第4講無線通信信道2015to物聯(lián)網(wǎng)

1、120222022年年5 5月月2727日星期五日星期五第第4 4講講 無線通信信道無線通信信道220222022年年5 5月月2727日星期五日星期五無線信道基本特性無線信道基本特性2.12.1衰落衰落2.22.22.32.3噪聲和干擾噪聲和干擾320222022年年5 5月月2727日星期五日星期五2.1 2.1 無線信道基本特性無線信道基本特性2.1.1 2.1.1 無線通信信道的主要特點無線通信信道的主要特點2.1.2 2.1.2 電波傳播方式電波傳播方式2.1.3 2.1.3 接收信號中的四種效應(yīng)接收信號中的四種效應(yīng)第第2 2章章 移動通信信道移動通信信道420222022年年5 5

2、月月2727日星期五日星期五2.1.1 2.1.1 移動通信信道的主要特點移動通信信道的主要特點1 1傳播的開放性傳播的開放性這是區(qū)別于有線信道，有線信道中，電磁波被限定在這是區(qū)別于有線信道，有線信道中，電磁波被限定在導(dǎo)線內(nèi)，而移動通信的信道是一個開放的空間。導(dǎo)線內(nèi)，而移動通信的信道是一個開放的空間。2 2接收環(huán)境的復(fù)雜性接收環(huán)境的復(fù)雜性是指接收點地理環(huán)境的復(fù)雜性與多樣性。是指接收點地理環(huán)境的復(fù)雜性與多樣性?？蓪⒔邮拯c地理環(huán)境劃分為三種典型區(qū)域可將接收點地理環(huán)境劃分為三種典型區(qū)域: :高樓林立的城市繁華區(qū)高樓林立的城市繁華區(qū); ;以一般性建筑物為主體的近郊區(qū)以一般性建筑物為主體的近郊區(qū); ;以

3、山丘、湖泊、平原為主的農(nóng)村及遠(yuǎn)郊區(qū)。以山丘、湖泊、平原為主的農(nóng)村及遠(yuǎn)郊區(qū)。3 3通信用戶的隨機移動性通信用戶的隨機移動性520222022年年5 5月月2727日星期五日星期五2.1 2.1 移動信道基本特性移動信道基本特性2.1.1 2.1.1 移動通信信道的主要特點移動通信信道的主要特點2.1.2 2.1.2 電波傳播方式電波傳播方式2.1.3 2.1.3 接收信號中的四種效應(yīng)接收信號中的四種效應(yīng)第第2 2章章 移動通信信道移動通信信道620222022年年5 5月月2727日星期五日星期五2.1.2 2.1.2 電波傳播方式電波傳播方式1 1直射波直射波即沒有障礙物的情況下，電磁波在視距

4、范圍內(nèi)直接由基站即沒有障礙物的情況下，電磁波在視距范圍內(nèi)直接由基站到達(dá)手機。到達(dá)手機。2 2反射波反射波當(dāng)障礙物的尺寸大于電磁波的波長時，電磁波就會在障礙當(dāng)障礙物的尺寸大于電磁波的波長時，電磁波就會在障礙物的前方發(fā)生反射。物的前方發(fā)生反射。 3 3繞射波繞射波電磁波繞過障礙物，在障礙物后方形成場強。電磁波繞過障礙物，在障礙物后方形成場強。 一般可歸納為以下波四種基本傳播方式：一般可歸納為以下波四種基本傳播方式： 第第2 2章章 移動通信信道移動通信信道720222022年年5 5月月2727日星期五日星期五2.1.2 電波傳播方式電波傳播方式4 4散射波散射波當(dāng)電磁波遇到粗糙的表面時，反射能量

5、會散布于所有方向當(dāng)電磁波遇到粗糙的表面時，反射能量會散布于所有方向, ,這樣就形成了散射波。這樣就形成了散射波。圖圖 2-1 移動信道電波傳播類型示意圖移動信道電波傳播類型示意圖 820222022年年5 5月月2727日星期五日星期五2.1 2.1 移動信道基本特性移動信道基本特性2.1.1 2.1.1 移動通信信道的主要特點移動通信信道的主要特點2.1.2 2.1.2 電波傳播方式電波傳播方式2.1.3 2.1.3 接收信號中的四種效應(yīng)接收信號中的四種效應(yīng)第第2 2章章 移動通信信道移動通信信道920222022年年5 5月月2727日星期五日星期五2.1.3 2.1.3 接收信號中的四種

6、效應(yīng)接收信號中的四種效應(yīng)1. 1. 陰影效應(yīng)陰影效應(yīng)由于大型建筑物或其它物體的遮擋，在于障礙物的后面產(chǎn)由于大型建筑物或其它物體的遮擋，在于障礙物的后面產(chǎn)生的傳播半盲區(qū)。生的傳播半盲區(qū)。2. 2. 遠(yuǎn)近效應(yīng)遠(yuǎn)近效應(yīng)由于移動用戶距離基站有遠(yuǎn)有近，這樣近處的用戶信號就由于移動用戶距離基站有遠(yuǎn)有近，這樣近處的用戶信號就會對遠(yuǎn)處的用戶信號產(chǎn)生抑制。會對遠(yuǎn)處的用戶信號產(chǎn)生抑制。第第2 2章章 移動通信信道移動通信信道1020222022年年5 5月月2727日星期五日星期五2.1.3 接收信號中的四種效應(yīng)接收信號中的四種效應(yīng)3. 3. 多徑效應(yīng)多徑效應(yīng)由于用戶所處位置的復(fù)雜性，到達(dá)移動臺天線的信號不是由單

7、由于用戶所處位置的復(fù)雜性，到達(dá)移動臺天線的信號不是由單一路徑來的，而是包含多條路徑。不同路徑的信號，它們到達(dá)一路徑來的，而是包含多條路徑。不同路徑的信號，它們到達(dá)時的信號強度、到達(dá)時間及到達(dá)時的載波相位都不一樣。所接時的信號強度、到達(dá)時間及到達(dá)時的載波相位都不一樣。所接收的信號是上述各路信號的矢量和。收的信號是上述各路信號的矢量和。4. 4. 多普勒效應(yīng)多普勒效應(yīng)由于用戶處于高速移動中，從而引起傳播頻率的擴散，由此引由于用戶處于高速移動中，從而引起傳播頻率的擴散，由此引起的附加頻移稱為多普勒頻移（多普勒擴散）。起的附加頻移稱為多普勒頻移（多普勒擴散）。 這一現(xiàn)象只這一現(xiàn)象只產(chǎn)生在大于等于產(chǎn)生在

8、大于等于70Km/h70Km/h時，而對于慢速移動的步行和準(zhǔn)靜態(tài)的時，而對于慢速移動的步行和準(zhǔn)靜態(tài)的室內(nèi)通信則不予考慮。室內(nèi)通信則不予考慮。第第2 2章章 移動通信信道移動通信信道1120222022年年5 5月月2727日星期五日星期五2.1.3 接收信號中的四種效應(yīng)接收信號中的四種效應(yīng)無線電波從源點無線電波從源點S出發(fā)，在出發(fā)，在X點點和和Y點分別被移動臺接收時所點分別被移動臺接收時所走的路程差為走的路程差為xi dcosi v t cosi 由于源端點距離很遠(yuǎn)，可假設(shè)由于源端點距離很遠(yuǎn)，可假設(shè)在在X點和點和Y點處的點處的i是相同的，是相同的，所以，由路程差造成的接收信所以，由路程差造成的

9、接收信號相位變化值為號相位變化值為22cosiixv t SixiXYd當(dāng)移動臺以恒定速率當(dāng)移動臺以恒定速率v在長度在長度為為d、端點為、端點為X和和Y的路徑上運的路徑上運動時，受到自遠(yuǎn)方動時，受到自遠(yuǎn)方S點發(fā)出的點發(fā)出的信號，如圖所示。信號，如圖所示。由此可得出頻率變化值，即多由此可得出頻率變化值，即多普勒頻移普勒頻移fd為為1cos2divft mvf 最最大大多多普普勒勒移移：1220222022年年5 5月月2727日星期五日星期五選擇題：若載波頻率為900MHz，移動臺速度為60km/h，其最大多普勒頻移為（ ）。A、90 KHz B、180 KHz C、333 KHz D、以上都不

10、是1320222022年年5 5月月2727日星期五日星期五移動信道基本特性移動信道基本特性2.12.1衰落衰落2.22.22.32.3噪聲和干擾噪聲和干擾1420222022年年5 5月月2727日星期五日星期五2.2 2.2 衰落衰落2.2.1 2.2.1 大尺度衰落大尺度衰落2.2.2 2.2.2 小尺度衰落小尺度衰落第第2 2章章 移動通信信道移動通信信道1520222022年年5 5月月2727日星期五日星期五2.2.1 2.2.1 大尺度衰落大尺度衰落 在大尺度模型中，一般主要關(guān)注由路徑損耗（在大尺度模型中，一般主要關(guān)注由路徑損耗（Path loss）和陰影（和陰影（shadowi

11、ng）效應(yīng)所引起的接收信號功率隨距離變化）效應(yīng)所引起的接收信號功率隨距離變化的規(guī)律。路徑損耗引起長距離（的規(guī)律。路徑損耗引起長距離（1001000米）接收信號功率米）接收信號功率的變化，而陰影效應(yīng)引起障礙物尺度距離上（室外環(huán)境是的變化，而陰影效應(yīng)引起障礙物尺度距離上（室外環(huán)境是10100米，室內(nèi)更?。┙邮招盘柟β实淖兓?。米，室內(nèi)更?。┙邮招盘柟β实淖兓?。 1 1路徑損耗路徑損耗 大多數(shù)移動通信系統(tǒng)運行在復(fù)雜的傳播環(huán)境中，路徑損大多數(shù)移動通信系統(tǒng)運行在復(fù)雜的傳播環(huán)境中，路徑損耗除了受頻率、距離等確定因素的影響，還會受到地形、地耗除了受頻率、距離等確定因素的影響，還會受到地形、地貌、建筑物分布及街

12、道分布等不確定因素的影響。這里我們貌、建筑物分布及街道分布等不確定因素的影響。這里我們主要介紹在工程上普遍應(yīng)用的電波傳播損耗預(yù)測模型。主要介紹在工程上普遍應(yīng)用的電波傳播損耗預(yù)測模型。 第第2 2章章 移動通信信道移動通信信道1620222022年年5 5月月2727日星期五日星期五路徑損耗路徑損耗 電波傳播損耗預(yù)測模型是基于大量實測數(shù)據(jù)而得到的經(jīng)電波傳播損耗預(yù)測模型是基于大量實測數(shù)據(jù)而得到的經(jīng)驗?zāi)Ｐ停Ｓ玫哪Ｐ桶ǎ候災(zāi)Ｐ?，常用的模型包括：奧村模型（奧村模型（Okumura Model）、）、哈塔模型（哈塔模型（Hata Model）、哈塔模型的）、哈塔模型的COST231擴展擴展等。其等。其

13、中奧村模型是城市宏小區(qū)中信號預(yù)測最常用的模型之一，其中奧村模型是城市宏小區(qū)中信號預(yù)測最常用的模型之一，其適用的距離范圍是適用的距離范圍是1Km100Km、頻率范圍是、頻率范圍是150MHz1500MHz，該模型除了公式外，還包括一些經(jīng)驗曲線和圖表。，該模型除了公式外，還包括一些經(jīng)驗曲線和圖表。哈塔模型是將奧村模型中的經(jīng)驗曲線與圖表擬合成更加便于哈塔模型是將奧村模型中的經(jīng)驗曲線與圖表擬合成更加便于工程上使用的經(jīng)驗公式，其適用的頻率范圍也基本是工程上使用的經(jīng)驗公式，其適用的頻率范圍也基本是150MHz1500MHz。而哈塔模型的。而哈塔模型的COST231擴展是歐洲科擴展是歐洲科技合作組織將哈塔模

14、型擴展到技合作組織將哈塔模型擴展到2GHz，以便適合，以便適合PCS系統(tǒng)。下系統(tǒng)。下面分別介紹哈塔模型和哈塔模型的面分別介紹哈塔模型和哈塔模型的COST231擴展。擴展。 第第2 2章章 移動通信信道移動通信信道1720222022年年5 5月月2727日星期五日星期五（1）Hata模型模型由于使用由于使用Okumura模型，需要查找其給出的各種曲線，模型，需要查找其給出的各種曲線，不利于計算機預(yù)測。不利于計算機預(yù)測。 Hata根據(jù)根據(jù)Okumura的基本中值場強的基本中值場強預(yù)測曲線，通過曲線擬合，將預(yù)測曲線，通過曲線擬合，將Okumura模型中的經(jīng)驗曲模型中的經(jīng)驗曲線與圖表提煉成更加便于工

15、程上使用的經(jīng)驗公式，即線與圖表提煉成更加便于工程上使用的經(jīng)驗公式，即Hata模型模型 。Hata在提出這個模型時作了下列三點假設(shè)，以求簡化：在提出這個模型時作了下列三點假設(shè)，以求簡化：作為兩個全向天線之間的傳播損耗處理；作為兩個全向天線之間的傳播損耗處理；作為準(zhǔn)平滑地形而不是不規(guī)則地形處理；作為準(zhǔn)平滑地形而不是不規(guī)則地形處理；以城市市區(qū)的傳播損耗公式作為標(biāo)準(zhǔn)，其他地區(qū)采用校以城市市區(qū)的傳播損耗公式作為標(biāo)準(zhǔn)，其他地區(qū)采用校正公式進行修正。正公式進行修正。路徑損耗路徑損耗 第第2 2章章 移動通信信道移動通信信道1820222022年年5 5月月2727日星期五日星期五Hata模型模型適用條件適用

16、條件頻率范圍：頻率范圍：1501500MHz；基站天線有效高度基站天線有效高度hb ：30200m；移動臺天線高度移動臺天線高度hm ：110m；覆蓋距離：覆蓋距離：120km。傳播損耗公式傳播損耗公式 69.5526.16lg13.82lg()(44.96.55lg)lgTbmbLfha hhd 城式中，式中，d的單位為的單位為km，f的單位為的單位為MHz，LT城城為城市市區(qū)的中為城市市區(qū)的中值路徑損耗，值路徑損耗，hb和和hm分別為基站和移動臺天線有效高度。分別為基站和移動臺天線有效高度。第第2 2章章 移動通信信道移動通信信道1920222022年年5 5月月2727日星期五日星期五移

17、動臺天線高度修正因子：移動臺天線高度修正因子：對于其它地形，對于其它地形，Hata分別定義了相應(yīng)的修正因子分別定義了相應(yīng)的修正因子Kmr郊區(qū)校正因子郊區(qū)校正因子 Qo開闊地校正因子（農(nóng)村地區(qū)）開闊地校正因子（農(nóng)村地區(qū)） 22(1.1lg0.7)(1.56lg0.8)8.29(lg1.54)1.1300()3.2(lg11.75)4.9730001.5mmmmmfhfhfMHza hhfMHzhm 中中小小城城市市大大城城市市22(lg(/28)5.4mrKf24.78lg18.33lg40.94oQffHata模型模型第第2 2章章 移動通信信道移動通信信道2020222022年年5 5月月2

18、727日星期五日星期五（2）Hata模型擴展模型擴展歐洲科學(xué)技術(shù)研究協(xié)會（歐洲科學(xué)技術(shù)研究協(xié)會（EURO-COST）組成）組成cost-231工作組開發(fā)工作組開發(fā)Hata模型對模型對PCS的擴展，提出將的擴展，提出將Hata模型模型擴展至擴展至2GHz頻段。所以該模型稱為頻段。所以該模型稱為Hata模型擴展。模型擴展。 頻率范圍：頻率范圍： 15002000 MHz;基站的天線有效高度基站的天線有效高度hb ：30200 m;移動臺天線高度移動臺天線高度hm ：110m；覆蓋距離：覆蓋距離：120 km。適用條件適用條件路徑損耗路徑損耗 第第2 2章章 移動通信信道移動通信信道21202220

19、22年年5 5月月2727日星期五日星期五Hata模型擴展模型擴展傳播損耗公式傳播損耗公式 46.333.9lg13.82lg()(44.96.55lg)lgTbmbMLfha hhdC城城式中，式中，d的單位為的單位為km，f的單位為的單位為MHz，LT城城為城市市區(qū)的中為城市市區(qū)的中值路徑損耗，值路徑損耗，hb和和hm分別為基站和移動臺天線有效高度。移分別為基站和移動臺天線有效高度。移動臺天線高度修正因子動臺天線高度修正因子a( (hm)與與Hata模型相同。模型相同。對于市中心繁華區(qū)對于中等城市和郊區(qū)dBdBCM30對于其它地形，修正因子與對于其它地形，修正因子與Hata模型相同模型相同

20、第第2 2章章 移動通信信道移動通信信道2220222022年年5 5月月2727日星期五日星期五2.2.1 大尺度衰落大尺度衰落2 2陰影衰落陰影衰落 在路徑損耗模型中一般認(rèn)為對于相同的收發(fā)距離，路在路徑損耗模型中一般認(rèn)為對于相同的收發(fā)距離，路徑損耗也是相同的。然而實際情況是，與同一發(fā)射機等距徑損耗也是相同的。然而實際情況是，與同一發(fā)射機等距離但位于不同地理位置上的接收機，由于傳播路徑所經(jīng)過離但位于不同地理位置上的接收機，由于傳播路徑所經(jīng)過的地理環(huán)境不同，使得其接收到的信號強度有很大的差異。的地理環(huán)境不同，使得其接收到的信號強度有很大的差異。通過路徑損耗模型所計算的數(shù)值是所有可能路徑所造成功

21、通過路徑損耗模型所計算的數(shù)值是所有可能路徑所造成功率損耗的一個平均值或中間值，接收機實測值與路徑損耗率損耗的一個平均值或中間值，接收機實測值與路徑損耗模型預(yù)測值之間的偏差則是由陰影衰落引起。模型預(yù)測值之間的偏差則是由陰影衰落引起。 第第2 2章章 移動通信信道移動通信信道2320222022年年5 5月月2727日星期五日星期五陰影衰落陰影衰落 發(fā)射機和接收機之間的障礙物會引起陰影衰落，這些障礙發(fā)射機和接收機之間的障礙物會引起陰影衰落，這些障礙物通過吸收、反射、散射和繞射等方式使給定距離處接收信號物通過吸收、反射、散射和繞射等方式使給定距離處接收信號發(fā)生隨機衰減。造成信號隨機衰減的因素，包括障

22、礙物的位置、發(fā)生隨機衰減。造成信號隨機衰減的因素，包括障礙物的位置、大小和介電特性及反射面和散射體的情況一般都是未知的，因大小和介電特性及反射面和散射體的情況一般都是未知的，因此只能用統(tǒng)計模型來表征這種隨機衰減。此只能用統(tǒng)計模型來表征這種隨機衰減。圖圖 2-3 在路徑損耗、陰影效應(yīng)和多徑傳播與距離的關(guān)系在路徑損耗、陰影效應(yīng)和多徑傳播與距離的關(guān)系 2420222022年年5 5月月2727日星期五日星期五2.2 2.2 衰落衰落2.2.1 2.2.1 大尺度衰落大尺度衰落2.2.2 2.2.2 小尺度衰落小尺度衰落第第2 2章章 移動通信信道移動通信信道2520222022年年5 5月月2727

23、日星期五日星期五2.2.2 2.2.2 小尺度衰落小尺度衰落 小尺度衰落是指無線電信號在短時間或短距離傳播后其小尺度衰落是指無線電信號在短時間或短距離傳播后其幅度、相位或多徑時延快速變化，以至于大尺度路徑損耗的幅度、相位或多徑時延快速變化，以至于大尺度路徑損耗的影響可以忽略不計。影響可以忽略不計。 無線信道中的許多物理因素都會影響小尺度衰落，包括：無線信道中的許多物理因素都會影響小尺度衰落，包括： (1) 多徑效應(yīng)。多徑效應(yīng)使得各條路徑信號到達(dá)接收機時有多徑效應(yīng)。多徑效應(yīng)使得各條路徑信號到達(dá)接收機時有不同的相位、幅度及時延，從而引起時域的時延擴展，在頻域不同的相位、幅度及時延，從而引起時域的時

24、延擴展，在頻域產(chǎn)生產(chǎn)生頻率選擇性衰落。頻率選擇性衰落。 (2) 多普勒效應(yīng)。多普勒效應(yīng)是與物體運動有關(guān)的，物體的多普勒效應(yīng)。多普勒效應(yīng)是與物體運動有關(guān)的，物體的運動包括基站和移動臺的相對運動以及無線信道中環(huán)境物體的運動包括基站和移動臺的相對運動以及無線信道中環(huán)境物體的運動。由于移動臺或環(huán)境物體的高速運動在頻移會引起多普勒運動。由于移動臺或環(huán)境物體的高速運動在頻移會引起多普勒頻移，在相應(yīng)的時域產(chǎn)生頻移，在相應(yīng)的時域產(chǎn)生時間選擇性衰落時間選擇性衰落。1 1影響小尺度衰落的因素影響小尺度衰落的因素第第2 2章章 移動通信信道移動通信信道2620222022年年5 5月月2727日星期五日星期五影響小

25、尺度衰落的因素影響小尺度衰落的因素(3) 信號的傳輸帶寬。前面提到的頻率選擇性衰落和時間選信號的傳輸帶寬。前面提到的頻率選擇性衰落和時間選擇性衰落在信道中可以同時存在，至于哪種衰落更明顯，則擇性衰落在信道中可以同時存在，至于哪種衰落更明顯，則取決于信號的帶寬和符號周期。因為衰落是表征信道對信號取決于信號的帶寬和符號周期。因為衰落是表征信道對信號的影響，衰落類型取決于發(fā)送信號特性（如帶寬和符號周期）的影響，衰落類型取決于發(fā)送信號特性（如帶寬和符號周期）及信道特性（如及信道特性（如 時延擴展和多普勒擴展）之間的關(guān)系。時延擴展和多普勒擴展）之間的關(guān)系。2720222022年年5 5月月2727日星期

26、五日星期五多選題多選題1 1、電波傳播環(huán)境中，以下哪些一般屬于陰影衰落？、電波傳播環(huán)境中，以下哪些一般屬于陰影衰落？（ ）A A、山地起伏、山地起伏 B B、高低各異的建筑物、高低各異的建筑物 C C、雷電雨雪等惡劣天氣、雷電雨雪等惡劣天氣 D D、茂密的林木等、茂密的林木等2 2、電波傳播環(huán)境中，以下哪些一般屬于多徑衰落？、電波傳播環(huán)境中，以下哪些一般屬于多徑衰落？（ ）A A、高大建筑、高大建筑 B B、各種電磁干擾、各種電磁干擾C C、通信體快速運動、通信體快速運動 D D、發(fā)射功率不穩(wěn)定、發(fā)射功率不穩(wěn)定第第2 2章章 移動通信信道移動通信信道2820222022年年5 5月月2727日

27、星期五日星期五2.2.2 小尺度衰落小尺度衰落 時延擴展和相干帶寬是用來描述無線信道的時間色散特時延擴展和相干帶寬是用來描述無線信道的時間色散特性，而信道的時間色散是由多徑效應(yīng)所引起的。性，而信道的時間色散是由多徑效應(yīng)所引起的。 時延擴展時延擴展描述在時域上，由多徑傳播所造成的信號波描述在時域上，由多徑傳播所造成的信號波形擴散效應(yīng)。形擴散效應(yīng)。 由環(huán)境所決定的，反映了信道的時域特性。由環(huán)境所決定的，反映了信道的時域特性。 相干帶寬相干帶寬此帶寬內(nèi)的電磁波在這個復(fù)雜的空間格局中此帶寬內(nèi)的電磁波在這個復(fù)雜的空間格局中獲得近似的傳播特性，沒有明顯的畸變，也就不會導(dǎo)致時域上獲得近似的傳播特性，沒有明顯

28、的畸變，也就不會導(dǎo)致時域上波形的劇烈變化。波形的劇烈變化。2 2移動多徑信道參數(shù)移動多徑信道參數(shù)（1） 時延擴展和相干帶寬時延擴展和相干帶寬第第2 2章章 移動通信信道移動通信信道2920222022年年5 5月月2727日星期五日星期五（2）多普勒擴展和相干時間）多普勒擴展和相干時間 移動多徑信道參數(shù)移動多徑信道參數(shù) 多普勒擴展和相干時間是用來描述無線信道的時變特性，多普勒擴展和相干時間是用來描述無線信道的時變特性，而信道的時變特性是由于多普勒效應(yīng)所引起的。而信道的時變特性是由于多普勒效應(yīng)所引起的。 當(dāng)發(fā)送端和接收端有相對運動的時候，信號便有多普勒頻移當(dāng)發(fā)送端和接收端有相對運動的時候，信號便

29、有多普勒頻移的產(chǎn)生，這引起了信號的產(chǎn)生，這引起了信號頻譜擴展。頻譜擴展。相干時間相干時間指的是在某個時間間隔內(nèi)，任意兩個接收信號的指的是在某個時間間隔內(nèi)，任意兩個接收信號的增益或衰減有很強的相關(guān)性，也就是說，信道對這兩個信增益或衰減有很強的相關(guān)性，也就是說，信道對這兩個信號所造成的增益或衰減是差不多的。號所造成的增益或衰減是差不多的。3020222022年年5 5月月2727日星期五日星期五移動信道基本特性移動信道基本特性2.12.1衰落衰落2.22.22.32.3噪聲和干擾噪聲和干擾3120222022年年5 5月月2727日星期五日星期五2.3 2.3 噪聲和干擾噪聲和干擾2.3.1 2.

30、3.1 移動通信中的噪聲移動通信中的噪聲2.3.22.3.2 移動通信中的干擾移動通信中的干擾第第2 2章章 移動通信信道移動通信信道3220222022年年5 5月月2727日星期五日星期五2.3.1 2.3.1 移動通信中的噪聲移動通信中的噪聲1 1無線信道噪聲分類無線信道噪聲分類 噪聲的種類很多，也有多種分類方式，若根據(jù)噪聲的來噪聲的種類很多，也有多種分類方式，若根據(jù)噪聲的來源進行分類，一般可以分為三類源進行分類，一般可以分為三類: 自然噪聲是指自然界存在的各種電磁波源所產(chǎn)生的自然噪聲是指自然界存在的各種電磁波源所產(chǎn)生的噪聲。噪聲。 如雷電、磁暴、太陽黑子、銀河系噪聲、宇如雷電、磁暴、太

31、陽黑子、銀河系噪聲、宇宙射線等?？梢哉f整個宇宙空間都是產(chǎn)生自然噪聲宙射線等?？梢哉f整個宇宙空間都是產(chǎn)生自然噪聲的來源。的來源。 （1）自然噪聲）自然噪聲第第2 2章章 移動通信信道移動通信信道3320222022年年5 5月月2727日星期五日星期五無線信道噪聲分類無線信道噪聲分類 （2）人為噪聲）人為噪聲人為噪聲是指人類活動所產(chǎn)生的對通信造成干擾的各人為噪聲是指人類活動所產(chǎn)生的對通信造成干擾的各種噪聲。其中包括工業(yè)噪聲和無線電噪聲。工業(yè)噪聲種噪聲。其中包括工業(yè)噪聲和無線電噪聲。工業(yè)噪聲來源于各種電氣設(shè)備，如開關(guān)接觸噪聲、工業(yè)的點火來源于各種電氣設(shè)備，如開關(guān)接觸噪聲、工業(yè)的點火輻射及熒光燈干擾

32、等。無線電噪聲來源于各種無線電輻射及熒光燈干擾等。無線電噪聲來源于各種無線電發(fā)射機，如外臺干擾、寬帶干擾等。發(fā)射機，如外臺干擾、寬帶干擾等。 內(nèi)部噪聲是指通信設(shè)備本身產(chǎn)生的各種噪聲。它來源內(nèi)部噪聲是指通信設(shè)備本身產(chǎn)生的各種噪聲。它來源于通信設(shè)備的各種電子器件、傳輸線、天線等。于通信設(shè)備的各種電子器件、傳輸線、天線等。（3）內(nèi)部噪聲）內(nèi)部噪聲第第2 2章章 移動通信信道移動通信信道3420222022年年5 5月月2727日星期五日星期五它主要來自于通信設(shè)備中有源器件，如電子管、晶體管及它主要來自于通信設(shè)備中有源器件，如電子管、晶體管及各類大規(guī)模集成電路中的載流子的起伏變化而產(chǎn)生。其特各類大規(guī)模

33、集成電路中的載流子的起伏變化而產(chǎn)生。其特點與無源噪聲類似。它與無源白噪聲的唯一差異是在一定點與無源噪聲類似。它與無源白噪聲的唯一差異是在一定激發(fā)條件下才產(chǎn)生大量電子發(fā)射而形成。激發(fā)條件下才產(chǎn)生大量電子發(fā)射而形成。 有源霰彈噪聲有源霰彈噪聲它主要來自于一切無源器件，如電阻、電容、電路板的分子它主要來自于一切無源器件，如電阻、電容、電路板的分子熱運動所引起的噪聲。熱運動所引起的噪聲。無源熱噪聲無源熱噪聲內(nèi)部噪聲又可分為兩類：內(nèi)部噪聲又可分為兩類： 無線信道噪聲分類無線信道噪聲分類 第第2 2章章 移動通信信道移動通信信道3520222022年年5 5月月2727日星期五日星期五2.3.1 移動通信

34、中的噪聲移動通信中的噪聲2 2移動通信中的噪聲移動通信中的噪聲 影響移動通信性能的噪聲主要是加性高斯白噪聲影響移動通信性能的噪聲主要是加性高斯白噪聲(AWGN),這并非移動通信所特有，這在大多數(shù)通信系統(tǒng)中都存在，這并非移動通信所特有，這在大多數(shù)通信系統(tǒng)中都存在，其主要來源是熱噪聲。其主要來源是熱噪聲。3620222022年年5 5月月2727日星期五日星期五2.3 2.3 噪聲和干擾噪聲和干擾2.3.1 2.3.1 移動通信中的噪聲移動通信中的噪聲2.3.22.3.2 移動通信中的干擾移動通信中的干擾第第2 2章章 移動通信信道移動通信信道3720222022年年5 5月月2727日星期五日星

35、期五2.3.22.3.2 移動通信中的干擾移動通信中的干擾若頻率管理或系統(tǒng)設(shè)計不當(dāng)若頻率管理或系統(tǒng)設(shè)計不當(dāng),就會造成同就會造成同頻干擾；頻干擾；在移動通信系統(tǒng)中，為了提高頻率利用在移動通信系統(tǒng)中，為了提高頻率利用率，在相隔一定距離以外，可以使用相同率，在相隔一定距離以外，可以使用相同的頻率，這稱為同信道復(fù)用。采用同頻復(fù)的頻率，這稱為同信道復(fù)用。采用同頻復(fù)用時，同頻復(fù)用距離設(shè)置不當(dāng)，會引起同用時，同頻復(fù)用距離設(shè)置不當(dāng)，會引起同頻干擾。頻干擾。1.1.同頻干擾同頻干擾引起的原因：引起的原因：指相同載頻電臺之間的干擾指相同載頻電臺之間的干擾。功率功率頻率頻率f1相同信道相同信道干擾區(qū)域干擾區(qū)域第第2

36、 2章章 移動通信信道移動通信信道3820222022年年5 5月月2727日星期五日星期五2.3.2 移動通信中的干擾移動通信中的干擾2. 2. 鄰頻干擾鄰頻干擾是指相鄰的或鄰近的頻道之間的干擾。是指相鄰的或鄰近的頻道之間的干擾。由于發(fā)射機的調(diào)制邊帶擴展由于發(fā)射機的調(diào)制邊帶擴展和邊帶噪聲輻射，離基站近的和邊帶噪聲輻射，離基站近的第第K1頻道的頻道的MS強信號干擾強信號干擾離基站遠(yuǎn)的第離基站遠(yuǎn)的第K頻道的頻道的MS弱信弱信號；號；共信道干擾，即干擾分量落共信道干擾，即干擾分量落在被干擾接收機帶內(nèi)在被干擾接收機帶內(nèi)。 引起的原因：引起的原因：功率功率頻率頻率f1f2相鄰信道相鄰信道干擾區(qū)域干擾區(qū)域第第2 2章章 移動通信信道移動通信信道3920222022年年5 5月月2727日星期五日星期五2.3.2 移動通信中的干擾移動通信中的干擾由傳輸信道中的非線性電路產(chǎn)生的。它指兩個或多個信由傳輸信道中的非線性電路產(chǎn)生的。它指兩個或多個信號作用在通信設(shè)備的非線性器件上，產(chǎn)生同有用信號頻率號作用在通信設(shè)備的非線性器件上，產(chǎn)生同有用信號頻率相近的組合頻率，從而對通信系統(tǒng)構(gòu)成干擾的現(xiàn)象。相近的組合頻率，從而對通信系統(tǒng)構(gòu)成干擾的現(xiàn)象。互調(diào)干擾的類型：互調(diào)干擾的類型：3.3.互調(diào)干擾互調(diào)干擾發(fā)射機互調(diào)；發(fā)射機互調(diào)；接收機互調(diào)；接收機互調(diào)；外部效應(yīng)引起的互調(diào)。