移动通信第2章--无线移动信道课件

第第2章章 无无线移移动信道信道无线移动信道特性无线移动信道特性2.1无线环境下的噪声与干扰无线环境下的噪声与干扰2.2电磁波与无线电频谱电磁波与无线电频谱2.3第2章无线移动信道无线移动信道特性2.1无线环境下的噪声移动通信第2章-无线移动信道课件1、教学内容、教学内容无线环境下的噪声与干扰；无线环境下的噪声与干扰；电磁波与无线电频谱的基本概念；电磁波与无线电频谱的基本概念；无线电波传输环境介绍；无线电波传输环境介绍；无线电波传播基本机制；无线电波传播基本机制；阴影效应和多径效应；阴影效应和多径效应；移动信道传播损耗预测模型移动信道传播损耗预测模型。1、教学内容无线环境下的噪声与干扰；2、教学基本要求、教学基本要求熟悉无线移动信道特性及所需基本知识；熟悉无线移动信道特性及所需基本知识；掌握无线环境下的噪声与干扰；掌握无线环境下的噪声与干扰；掌握电磁波与无线电频谱的基本概念；掌握电磁波与无线电频谱的基本概念；了解无线电波传输环境；了解无线电波传输环境；2、教学基本要求熟悉无线移动信道特性及所需基本知识；了解无线电波传播基本机制，直射、反射、了解无线电波传播基本机制，直射、反射、折射、绕射的基本原理；折射、绕射的基本原理；掌握阴影效应和多径效应；掌握阴影效应和多径效应；掌握多普勒效应、多径信道描述方法、多径掌握多普勒效应、多径信道描述方法、多径接收信号的特点；接收信号的特点；了解移动信道传播损耗预测模型。了解移动信道传播损耗预测模型。了解无线电波传播基本机制，直射、反射、3、重点、难点、重点、难点掌握无线环境下的噪声与干扰；掌握无线环境下的噪声与干扰；掌握阴影效应和多径效应；掌握阴影效应和多径效应；掌握多普勒效应、多径信道描述方法、多掌握多普勒效应、多径信道描述方法、多径接收信号的特点径接收信号的特点。3、重点、难点掌握无线环境下的噪声与干扰；2.1 无无线移移动信道特性信道特性2.1.1无线移动信道对无线电信无线移动信道对无线电信号的影响号的影响移动通信系统的性能主要取决于信移动通信系统的性能主要取决于信号通过无线移动信道的能力。号通过无线移动信道的能力。通常将信道分为恒参信道和变参信通常将信道分为恒参信道和变参信道。道。2.1无线移动信道特性2.1.1无线移动信道对无线电恒参信道的传输特性的变化量极微小恒参信道的传输特性的变化量极微小且变化速度极慢。且变化速度极慢。变参信道的传输特性随时间的变化较变参信道的传输特性随时间的变化较快。快。无线移动信道属于典型的变参信道。无线移动信道属于典型的变参信道。恒参信道的传输特性的变化量极微小且变化速度极慢。无线移动信道分类无线移动信道分类如下。如下。按引起衰减的类型分类，主要分为按引起衰减的类型分类，主要分为3种类型：种类型：自由空间传播损耗自由空间传播损耗阴影衰落阴影衰落多径衰落多径衰落无线移动信道分类如下。按照传统的传输模型分类：按照传统的传输模型分类：大尺度衰落模型大尺度衰落模型小尺度衰落模型小尺度衰落模型按照传统的传输模型分类：1无线移动信道的损耗无线移动信道的损耗（1）自由空间传播损耗与弥散。）自由空间传播损耗与弥散。（2）阴影衰落。）阴影衰落。（3）多径衰落。）多径衰落。移动信道的主要特征是多径衰落。移动信道的主要特征是多径衰落。1无线移动信道的损耗（1）自由空间传播损耗与弥散。图图2-1给出了典型的实测接收信号场给出了典型的实测接收信号场强变化图。强变化图。图2-1给出了典型的实测接收信号场强变化图。图图2-1 接收信号场强变化图接收信号场强变化图图2-1接收信号场强变化图2小尺度衰落和大尺度衰落小尺度衰落和大尺度衰落（1）小尺度衰落：在数十倍波长的范围）小尺度衰落：在数十倍波长的范围内，通常几个波长或短时间（微秒级）内，通常几个波长或短时间（微秒级）内，接收信号场强的瞬时值呈现快速变内，接收信号场强的瞬时值呈现快速变化的特征，这是由多径衰落引起的，又化的特征，这是由多径衰落引起的，又称为快衰落。有些文献称这种衰落为。称为快衰落。有些文献称这种衰落为。在数十倍波长范围内对信号求平均，可在数十倍波长范围内对信号求平均，可得到短区间中心值。得到短区间中心值。2小尺度衰落和大尺度衰落（1）小尺度衰落：在数十倍波长的基于多径时延扩展，将小尺度衰落基于多径时延扩展，将小尺度衰落分为平坦衰落和频率选择性衰落。分为平坦衰落和频率选择性衰落。基于多普勒扩展，小尺度衰落也被基于多普勒扩展，小尺度衰落也被分为快衰落和慢衰落。分为快衰落和慢衰落。基于多径时延扩展，将小尺度衰落分为平坦衰落和频率选择（2）大尺度衰落包括：）大尺度衰落包括：在数百倍波长的区间内，通常几百米在数百倍波长的区间内，通常几百米或几千米范围内，信号的短区间中心值或几千米范围内，信号的短区间中心值也出现缓慢变动的特征，这就是阴影衰也出现缓慢变动的特征，这就是阴影衰落。在较大区间内对短区间中心值求平落。在较大区间内对短区间中心值求平均，可得长区间中心值。均，可得长区间中心值。（2）大尺度衰落包括：长区间中心值随距离基站的位置变化长区间中心值随距离基站的位置变化而变化，距离越远，衰减越大，也称为而变化，距离越远，衰减越大，也称为传输损耗。传输损耗。长区间中心值随距离基站的位置变化而变化，距离越远，衰减越2.1.2与无线移动信道相关的基本概念与无线移动信道相关的基本概念1信号强度的表示方法信号强度的表示方法（1）dBW和和dBmdBW和和dBm都是表征功率绝对值的都是表征功率绝对值的值，也可以认为以值，也可以认为以1W和和1mW功率为基准功率为基准的一个比值。的一个比值。2.1.2与无线移动信道相关的基本概念1信号强度的表示计算公式为计算公式为P(dBm)10logP(mW)/(1mW)（2-1）P(dBW)10logP(W)/(1W)（2-2）计算公式为（2）分贝）分贝分贝（分贝（dB）定义为两个参数（如功）定义为两个参数（如功率、电压、电流）之比的对数单位，用率、电压、电流）之比的对数单位，用来表征两个物理量的相对大小关系。来表征两个物理量的相对大小关系。（2）分贝分贝（dB）定义为两个参数（如功率、电压、（3）dBmV和和dB VdBmV和和dB V都是表征电压绝对值都是表征电压绝对值的值，也可以认为以的值，也可以认为以1mV和和1 V电压为电压为基准的一个比值。基准的一个比值。（3）dBmV和dBVdBmV和dBV都是表征电压计算公式为计算公式为U（dBmV）20logU（mV）/（1mV）（2-3）U（dB V）20logU（V）/（1 V）（2-4）计算公式为（4）负载）负载R两端电压与电阻上的功率两端电压与电阻上的功率P的换算关系的换算关系假定电压单位为假定电压单位为dB V，功率单位为，功率单位为dBm，负载，负载R两端电压与电阻上的功率两端电压与电阻上的功率P的换算关系为的换算关系为P=U2/R。P(mW)10 3=U(V)1012/R（4）负载R两端电压与电阻上的功率P的换算关系两边取对数得两边取对数得P(dBm)=U(dB V)90 10lgR（2-5）在在PHS系统中，其天馈阻抗为系统中，其天馈阻抗为50，P(dBm)=U(dB V)107。两边取对数得2天线增益的表示方法天线增益的表示方法天线增益是指在输入功率相等的条天线增益是指在输入功率相等的条件下，实际天线与无方向性理想点源天件下，实际天线与无方向性理想点源天线在空间同一点处所产生的信号功率密线在空间同一点处所产生的信号功率密度之比。度之比。2天线增益的表示方法天线增益是指在输入功率相等的条也可以定义为：使接收点场强相同时，也可以定义为：使接收点场强相同时，无方向性的理想点源天线所需的输入功率与无方向性的理想点源天线所需的输入功率与被测天线所需的输入功率之比。被测天线所需的输入功率之比。也可以定义为：使接收点场强相同时，无方向性的理想点参考基准为全方向性天线时得到的参考基准为全方向性天线时得到的增益系数为增益系数为Gi。参考基准为偶极子时得到的增益系参考基准为偶极子时得到的增益系数为数为Gd，用分贝表示为，用分贝表示为dBi和和dBd。参考基准为全方向性天线时得到的增益系数为Gi。dBi和和dBd是表示天线增益的值（功率是表示天线增益的值（功率增益），两者都是一个相对值。增益），两者都是一个相对值。通常用于表示同一个天线增益时，用通常用于表示同一个天线增益时，用dBi表示出来的数值比用表示出来的数值比用dBd表示出来的数表示出来的数值要大值要大2.15dB，即，即0dBd=2.15dBi。dBi和dBd是表示天线增益的值（功率增益），两者都3等效全向辐射功率等效全向辐射功率等效全向辐射功率（等效全向辐射功率（EIRP）定义为）定义为供给天线的功率和在给定的方向上相对供给天线的功率和在给定的方向上相对于无方向天线的增益的乘积，表示发射于无方向天线的增益的乘积，表示发射机获得的在最大天线增益方向上的最大机获得的在最大天线增益方向上的最大发射功率。发射功率。3等效全向辐射功率等效全向辐射功率（EIRP）定义设发射机功率为设发射机功率为PT，馈线损耗为馈线损耗为LT，天线增益为天线增益为GT，天线发出的等效全向辐射功率（天线发出的等效全向辐射功率（EIRP）为）为（2-6）设发射机功率为PT，若发射机功率（若发射机功率（PT）用）用dBW表示，表示，馈线损耗（馈线损耗（LT）和天线增益（）和天线增益（GT）用）用dB表示，则有表示，则有（2-7）若发射机功率（PT）用dBW表示，馈线损耗（LT）若发射机功率（若发射机功率（PT）用）用dBm表示，馈线表示，馈线损耗（损耗（LT）和天线增益（）和天线增益（GT）用）用dB表示，则表示，则有有（2-8）若发射机功率（PT）用dBm表示，馈线损耗（LT）4灵敏度灵敏度灵敏度是衡量物理仪器的一个标志。灵敏度是衡量物理仪器的一个标志。GSM接收机的灵敏度要求接收到的信接收机的灵敏度要求接收到的信号为号为 102dBm时，误码率（时，误码率（BER）要小于）要小于等于等于2.44%。4灵敏度灵敏度是衡量物理仪器的一个标志。CDMA2000接收机的灵敏度要求接收接收机的灵敏度要求接收到的信号为到的信号为 104dBm时，误帧率（时，误帧率（FER）要）要小于等于小于等于0.5%。CDMA2000接收机的灵敏度要求接收到的信号为2.2 无无线环境下的噪声与干境下的噪声与干扰在无线通信中，承载信息的传输手在无线通信中，承载信息的传输手段为电磁波信号，电磁波信号在传输过段为电磁波信号，电磁波信号在传输过程中不可避免地要受到噪声或干扰的破程中不可避免地要受到噪声或干扰的破坏。坏。2.2无线环境下的噪声与干扰在无线通信中，承载信噪声是指与信号无关的一些破坏性噪声是指与信号无关的一些破坏性因素。因素。干扰（干扰（Interference）则是指与信号）则是指与信号有关的一些破坏性因素。有关的一些破坏性因素。噪声是指与信号无关的一些破坏性因素。2.1.1噪声噪声噪声：分为内部噪声和外部噪声。噪声：分为内部噪声和外部噪声。内部噪声主要是指系统设备自身间内部噪声主要是指系统设备自身间产生的各种噪声。产生的各种噪声。2.1.1噪声噪声：分为内部噪声和外部噪声。外部噪声包括自然噪声和人为噪声。外部噪声包括自然噪声和人为噪声。外部噪声对通信质量影响较大。外部噪声对通信质量影响较大。美国国际电话电报公司发布的各种噪美国国际电话电报公司发布的各种噪声的功率与频率的关系如图声的功率与频率的关系如图2-2所示。所示。外部噪声包括自然噪声和人为噪声。图图2-2 各种噪声的功率与频率的关系各种噪声的功率与频率的关系图2-2各种噪声的功率与频率的关系图图2-2中给出中给出6种噪声的功率与频率的种噪声的功率与频率的关系，除典型的接收机内部噪声外，其余关系，除典型的接收机内部噪声外，其余5种均为外部噪声。种均为外部噪声。图2-2中给出6种噪声的功率与频率的关系，除典型的当工作频率在当工作频率在100MHz以上时，大气以上时，大气噪声和宇宙噪声都比接收机内部噪声小，噪声和宇宙噪声都比接收机内部噪声小，可忽略不计。可忽略不计。当工作频率在100MHz以上时，大气噪声和宇宙噪声在在301000MHz频段，人为噪声较频段，人为噪声较大，尤其是城市噪声影响较大，在移动大，尤其是城市噪声影响较大，在移动通信系统设计时不能忽略。通信系统设计时不能忽略。在301000MHz频段，人为噪声较大，尤其是城2.1.2干扰干扰移动通信系统中的干扰是指终端自移动通信系统中的干扰是指终端自身产生的干扰、终端间和终端与基站间身产生的干扰、终端间和终端与基站间的相互干扰。的相互干扰。一般包括同频干扰、邻频干扰、互一般包括同频干扰、邻频干扰、互调干扰、阻塞干扰和带外干扰等。调干扰、阻塞干扰和带外干扰等。2.1.2干扰移动通信系统中的干扰是指终端自身产1同频干扰同频干扰由相同频率的无用信号对同频有用由相同频率的无用信号对同频有用信号接收机造成的干扰称为同频干扰，信号接收机造成的干扰称为同频干扰，也称为共道干扰。也称为共道干扰。1同频干扰由相同频率的无用信号对同频有用信号接收机2邻频干扰邻频干扰邻频干扰是指相邻的或邻近的频率之邻频干扰是指相邻的或邻近的频率之间的干扰，是由于接收滤波器不理想，导间的干扰，是由于接收滤波器不理想，导致邻频信号落入接收机通带内所造成的干致邻频信号落入接收机通带内所造成的干扰。扰。2邻频干扰邻频干扰是指相邻的或邻近的频率之间的干扰下面介绍引起邻频干扰的简单原理，下面介绍引起邻频干扰的简单原理，假设单音调频波为假设单音调频波为（2-9）下面介绍引起邻频干扰的简单原理，假设单音调频波为将式（将式（2-9）按级数展开合并运算后）按级数展开合并运算后可写为可写为（2-10）将式（2-9）按级数展开合并运算后可写为（2-10式中，式中，是是n和和 的函数，称为的函数，称为 的第一类的第一类n阶贝塞尔函数，其值可查表或阶贝塞尔函数，其值可查表或查曲线得到。查曲线得到。式中，是n和的函数，称为的由式（由式（2-10）可见，调频波具有无）可见，调频波具有无限多对边频分量，用频谱表示出来，如限多对边频分量，用频谱表示出来，如图图2-3所示。所示。由式（2-10）可见，调频波具有无限多对边频分量，图图2-3 调频波频谱调频波频谱图2-3调频波频谱调频波的频带宽度为无限大，但当调频波的频带宽度为无限大，但当n4后，幅度将越来越小。后，幅度将越来越小。边频分量落入邻道接收机的通带内边频分量落入邻道接收机的通带内将造成干扰。将造成干扰。调频波的频带宽度为无限大，但当n4后，幅度将越来越3互调干扰互调干扰互调干扰是指两个或多个不同频率互调干扰是指两个或多个不同频率信号作用在通信设备的非线性器件上，信号作用在通信设备的非线性器件上，产生同有用信号频率相近的组合频率，产生同有用信号频率相近的组合频率，如果新频率正好落在接收机共用信道带如果新频率正好落在接收机共用信道带宽内，则形成对该接收机的干扰，称为宽内，则形成对该接收机的干扰，称为互调干扰。互调干扰。3互调干扰互调干扰是指两个或多个不同频率信号作用在互调干扰主要有互调干扰主要有3种类型。种类型。（1）发射机互调干扰。）发射机互调干扰。（2）接收机互调干扰。）接收机互调干扰。（3）外部效应引起的互调。）外部效应引起的互调。互调干扰主要有3种类型。接收机中产生互调干扰的基本原理接收机中产生互调干扰的基本原理如下。如下。假定输入回路选择性较差，同时有假定输入回路选择性较差，同时有频率为频率为 A、B、C的干扰信号进入接收的干扰信号进入接收机，而我们需要的信号频率为机，而我们需要的信号频率为 0。一般非线性器件的输出电流一般非线性器件的输出电流ic与输入与输入电压电压u的关系式可用幂级数表示如下：的关系式可用幂级数表示如下：（2-11）接收机中产生互调干扰的基本原理如下。式中，式中，a0，a1，a2，an为非线性为非线性器件的特性参数，通常器件的特性参数，通常n值越大，系数越值越大，系数越小。小。式中，a0，a1，a2，an为非线性器件的特性将输入信号将输入信号代入式（代入式（2-11），取），取n=3，展开并观察所含的，展开并观察所含的频率成分，可发现产生的谐波及组合频率如频率成分，可发现产生的谐波及组合频率如下：下：将输入信号（2-12）（2-12）当产生的组合频率与接收信号频率当产生的组合频率与接收信号频率 0接近时，将形成对有用信号的干扰，接近时，将形成对有用信号的干扰，也称为三阶互调干扰，如式（也称为三阶互调干扰，如式（2-12）所示）所示，包括二信号三阶互调和三信号三阶互，包括二信号三阶互调和三信号三阶互调。调。当产生的组合频率与接收信号频率0接近时，将形成对有利用计算机搜索得到具有最小频道数利用计算机搜索得到具有最小频道数的无三阶互调的频道组，如表的无三阶互调的频道组，如表2-1所示。所示。利用计算机搜索得到具有最小频道数的无三阶互调的频道需要需要频道数道数最小占用最小占用频道数道数无三无三阶互互调的的频道道组频段利用率段利用率341,2,4;1,3,475%471,2,5,7;1,3,6,757%5121,2,5,10,12;1,3,8,11,1242%6181,2,5,11,13,18;1,2,9,13,15,18;1,2,5,11,16,18;1,2,9,12,14,1833%7261,2,8,12,21,24,26;1,3,4,11,17,22,26;1,2,5,11,19,24,26;1,3,8,14,22,23,26;1,2,12,17,20,24,26;1,4,5,13,19,24,26;1,5,10,16,23,24,2627%8351,2,5,10,16,23,33,5523%9451,2,6,13,26,28,36,42,4520%10561,2,7,11,24,27,35,42,54,5618%表表2-1无三阶互调频道无三阶互调频道需要频道数最小占用频道数无三阶互调的频道组频段利用率341,4其他干扰其他干扰（1）阻塞干扰。）阻塞干扰。（2）时隙干扰和码间干扰。）时隙干扰和码间干扰。4其他干扰（1）阻塞干扰。2.3 电磁波与无磁波与无线电频谱1电磁波的基本概念电磁波的基本概念在空间或媒质中以波动形式传播的在空间或媒质中以波动形式传播的交变电磁场，就称为电磁波。交变电磁场，就称为电磁波。2.3电磁波与无线电频谱1电磁波的基本概念电磁波频率是电磁波在单位时间内重电磁波频率是电磁波在单位时间内重复变化的次数，一般用复变化的次数，一般用f表示，单位为表示，单位为Hz（赫）。（赫）。常用单位：常用单位：kHz（千赫）、（千赫）、MHz（兆（兆赫）和赫）和GHz（吉赫）。（吉赫）。电磁波频率是电磁波在单位时间内重复变化的次数，一般用波长是电磁波在单个周期内传播的波长是电磁波在单个周期内传播的距离，一般用距离，一般用 表示，单位是表示，单位是m（米），（米），常用的单位还有常用的单位还有cm（厘米）、（厘米）、mm（毫（毫米）、米）、nm（纳米）。（纳米）。波长是电磁波在单个周期内传播的距离，一般用表示，单电磁波的传播速度是电磁波在单位电磁波的传播速度是电磁波在单位时间内传播的距离，一般用时间内传播的距离，一般用v表示，单位表示，单位是是m/s（米（米/秒）。秒）。电磁波的传播速度是电磁波在单位时间内传播的距离，一电磁波在自由空间中的传播速度是电磁波在自由空间中的传播速度是恒定的，其传播速度为恒定的，其传播速度为c=3108m/s，即，即每秒每秒30万千米。万千米。电磁波在自由空间中的传播速度是恒定的，其传播速度为电磁波的频率、波长与速度的关系电磁波的频率、波长与速度的关系如下：如下：f=c/（2-13）电磁波的频率、波长与速度的关系如下：2电磁波频率的划分电磁波频率的划分中华人民共和国无线电频率划分规定中华人民共和国无线电频率划分规定把把3000GHz以下的电磁频谱（无线电波）按以下的电磁频谱（无线电波）按十倍方式划分为十倍方式划分为14个频带，其频带序号、频个频带，其频带序号、频带名称、频率范围以及波段名称、波长范围带名称、频率范围以及波段名称、波长范围如表如表2-2所示。所示。2电磁波频率的划分中华人民共和国无线电频率划分规定目前陆地移动通信系统的频段范围目前陆地移动通信系统的频段范围主要在主要在UHF频段。频段。目前陆地移动通信系统的频段范围主要在UHF频段。序号序号频带名名称称频率率范范围波波段段名名称称波波长范范围1至低至低频（TLF）0.0303Hz至至长波或千兆米波波或千兆米波100001000Mm0至低至低频（TLF）0.33Hz至至长波或百兆米波波或百兆米波1000100Mm1极低极低频（ELF）330Hz极极长波波10010Mm2超低超低频（SLF）30300Hz超超长波波101Mm3特低特低频（ULF）3003000Hz特特长波波1000100km4甚低甚低频（VLF）330kHz甚甚长波波10010km5低低频（LF）30300kHz长波波101km6中中频（MF）3003000kHz中波中波1000100m7高高频（HF）330MHz短波短波10010m8甚高甚高频（VHF）30300MHz米波（超短波）米波（超短波）101m9特高特高频（UHF）3003000MHz微波微波分米波分米波101cm10超高超高频（SHF）330GHz厘米波厘米波101dm11极高极高频（EHF）30300GHz毫米波毫米波101mm12至高至高频（THF）3003000GHz丝米波或米波或亚毫米波毫米波10.1mm表表2-2无线电波的频段划分与命名无线电波的频段划分与命名序号频带名称频率范围波段名称波长范围3电磁波频谱特性电磁波频谱特性（1）频谱资源的有限性）频谱资源的有限性（2）频谱资源的非消耗性）频谱资源的非消耗性（3）频谱资源的三维性）频谱资源的三维性（4）频谱资源的易受污染性）频谱资源的易受污染性（5）频谱资源的共享性）频谱资源的共享性3电磁波频谱特性（1）频谱资源的有限性2.4 无无线电波波传输环境境1大气层的分层特性大气层的分层特性包围地球的大气层通常被分为包围地球的大气层通常被分为4个层次：个层次：对流层、同温层（平流层）、电离层和磁球对流层、同温层（平流层）、电离层和磁球层，如图层，如图2-4所示。所示。2.4无线电波传输环境1大气层的分层特性图图2-4 大气层的分层大气层的分层图2-4大气层的分层电离层以上的大气就是磁球层。电离层以上的大气就是磁球层。陆地移动通信系统中基本不涉及电陆地移动通信系统中基本不涉及电离层与磁球层的电波传播问题。离层与磁球层的电波传播问题。电离层以上的大气就是磁球层。（1）对流层。）对流层。（2）同温层（平流层）。）同温层（平流层）。（3）电离层。）电离层。（1）对流层。2地球表面及其覆盖物地球表面及其覆盖物地球表面（即地面）及其覆盖物是地球表面（即地面）及其覆盖物是影响无线电波传播的重要因素之一。影响无线电波传播的重要因素之一。在无线电通信中，地形和地物对无在无线电通信中，地形和地物对无线电波的阻挡也是经常需要考虑的重要线电波的阻挡也是经常需要考虑的重要问题。问题。2地球表面及其覆盖物地球表面（即地面）及其覆盖物是对于卫星通信的地空传播电路，虽然对于卫星通信的地空传播电路，虽然地面地物的影响是不可避免的，但是，与地面地物的影响是不可避免的，但是，与地面通信相比较，卫星通信受地面覆盖物地面通信相比较，卫星通信受地面覆盖物的影响是比较小的。的影响是比较小的。对于卫星通信的地空传播电路，虽然地面地物的影响是不可3地面一般特性地面一般特性（1）地面类型的划分）地面类型的划分地面类型一般被分为陆地和水面两地面类型一般被分为陆地和水面两种类型。种类型。3地面一般特性（1）地面类型的划分水面主要包括湖泊和海洋。水面主要包括湖泊和海洋。陆地地形的划分分可分成陆地地形的划分分可分成9类，如表类，如表2-3所示。所示。水面主要包括湖泊和海洋。序序号号地地形形类型型 h（m）1水面及非常平坦地形水面及非常平坦地形052平坦地面平坦地面5103准平坦地面准平坦地面10204准丘陵地形准丘陵地形20405丘陵地形丘陵地形40806准山区地形准山区地形801507山区地形山区地形1503008陡峭地区地形陡峭地区地形3007009特特别陡峭山区地形陡峭山区地形700表表2-3陆地地形分类陆地地形分类序号地形类型h（m）1水面及非常平坦地形0（2）陆地环境和地貌分类）陆地环境和地貌分类市区市区郊区郊区乡村公路乡村公路开阔区开阔区林区林区（2）陆地环境和地貌分类市区2.5 无无线电波波传播机制播机制2.5.1直射直射通常直射波传播按理想的传播条件通常直射波传播按理想的传播条件来进行分析，即假定天线周围为无限大来进行分析，即假定天线周围为无限大真空区，也称为自由空间。真空区，也称为自由空间。2.5无线电波传播机制2.5.1直射1自由空间特点自由空间特点（1）拥有均匀无损耗的无限大空间。）拥有均匀无损耗的无限大空间。（2）各向同性的均匀介质。）各向同性的均匀介质。（3）相对介电常数和相对磁导率恒为）相对介电常数和相对磁导率恒为1，即介电常数即介电常数和磁导率和磁导率分别等于真空分别等于真空的介电常数的介电常数和真空的磁导率和真空的磁导率。1自由空间特点（1）拥有均匀无损耗的无限大空间。2自由空间传播损耗自由空间传播损耗假设在自由空间中有一个无方向性假设在自由空间中有一个无方向性点源天线作为发射天线，其发射功率为点源天线作为发射天线，其发射功率为Pt。由于无损耗，点源天线的发射功率由于无损耗，点源天线的发射功率均匀分布在以点源天线为球心、半径为均匀分布在以点源天线为球心、半径为d的球面上。的球面上。2自由空间传播损耗假设在自由空间中有一个无方向性点这里这里d为接收天线与发射天线的距离。为接收天线与发射天线的距离。设该球面上电波的功率密度为设该球面上电波的功率密度为S，发射，发射天线的增益为天线的增益为Gt，则有，则有（2-14）这里d为接收天线与发射天线的距离。在球面处的接收天线接收到的功率在球面处的接收天线接收到的功率为为Pr=SAr（2-15）在球面处的接收天线接收到的功率为式中，式中，Ar是接收天线的有效接收面是接收天线的有效接收面积，即投射到积，即投射到Ar上的电磁波功率全部被上的电磁波功率全部被接收机负载所吸收。接收机负载所吸收。式中，Ar是接收天线的有效接收面积，即投射到Ar上可以推出各向同性天线的有效面积为可以推出各向同性天线的有效面积为，进而得到无方向性接收天线的有效接收面积为进而得到无方向性接收天线的有效接收面积为（2-16）式中，式中，Gr是接收天线增益，是接收天线增益，是波长。是波长。可以推出各向同性天线的有效面积为，进而得由式（由式（2-14）、式（）、式（2-15）和式（）和式（2-16），可得接收功率为），可得接收功率为（2-17）由式（2-14）、式（2-15）和式（2-16），可传输损耗（传输损耗（Lf）或称系统损耗定义为）或称系统损耗定义为发送功率发送功率Pt与接收功率与接收功率Pr之比。之比。由式（由式（2-17）可得出传输损耗的表达）可得出传输损耗的表达式为式为（2-18）传输损耗（Lf）或称系统损耗定义为发送功率Pt与接收如果用如果用dB表示，式（表示，式（2-18）可表示）可表示为为（2-19）式中，距离式中，距离d以以km为单位，频率为单位，频率f以以MHz为单位。为单位。如果用dB表示，式（2-18）可表示为接收功率可表示为接收功率可表示为接收功率可表示为如果发射和接收天线增益（如果发射和接收天线增益（Gt和和Gr）定义为单位增益，定义为单位增益，Lf定义为自由空间路径定义为自由空间路径损耗，也称为自由空间基本传输损耗，表损耗，也称为自由空间基本传输损耗，表示自由空间中两个理想点源天线之间的传示自由空间中两个理想点源天线之间的传输损耗。输损耗。如果发射和接收天线增益（Gt和Gr）定义为单位增益，本书后面如果没有特别说明，均假本书后面如果没有特别说明，均假定发射和接收天线增益（定发射和接收天线增益（Gt和和Gr）为单）为单位增益。位增益。本书后面如果没有特别说明，均假定发射和接收天线增益（2.5.2反射反射当电磁波遇到比其波长大得多的物当电磁波遇到比其波长大得多的物体时就会发生反射。体时就会发生反射。2.5.2反射当电磁波遇到比其波长大得多的物体时1平滑表面的反射平滑表面的反射假定反射表面是平滑的，即所谓理想介假定反射表面是平滑的，即所谓理想介质表面。质表面。如果电磁波传输到理想介质表面，则能如果电磁波传输到理想介质表面，则能量都将反射回来，如图量都将反射回来，如图2-5所示。所示。典型介电常数和电导率如表典型介电常数和电导率如表2-4所示。所示。1平滑表面的反射假定反射表面是平滑的，即所谓理想介介介质介介电常数（常数（F/m）电导率（率（S/m）铜15.8107海水海水804淡水淡水800.001郊区地面郊区地面140.01市区地面市区地面30.0001地面（平均）地面（平均）150.005表表2-4典型介电常数和电导率关系表典型介电常数和电导率关系表介质介电常数（F/m）电导率（S/m）铜15.82两径传播模型两径传播模型实际移动传播环境是十分复杂的，实际移动传播环境是十分复杂的，在简化条件下，地面电波两径传播模型在简化条件下，地面电波两径传播模型如图如图2-6所示。所示。2两径传播模型实际移动传播环境是十分复杂的，在简2.5.3折射折射1折射的基本概念折射的基本概念当电磁波从一种介质射入另一种介当电磁波从一种介质射入另一种介质时，传播方向会发生变化，这就是折质时，传播方向会发生变化，这就是折射现象，如图射现象，如图2-7所示。所示。2.5.3折射1折射的基本概念图中图中1是入射波与法线间的夹角，是入射波与法线间的夹角，称为入射角；称为入射角；2是折射波与法线间的夹是折射波与法线间的夹角，称为折射角。角，称为折射角。图中1是入射波与法线间的夹角，称为入射角；2是2大气折射大气折射大气折射对电波传播的影响，在工大气折射对电波传播的影响，在工程上通常用程上通常用“地球等效半径地球等效半径”来表征，来表征，即认为电波依然按直线方向行进，只是即认为电波依然按直线方向行进，只是地球的实际半径地球的实际半径R0（6.37106m）变成了）变成了等效半径等效半径Re，Re与与R0之间的关系为之间的关系为（2-27）2大气折射大气折射对电波传播的影响，在工程上通常用式中，式中，k称作地球等效半径系数，称作地球等效半径系数，dn/dh表示大气折射率的垂直梯度。表示大气折射率的垂直梯度。当一束电波通过折射率随高度变化的大当一束电波通过折射率随高度变化的大气层时，由于不同高度上的电波传播速度不气层时，由于不同高度上的电波传播速度不同，从而使电波束发生弯曲，弯曲的方向和同，从而使电波束发生弯曲，弯曲的方向和程度取决于程度取决于dn/dh。式中，k称作地球等效半径系数，dn/dh表示大气折射3视线传播极限距离视线传播极限距离视线传播的极限距离可按图视线传播的极限距离可按图2-28进进行分析。行分析。3视线传播极限距离视线传播的极限距离可按图2-22.5.4绕射绕射在实际的移动通信环境中，发射与在实际的移动通信环境中，发射与接收之间的传播路径上存在山丘、建筑接收之间的传播路径上存在山丘、建筑物、树木等各种障碍物，无线电波被尖物、树木等各种障碍物，无线电波被尖利的边缘阻挡时会发生绕射，其所引起利的边缘阻挡时会发生绕射，其所引起的电波传播损耗称为绕射损耗。的电波传播损耗称为绕射损耗。2.5.4绕射在实际的移动通信环境中，发射与接收1菲涅尔区的概念菲涅尔区的概念绕射现象可由惠更斯绕射现象可由惠更斯-菲涅尔原理来菲涅尔原理来解释，即波在传播过程中，行进中的波解释，即波在传播过程中，行进中的波前（面）上的每一点，都可作为产生次前（面）上的每一点，都可作为产生次级波的点源，这些次级波组合起来形成级波的点源，这些次级波组合起来形成传播方向上新的波前（面）。传播方向上新的波前（面）。1菲涅尔区的概念绕射现象可由惠更斯-菲涅尔原理来绕射由次级波的传播进入阴影区而绕射由次级波的传播进入阴影区而形成。形成。阴影区绕射波场强为围绕阻挡物所阴影区绕射波场强为围绕阻挡物所有次级波的矢量和，如图有次级波的矢量和，如图2-9所示。所示。引出菲涅耳区的概念，如图引出菲涅耳区的概念，如图2-10所所示。示。绕射由次级波的传播进入阴影区而形成。图图2-10 菲涅尔区无线路径的横截面菲涅尔区无线路径的横截面图2-10菲涅尔区无线路径的横截面菲涅尔区表示当障碍物阻挡了传输菲涅尔区表示当障碍物阻挡了传输路径时，从发射点到接收点次级波路径路径时，从发射点到接收点次级波路径长度与直接路径长度差为长度与直接路径长度差为n/2的连续区的连续区域，也即相同相位特性的环形带构成的域，也即相同相位特性的环形带构成的空间区域，即指所有满足半波长的点构空间区域，即指所有满足半波长的点构成的一族椭球。成的一族椭球。菲涅尔区表示当障碍物阻挡了传输路径时，从发射点到接收经过推导可得出经过推导可得出n阶菲涅尔区同心的半阶菲涅尔区同心的半径为径为（2-34）当当n=1时，就得到第一菲涅尔区半径。时，就得到第一菲涅尔区半径。经过推导可得出n阶菲涅尔区同心的半径为2刃形绕射模型刃形绕射模型当障碍物是单个物体，且障碍物的当障碍物是单个物体，且障碍物的宽度与其高度相比很小，称为刃形障碍宽度与其高度相比很小，称为刃形障碍物。物。刃形障碍物对电波传播影响示意图刃形障碍物对电波传播影响示意图如图如图2-11所示。所示。2刃形绕射模型当障碍物是单个物体，且障碍物的宽度与图图2-11 菲涅尔余隙的定义菲涅尔余隙的定义图2-11菲涅尔余隙的定义图图2-11中，中，x表示障碍物顶点表示障碍物顶点P至直射线至直射线TR的距离，称为菲涅尔余隙。的距离，称为菲涅尔余隙。规定阻挡时余隙为负，如图规定阻挡时余隙为负，如图2-11（a）所）所示；无阻挡时余隙为正，如图示；无阻挡时余隙为正，如图2-11（b）所示。）所示。图2-11中，x表示障碍物顶点P至直射线图图2-12 绕射损耗与余隙关系绕射损耗与余隙关系图2-12绕射损耗与余隙关系由图由图2-12可见，当可见，当x 时，附加时，附加损耗约为损耗约为0dB，此时障碍物对直射波传，此时障碍物对直射波传播基本上没有影响；当播基本上没有影响；当x=0，即，即TR直射直射线从障碍物顶点擦过时，附加损耗约为线从障碍物顶点擦过时，附加损耗约为6dB；当；当x0时，即直射线低于障碍物时，即直射线低于障碍物顶点时，损耗将急剧增加。顶点时，损耗将急剧增加。2.5.5散射散射由图2-12可见，当x时，附加损耗2.6 阴影效阴影效应概念概念电波传播遇到建筑物等阻挡，形成电波传播遇到建筑物等阻挡，形成电波阴影区，阴影区的电场强度减弱的电波阴影区，阴影区的电场强度减弱的现象称为阴影效应。现象称为阴影效应。2.6阴影效应概念电波传播遇到建筑物等阻挡，形成接收天线处场强中值的变化引起的接收天线处场强中值的变化引起的衰落，称为阴影衰落。衰落，称为阴影衰落。由于这种衰落的变化速率较慢，又由于这种衰落的变化速率较慢，又称为慢衰落。称为慢衰落。接收天线处场强中值的变化引起的衰落，称为阴影衰落。慢衰落速率主要决定于传播环境，即慢衰落速率主要决定于传播环境，即移动台周围地形，包括山丘起伏、建筑物移动台周围地形，包括山丘起伏、建筑物的分布与高度、街道走向、基站天线的位的分布与高度、街道走向、基站天线的位置与高度，以及移动台行进速度，而与频置与高度，以及移动台行进速度，而与频率无关。率无关。慢衰落速率主要决定于传播环境，即移动台周围地形，包括慢衰落的深度，即接收信号局部中慢衰落的深度，即接收信号局部中值电平变化的幅度取决于信号频率与周值电平变化的幅度取决于信号频率与周围环境。围环境。慢衰落的深度，即接收信号局部中值电平变化的幅度取决于2.7 多径效多径效应由于多径现象引起的干扰称为多径由于多径现象引起的干扰称为多径干扰或多径效应，产生的衰落称为多径干扰或多径效应，产生的衰落称为多径衰落。衰落。2.7多径效应由于多径现象引起的干扰称为多径干扰图图2-13 多径效应多径效应图2-13多径效应2.7.1多普勒效应多普勒效应由于移动台的高速移动而产生的传由于移动台的高速移动而产生的传播信号频率的扩散，称为多普勒效应，播信号频率的扩散，称为多普勒效应，如图如图2-14所示。所示。2.7.1多普勒效应由于移动台的高速移动而产生的多普勒频移表征了时变信道影响信多普勒频移表征了时变信道影响信号衰落的衰落节拍，信道随节拍在时域号衰落的衰落节拍，信道随节拍在时域上对信号有不同的选择性，会引起时间上对信号有不同的选择性，会引起时间选择性衰落，对数字信号的误码性能有选择性衰落，对数字信号的误码性能有明显的影响。明显的影响。多普勒频移表征了时变信道影响信号衰落的衰落节拍，信道传播信号频率扩散程度与移动台的传播信号频率扩散程度与移动台的运动速度成正比，即多普勒频率运动速度成正比，即多普勒频率fd为为（2-36）传播信号频率扩散程度与移动台的运动速度成正比，即多普式中，式中，v是移动台的速度，是移动台的速度，是传播是传播信号的波长，信号的波长，是移动台前进方向与入射是移动台前进方向与入射波的夹角。波的夹角。式中，v是移动台的速度，是传播信号的波长，是移当移动台运动方向与入射波一致时，当移动台运动方向与入射波一致时，最大多普勒频移最大多普勒频移。多普勒频率多普勒频率fd也可以表示为也可以表示为（2-37）当移动台运动方向与入射波一致时，最大多普勒频移2.7.2多径信道描述多径信道描述1多径信道的冲激响应模型多径信道的冲激响应模型冲激响应是信道的一个重要特性，冲激响应是信道的一个重要特性，可用于比较不同通信系统的性能，移动可用于比较不同通信系统的性能，移动无线通信系统的多径信道与无线信道的无线通信系统的多径信道与无线信道的冲激响应直接相关。冲激响应直接相关。2.7.2多径信道描述1多径信道的冲激响应模型移动无线信道可建模为一个具有时移动无线信道可建模为一个具有时变冲激响应特性的线性滤波器，信号的变冲激响应特性的线性滤波器，信号的滤波特性以任一时刻到达的多径波为基滤波特性以任一时刻到达的多径波为基础，其幅度与时延之和影响信道滤波特础，其幅度与时延之和影响信道滤波特性。性。移动无线信道可建模为一个具有时变冲激响应特性的线性滤2多径信道的主要参数多径信道的主要参数（1）多径时延扩展与相关带宽）多径时延扩展与相关带宽时延扩展（多径时散）时延扩展（多径时散）假设基站发射一个窄脉冲信号假设基站发射一个窄脉冲信号Si（t）=a0(t)，经过多径信道后，移动台接，经过多径信道后，移动台接收信号呈现为一串脉冲，脉冲宽度被展宽收信号呈现为一串脉冲，脉冲宽度被展宽了，直观上将最大传输时延和最小传输时了，直观上将最大传输时延和最小传输时延的差值称为时延扩展，用延的差值称为时延扩展，用 表示。表示。2多径信道的主要参数（1）多径时延扩展与相关带宽如果发送的窄脉冲宽度为如果发送的窄脉冲宽度为T，则接，则接收信号宽度为收信号宽度为T+。这种因多径传播造成信号时间扩展这种因多径传播造成信号时间扩展的现象，称为时延扩展，也称为多径时的现象，称为时延扩展，也称为多径时散，如图散，如图2-15所示。所示。如果发送的窄脉冲宽度为T，则接图图2-15 时延扩展示意图时延扩展示意图图2-15时延扩展示意图严格意义上的时延扩展根据统计测严格意义上的时延扩展根据统计测试结果来进行估测。试结果来进行估测。图图2-16为室内环境下，移动通信中为室内环境下，移动通信中接收机接收到多径的时延信号强度和时接收机接收到多径的时延信号强度和时延的关系曲线。延的关系曲线。严格意义上的时延扩展根据统计测试结果来进行估测。图图2-16 多径时延信号强度多径时延信号强度图2-16多径时延信号强度图图2-16中，最大时延中，最大时延max是当强度下是当强度下降降X=30dB时测定的时延值。时测定的时延值。图2-16中，最大时延max是当强度下降X=30表表2-6给出工作频段为给出工作频段为450MHz时测时测得的多径时散参数典型值。得的多径时散参数典型值。时延大小主要取决于地物（如高大时延大小主要取决于地物（如高大建筑物）和地形影响。建筑物）和地形影响。一般情况下，市区的时延要比郊区一般情况下，市区的时延要比郊区大。大。表2-6给出工作频段为450MHz时测得的多径时散参参参数数市市区区郊郊区区平均平均时延延对应路径距离差路径距离差/m1.52.54507500.12.030600时延延扩展展/s1.03.00.22.0最大最大时延延 max/s5.0123.07.0表表2-6多径时散参数典型值多径时散参数典型值参数市区郊区平均时延1.52.5相关带宽相关带宽相关带宽（相关带宽（Bc）是由时延扩展得出）是由时延扩展得出的一个确定关系值，频率间隔很小的两的一个确定关系值，频率间隔很小的两个衰落信号存在不同的时延，两个衰落个衰落信号存在不同的时延，两个衰落信号的幅度可能有很强的相关性，这样信号的幅度可能有很强的相关性，这样的频率间隔称为相关带宽。的频率间隔称为相关带宽。相关带宽相关带宽（Bc）是由时延扩展得出的一个确若所传输的信号带宽较宽，以至与若所传输的信号带宽较宽，以至与相关带宽（相关带宽（Bc）可比拟时，则所传输的）可比拟时，则所传输的信号将产生明显的畸变，称为频率选择信号将产生明显的畸变，称为频率选择性衰落，即信道对不同频率成分有不同性衰落，即信道对不同频率成分有不同的响应。的响应。若所传输的信号带宽较宽，以至与相关带宽（Bc）可比拟假定多径只有两条路径，分析相关带宽假定多径只有两条路径，分析相关带宽的概念，图的概念，图2-17为双射线信道模型。为双射线信道模型。幅频特性如图幅频特性如图2-18所示。所示。假定多径只有两条路径，分析相关带宽的概念，图2-17图图2-18 双射线信道的幅频特性双射线信道的幅频特性图2-18双射线信道的幅频特性由图可见，其相邻两个谷点的相位由图可见，其相邻两个谷点的相位差为差为（2-44）由图可见，其相邻两个谷点的相位差为由式（由式（2-44）可见，两相邻场强为）可见，两相邻场强为最小值的频率间隔与相对多径时延差最小值的频率间隔与相对多径时延差(t)成反比，通常称成反比，通常称Bc为多径时散的相关带为多径时散的相关带宽。宽。由式（2-44）可见，两相邻场强为最小值的频率间隔多径时延扩展引起的衰落效应多径时延扩展引起的衰落效应多径效应引起的时延扩展，导致了多径效应引起的时延扩展，导致了发送信号产生平坦衰落或频率选择性衰发送信号产生平坦衰落或频率选择性衰落。落。平坦衰落平坦衰落频率选择性衰落频率选择性衰落多径时延扩展引起的衰落效应多径效应引起的时延扩展，（2）多普勒扩展和相干时间）多普勒扩展和相干时间多普勒扩展多普勒扩展图图2-19给出式（给出式（2-53）表示的多普勒）表示的多普勒效应引起的接收信号的功率谱，效应引起的接收信号的功率谱，fc为发送为发送信号的中心频率。信号的中心频率。（2）多普勒扩展和相干时间多普勒扩展图图2-19 多普勒效应扩展示意图多普勒效应扩展示意图图2-19多普勒效应扩展示意图相干时间相干时间相干时间（相干时间（Tc）定义为多普勒频展的）定义为多普勒频展的宽度（宽度（）的倒数。）的倒数。（2-54）相干时间相干时间（Tc）定义为多普勒频展的宽度多普勒扩展引起的衰落效应多普勒扩展引起的衰落效应根据发送的基带信号与信道变化快根据发送的基带信号与信道变化快慢程度，多普勒扩展引起的频率扩展导慢程度，多普勒扩展引起的频率扩展导致了发送信号产生快衰落或慢衰落。致了发送信号产生快衰落或慢衰落。快衰落。快衰落。慢衰落。慢衰落。多普勒扩展引起的衰落效应根据发送的基带信号与信道2.7.3多径接收信号分析多径接收信号分析1多径接收信号的分布函数描述多径接收信号的分布函数描述移动通信系统分析中，对于接收端移动通信系统分析中，对于接收端信号包络统计时变特性常用瑞利分布和信号包络统计时变特性常用瑞利分布和莱斯分布进行描述。莱斯分布进行描述。2.7.3多径接收信号分析1多径接收信号的分布函数描述（1）瑞利衰落分布）瑞利衰落分布假设基站发射的信号为假设基站发射的信号为（2-56）式中，式中，为载波幅值，为载波幅值，0为载波角频为载波角频率，率，为载波初相。为载波初相。（1）瑞利衰落分布假设基站发射的信号为假设到达接收天线的第假设到达接收天线的第i个信号为个信号为Si（t），），Si（t）与移动台运动方向之间的）与移动台运动方向之间的夹角为夹角为 i，多普勒频移为，多普勒频移为式中，式中，v为车速，为车速，为波长。为波长。假设到达接收天线的第i个信号为Si（t），Si（tSi（t）可写成）可写成（2-57）Si（t）可写成式中，到达接收天线的第式中，到达接收天线的第i个信号个信号Si（t）的振幅为）的振幅为，相移为，相移为。式中，到达接收天线的第i个信号Si（t）的振幅为瑞利分布的概率密度函数瑞利分布的概率密度函数p（r）与）与r的关系如图的关系如图2-20所示。所示。瑞利衰落信号具有如下一些特征。瑞利衰落信号具有如下一些特征。瑞利分布的概率密度函数p（r）与r的关系如图2-2移动通信第2章-无线移动信道课件（2）莱斯衰落）莱斯衰落莱斯分布的概率密度表示为莱斯分布的概率密度表示为（2-65）（2）莱斯衰落莱斯分布的概率密度表示为式中，式中，A是主信号幅度的峰值，是主信号幅度的峰值，r是是衰落信号的包络，衰落信号的包络，为为r的方差，的方差，是是零阶第一类修正贝塞尔函数。零阶第一类修正贝塞尔函数。式中，A是主信号幅度的峰值，r是衰落信号的包络，参数参数K定义为主信号的功率与多径分定义为主信号的功率与多径分量方差之比，表示为量方差之比，表示为，用，用dB表示表示为为（2-66）参数K定义为主信号的功率与多径分量方差之比，表示为图图2-21表示莱斯分布的概率密度函数表示莱斯分布的概率密度函数P(r)和接收信号包络电平和接收信号包络电平r的关系图。的关系图。图2-21表示莱斯分布的概率密度函数P(r)和接收信2衰落的特征量衰落的特征量（1）衰落速率）衰落速率（2）电平通过率）电平通过率电平通过率的示意图如图电平通过率的示意图如图2-22所示。所示。2衰落的特征量（1）衰落速率图图2-22 电平通过率和平均电平持续时间电平通过率和平均电平持续时间图2-22电平通过率和平均电平持续时间（3）衰落持续时间）衰落持续时间对于瑞利衰落可以求出平均衰落对于瑞利衰落可以求出平均衰落持续时间为持续时间为（2-74）（3）衰落持续时间对于瑞利衰落可以求出平均衰落持续时式中，式中，是最大多普勒频移；是最大多普勒频移；，为信号包络的均方根电平。为信号包络的均方根电平。式中，是最大多普勒频移；2.8 移移动信道信道传播播损耗耗预测模型模型2.8.1Okumura模型模型Okumura模型以中等起伏地上市区模型以中等起伏地上市区传播损耗的中值为基准，对于不同的传传播损耗的中值为基准，对于不同的传播环境和地形等影响用校正因子加以修播环境和地形等影响用校正因子加以修正。正。2.8移动信道传播损耗预测模型2.8.1OkumurOkumura模型适用范围为频率在模型适用范围为频率在1501920MHz（可扩展到（可扩展到3000MHz），发），发收间距离在收间距离在1100km范围内，天线高度在范围内，天线高度在301000m之间。之间。Okumura模型适用范围为频率在1501921中等起伏地上市区传播损耗的中值中等起伏地上市区传播损耗的中值图图2-23给出了典型中等起伏地上市区给出了典型中等起伏地上市区的基本中值的基本中值Am（f，d）与频率、距离的关）与频率、距离的关系曲线。系曲线。随着频率升高和距离增大，市区传播随着频率升高和距离增大，市区传播基本损耗中值都将增加。基本损耗中值都将增加。1中等起伏地上市区传播