夾角為只有夾角為（即（即 ） 的次級(jí)波前能到達(dá)接收點(diǎn)的次級(jí)波前能到達(dá)接收點(diǎn)R每個(gè)點(diǎn)均有其對(duì)應(yīng)的每個(gè)點(diǎn)均有其對(duì)應(yīng)的角，角， 將在將在0 到到180180之間變化之間變化越大，越大，到達(dá)接收點(diǎn)輻射能量越大到達(dá)接收點(diǎn)輻射能量越大TPR圖圖2-3 對(duì)惠更斯菲涅爾原理說(shuō)明對(duì)惠更斯菲涅爾原理說(shuō)明 從發(fā)射點(diǎn)到接收點(diǎn)次級(jí)波路徑長(zhǎng)度直接路徑長(zhǎng)度大的連續(xù)區(qū)域從發(fā)射點(diǎn)到接收點(diǎn)次級(jí)波路徑長(zhǎng)度直接路徑長(zhǎng)度大的連續(xù)區(qū)

21、域vn為奇數(shù)時(shí)，兩信號(hào)抵消為奇數(shù)時(shí)，兩信號(hào)抵消vn為偶數(shù)時(shí)，兩信號(hào)疊加為偶數(shù)時(shí)，兩信號(hào)疊加 v在接收點(diǎn)處第一菲涅爾區(qū)的場(chǎng)強(qiáng)是全部場(chǎng)強(qiáng)的一半在接收點(diǎn)處第一菲涅爾區(qū)的場(chǎng)強(qiáng)是全部場(chǎng)強(qiáng)的一半v發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的距離略大于第一菲涅爾區(qū)，則大部分能發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的距離略大于第一菲涅爾區(qū)，則大部分能量可以達(dá)到接收機(jī)。量可以達(dá)到接收機(jī)。 從波前點(diǎn)到空間任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)從波前點(diǎn)到空間任何一點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng) 式中，式中，ER是波面場(chǎng)強(qiáng)，是波面場(chǎng)強(qiáng)， 是與波面正交的場(chǎng)強(qiáng)導(dǎo)數(shù)。是與波面正交的場(chǎng)強(qiáng)導(dǎo)數(shù)。1212nn d drdd圖2-4 菲涅爾區(qū)截面 14jkrjkrsRssEeeEEdsnrrnsEn 無(wú)線電波遇到粗糙表面時(shí)，反

22、射能量散布于所有方向無(wú)線電波遇到粗糙表面時(shí)，反射能量散布于所有方向 表面平整度的參數(shù)高度表面平整度的參數(shù)高度 平面上最大的突起高度平面上最大的突起高度 h 散射損耗系數(shù)散射損耗系數(shù) 式中，式中， 為表面高度為表面高度h的標(biāo)準(zhǔn)差，的標(biāo)準(zhǔn)差，h是具有局部平均值的是具有局部平均值的高斯分布的隨機(jī)變量。高斯分布的隨機(jī)變量。 用粗糙表面的修正反射系數(shù)表示反射場(chǎng)強(qiáng)用粗糙表面的修正反射系數(shù)表示反射場(chǎng)強(qiáng) 表面粗糙大于h表面光滑小于hcc8 sincih2sinexp8hisroughsh（慢衰落慢衰落） 移動(dòng)無(wú)線通信信道傳播環(huán)境中的地形起伏、建筑物及其它障礙物對(duì)電波移動(dòng)無(wú)線通信信道傳播環(huán)境中的地形起伏、建筑物

23、及其它障礙物對(duì)電波傳播路徑的阻擋而形成的電磁場(chǎng)陰影效應(yīng)傳播路徑的阻擋而形成的電磁場(chǎng)陰影效應(yīng) 衰落與傳播地形和地物分布、高度有關(guān)衰落與傳播地形和地物分布、高度有關(guān) 傳播路徑損耗和陰影衰落傳播路徑損耗和陰影衰落 分貝式分貝式 式中式中, r 移動(dòng)用戶(hù)和基站之間的距離移動(dòng)用戶(hù)和基站之間的距離 由于陰影產(chǎn)生的對(duì)數(shù)損耗（由于陰影產(chǎn)生的對(duì)數(shù)損耗（dB），服從零平均和標(biāo)準(zhǔn)偏差），服從零平均和標(biāo)準(zhǔn)偏差 dB的對(duì)數(shù)正態(tài)分布的對(duì)數(shù)正態(tài)分布 m 路徑損耗指數(shù)路徑損耗指數(shù) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明m4，標(biāo)準(zhǔn)差，標(biāo)準(zhǔn)差8dB，是合理的，是合理的1 0(,)1 0mlrr10log ( , )10logl rmr陰影衰落

24、傳播的基本特性v什么是陰影衰落？由移動(dòng)無(wú)線通信信道傳播環(huán)境中的地形起伏、建筑物及其它障礙物對(duì)電波路徑的阻擋而形成的電磁場(chǎng)半盲區(qū)長(zhǎng)期慢衰落 / 大尺度衰落 /陰影衰落過(guò)大，無(wú)法陰影衰落過(guò)大，無(wú)法接收信號(hào)接收信號(hào)( )ads de衰減：陰影衰落傳播的基本特性陰影損耗的標(biāo)準(zhǔn)偏差特點(diǎn)：v電平起伏相對(duì)緩慢v衰落與地形、地物的分布和高度有關(guān)多徑衰落的基本特性多徑衰落的基本特性 接收信號(hào)的幅度將隨著移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)距離的變動(dòng)而衰落接收信號(hào)的幅度將隨著移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)距離的變動(dòng)而衰落 空間角度空間角度模擬通信系統(tǒng)的主要考慮對(duì)象模擬通信系統(tǒng)的主要考慮對(duì)象原因原因v本地反射物所引起的多徑效應(yīng)表現(xiàn)為快衰落本地反射物所引起的多徑效應(yīng)表現(xiàn)為快衰落v地形變化引起的衰落以及空間擴(kuò)散損耗表現(xiàn)為慢衰落地形變化引起的衰落以及空間擴(kuò)散損耗表現(xiàn)為慢衰落 接收信號(hào)中脈沖的寬度擴(kuò)展接收信號(hào)中脈沖的寬度擴(kuò)展時(shí)間角度時(shí)間角度數(shù)字通信系統(tǒng)的主要考慮對(duì)象數(shù)字通信系統(tǒng)的主要考慮對(duì)象原因原因 信號(hào)的傳播路徑不同，所以到達(dá)接收端的時(shí)間也就不同，信號(hào)的傳播路徑不同，所以到達(dá)接收端的時(shí)間也就不同，導(dǎo)致接收信號(hào)包含發(fā)送脈沖及其各個(gè)延時(shí)信號(hào)導(dǎo)致接收信號(hào)包含發(fā)送脈沖及其各個(gè)延時(shí)