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移动通信-ch3-无线传播与信道汇报人：AA2024-01-25

目录contents无线传播基本概念无线信道建模与仿真无线传播中的多径效应与衰落无线信道中的干扰与噪声无线信道容量与性能评估无线传播新技术与应用前景

01无线传播基本概念

电磁波在自由空间中传播时，其能量会随着传播距离的增加而扩散，导致接收到的信号强度减弱。电磁波在自由空间传播电磁波的频率与波长成反比，频率越高，波长越短。不同频率的电磁波在传播过程中具有不同的传播特性。电磁波的频率与波长电磁波的极化方式分为垂直极化和水平极化。在移动通信中，通常采用垂直极化方式，因为垂直极化波在传播过程中受地面反射影响较小。电磁波的极化方式电磁波传播特性

时变性无线信道的特性会随时间而变化，这是由于移动台的运动、周围物体的移动以及气象条件的变化等因素引起的。多径效应由于无线信号在传播过程中会遇到各种障碍物，导致信号沿多条路径传播，这些路径长度不同，相位和幅度也不同，最终在接收端形成多径效应。干扰与噪声无线信道中存在着各种干扰和噪声，如邻道干扰、同频干扰、互调干扰等，这些干扰和噪声会降低信号的传输质量。无线信道特性

电磁波在传播过程中，由于能量扩散、吸收和散射等原因而导致的信号强度减弱。传播损耗与电磁波的频率、传播距离和障碍物等因素有关。传播损耗指信号从发射端经过无线信道传播到接收端时，信号强度的衰减。路径损耗与发射功率、天线增益、传播距离和信道环境等因素有关。路径损耗是评估无线通信系统性能的重要指标之一。路径损耗传播损耗与路径损耗

02无线信道建模与仿真

无线信道建模方法基于几何的建模方法利用几何形状和分布来描述信道特性，如射线追踪、几何绕射等。基于统计的建模方法通过统计信道参数的概率分布来建立模型，如瑞利衰落、莱斯衰落等。基于物理的建模方法考虑电磁波传播的物理机制，如多径效应、阴影效应等。

时域仿真在时域上模拟信道的冲激响应，通过卷积运算得到接收信号。频域仿真在频域上模拟信道的传输函数，通过傅里叶变换得到接收信号。混合仿真结合时域和频域仿真技术，同时考虑信道的时变性和频变性。信道仿真技术

描述信号在传播过程中的衰减程度，与距离和频率有关。路径损耗由于信号在传播过程中遇到障碍物反射、折射等产生的多条路径效应。多径效应由于建筑物、地形等遮挡导致信号强度的随机变化。阴影效应由于移动台和基站之间的相对运动引起的信号频率偏移。多普勒效应信道模型参数设置

03无线传播中的多径效应与衰落

产生原因无线信号在传播过程中遇到建筑物、地形等障碍物时，会发生反射、折射和散射，形成多条传播路径，这些路径上的信号在接收端叠加，导致信号幅度和相位的随机变化。影响多径效应会导致接收信号的幅度和相位波动，使得信号质量下降，严重时甚至会导致通信中断。此外，多径效应还会引起码间干扰，降低通信系统的性能。多径效应产生原因及影响

由于多径效应引起的信号幅度和相位的快速随机变化。快衰落具有时间短、变化快的特点，对通信系统的性能影响较大。由于大气折射、散射等因素引起的信号幅度和相位的缓慢变化。慢衰落具有时间长、变化慢的特点，对通信系统的性能影响相对较小。衰落类型及特点慢衰落快衰落

抗衰落技术通过接收多个独立衰落路径上的信号，并在接收端进行合并处理，以降低衰落对通信系统性能的影响。常见的分集技术包括空间分集、频率分集和时间分集等。均衡技术在接收端采用自适应滤波器对接收信号进行均衡处理，以消除多径效应引起的码间干扰和信号失真。均衡技术可分为线性均衡和非线性均衡两种。扩频技术通过扩展信号的频谱宽度来提高抗干扰和抗多径效应的能力。扩频技术可分为直接序列扩频、跳频扩频和跳时扩频等。分集技术

04无线信道中的干扰与噪声

自然干扰来自大气层、宇宙等自然因素引起的干扰，如雷电、太阳黑子活动等。人为干扰由人类活动引起的干扰，包括各种无线电发射设备产生的电磁辐射，如广播电台、电视台、移动通信基站等。信道间干扰不同信道之间的信号相互干扰，如邻频干扰、同频干扰等。干扰来源及分类

热噪声散弹噪声闪烁噪声宇宙噪声噪声来源及分类由导体中自由电子的热运动产生的噪声，与温度有关。与半导体表面状态有关的一种低频噪声。由半导体中载流子的不规则运动产生的噪声。来自宇宙空间的射电源产生的噪声，如射电星、脉冲星等。

通过扩大信号带宽来提高抗干扰能力，如直接序列扩频、跳频扩频等。扩频技术利用多个信道传输同一信息，以提高信号传输的可靠性，如时间分集、频率分集、空间分集等。分集技术根据信道特性自动调整信号参数，以抵消信道对信号的影响，如自适应滤波、自适应调制等。自适应均衡技术通过增加冗余信息来提高信号的抗干扰能力和纠错能力，如卷积编码、Turbo编码等。编码技术抗干扰与抗噪声技术

05无线信道容量与性能评估

信道容量定义信道容量是指在给定信道条件下，单位时间内能