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無線信號的傳輸的簡單模型

2014-11-19 14:32  建設工程教育網整理  【  【打印】【我要糾錯】

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

  無線電波的傳播速率、無線電波的傳播速率、頻率

  無線電波是電磁波,在真空中的傳播速度是每秒30萬千米。無線電波的波長波長=無線電波的速率/無線電波的頻率。800M電波的波長:約37.5CM1900M電波的波長:約15.8CM.

  無線傳播概述

  傳播特性直接關系到通信設備的能力、天線高度的確定、通信距離的計算、以及為實現(xiàn)優(yōu)質可靠的通信所必須采用的技術措施等一系列系統(tǒng)設計問題。移動通信系統(tǒng)的無線信道環(huán)境比固定無線通信的信道環(huán)境更復雜,必須根據移動通信的特點按照不同的傳播環(huán)境和地理特征進行分析和仿真。

  電波的各種傳播方式

  表面波傳播電波是緊靠著地面?zhèn)鞑サ模孛娴男再|,地貌,地物等的情況都會影響電波的傳播。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,經低空大氣層和電離層而到達外層空間的傳播,如衛(wèi)星傳播、宇宙探測等均屬于這種遠距離傳播。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回反射傳播至較遠的地方。我們把經過電離層反射到地面的電波叫作天波。散射傳播當天線輻射出去的電波,投射到那些不均勻體的時候,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,這種傳播稱為散射傳播。

  移動通信電波的三種基本傳播方式在移動通信中,影響傳播的三種最基本的機制為反射、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測的最重要的參數。這三種傳播機制也描述了小尺度衰弱和多徑傳播。

  移動通信電波的三種基本傳播方式-移動通信電波的三種基本傳播方式-反射

  當電磁波遇到比波長大得多的物體時發(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強度取決于費涅爾Fresnel)反射系數G.反射系數為材料的函數,并與極性、入射角和頻率有關。

  移動通信電波的三種基本傳播方式-移動通信電波的三種基本傳播方式-繞射

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

  移動通信電波的三種基本傳播方式-移動通信電波的三種基本傳播方式-散射

  當電磁波穿行的介質中存在小于或等于波長的物體并且單位體積內阻擋體的個數非常巨大時,發(fā)生散射。散射波產生于粗糙表面、小物體或其它不規(guī)則物體。在實際通信系統(tǒng)中,樹葉、街道標志和燈柱都會引發(fā)散射。

  移動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,另外還可以經地面反射及其他物體的散射而到達接收天線。所以接收天線處的場強是直接波和反射波、散射波的合成場強,直接波不受地面影響,地面反射波要經過地面的反射,因此要受到反射點地質地形的影響?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,要擴大通信距離,就必須增加天線高度。一般地說,視線距離可以達到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。

  各個波段的傳播特點

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

  各個波段的傳播特點

  超短波和微波(波長為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,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。超短波廣泛應用于電視,調頻廣播,雷達等方面。利用微波可同時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

  傳送的功率指的是發(fā)射機所發(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其他的干擾信號,但是擁有較高傳輸功率的設備也將可能耗電較多,同時對別的信號的干擾也加強。靈敏性指的是在信道中可以被接收機接受的最弱信號的測量。數值愈低的那臺接收機的設備就愈好。但是這要求所有的制造商和標準都用相同的參考值(如包丟失率)來定義靈敏度。信道是對無線通信中發(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。

責任編輯:soso
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