频率选择性衰落是指信号中各分量的衰落状况与频率有关,即传输信道对信号中不同频率成分有不同的、随机的响应。由于信号中不同频率分量衰落不一致,因此衰落信号波形将产生失真。
时延扩展是指由于电波传播存在多条不同的路径,路径长度不同,且传输路径随移动台的运动而不断变化,因而可能导致发射端一个较窄的脉冲信号在到达接收端时变成了由许多不同时延脉冲构成的一组信号。
移动台接收信号的强度随移动台的运动产生随机变化的现象称为衰落。这种随机变化的周期从几分之一秒到数几小时而不同。移动通信电波传播中的衰落常分为慢衰落和快衰落两种。慢衰落,又称长期衰落,指接收信号强度随机变化比较缓慢的衰落,具有十几分钟或几小时的长衰落周期。慢衰落通常是由电波传播中的阴影效应以及能量扩散所引起的,具有对数分布的统计特性。快衰落,又称短期衰落或多径衰落,指接收信号强度随机变化较快的衰落,具有几秒钟或几分钟的短衰落周期。快衰落通常是由电波传播中的多径效应所引起的,具有莱斯分布或瑞利分布的统计特性。当发射机和接收机之间有视距路径时一般服从莱斯分布,无视距路径时一般服从瑞利分布。
路径损耗是上述现象的一个综合结果,指的是信号从发射天线经无线路径传播到接收天线时的功率损耗。路径损耗的一个主要原因是电波会随着距离而扩散,从而使接收机的接收功率随着传输距离的增加而减小。路径损耗的另一个原因是地表以及地表上的各种障碍物的影响,因而,影响路径损耗的主要要素有:传输距离、天线高度等。
3.电波传播的分类
当电波频率、移动体和电波传播环境不同时,电波传播特性也不相同。在对电波传播特性进行研究时,可以根据电波的频率分为甚低频(VLF)、低频(LF)、中频(MF)、高频(HF)、甚高频(VHF)、特高频(UHF)和更高频(超高频、极高频等)几种情况。其中甚高频和特高频是目前移动通信电波传播研究工作应侧重的频段。
电波传播也可以根据移动通信系统的类型,分为陆地移动通信的电波传播、海上移动通信的电波传播、空中移动通信的电波传播和卫星移动通信的电波传播等。而陆地移动通信的电波传播又可分为自由空间电波传播、建筑物内电波传播、隧道内电波传播、小区电波传播等。
另外,还可以根据电波传播的途径,分为地波传播、空间传播、电离层传播等几种情况。
4.典型电波传播的分析
为什么构建无线信道模型?移动无线传播面临的是随时变化的、复杂的环境。首先,传播环境复杂,传播机理多种多样。几乎包括了电波传播的所有过程,如直射、绕射、反射、散射。其次,由于用户台的移动性,传播参数随时变化,引起接收场强、时延等参数的快速波动。因此在设计无线通信技术或进行移动通信网络建设之前,必须对信号的传播特征、通信环境中可能受到的系统干扰等进行估计,这时的主要依据就是各种不同条件下的无线信道模型。举例来说,在移动网络规划中,如果话务量分布相同,但是建筑物、植被等情况不同,那么就必须应用不同的传播模型。
5.无线信道模型的分类
无线信道模型一般可分为室内传播模型和室外传播模型,后者又可以分为宏蜂窝模型和微蜂窝模型。表3.1给出了常见的信道传播模型。
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