文档介绍：第2章移动信道的传播特性
概述
缩写
名称
频率范围
波长名称
传播方式
目前频率分配情况
VLF
甚低频
30kHz以下
万米波
(甚长波)
天波,地波,以地波传播为主
(10~20)kHz,主要用于无线电导分为对流层、平流层、中间层、电离层和散逸层，再上面就是星际空间了。
低层大气是指距地面高度10~15km以下的大气层。低层大气所含空气占整个地球大气层的80%以上，对于天气和气候有直接的影响。
低层大气并不是均匀介质，它的温度、湿度以及气压均随时间和空间而变化，因此会产生折射和吸收现象，在VHF和UHF波段的折射现象尤为突出，它将直接影响视线传播的极限距离（增大）。
大气折射
折射产生机理
大气折射率是变化的，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同，从而使电波射束发生弯曲，弯曲的方向和程度取决于大气折射率的垂直梯度。这种由大气折射率引起电波传播方向发生弯曲的现象，称为折射。
大气折射
其弯曲程度取决于大气折射率n的垂直梯度：
大气折射对电波传播的影响，在工程上通常用“地球等效半径”来表征，也就是认为电波依然按直线方向行进，只是地球的实际半径变成了等效半径。
大气折射
标准大气情况下，等效地球半径系数k=4/3。地球实际半径是6370 km, 地球等效半径为8500 km。
大气折射的结果是传播距离比极限视距更远了，即所谓的超视距传播。
大气折射有利于超视距的传播，但在视线距离内，因为折射现象所产生的折射波会同直射波同时存在，从而也会产生多径衰落。
超视距传播
假设A点架设一部发信机，天线的架高是H1，AB是和地球相切的一条射线。若要接收到来波，接收天线的架高必须超出这条切线。
C
A
B
H1
O
d1
H2
d2
O
视线传播极限距离
障碍物的影响与绕射损耗
在实际情况下，电波的直射路径上存在各种障碍物，电波绕过障碍物遮挡向前传播的现象称为绕射。
绕射可以用惠更斯原理解释。
惠更斯原理：波前的所有点可作为产生次级波的点源，这些次级波组合起来形成传播方向上新的波前。
绕射是由次级波的传播进入阴影区而形成。
绕射损耗
绕射损耗：由绕射引起的附加传播损耗称为绕射损耗，该损耗与障碍物的性质、传播路径的相对位置有关。
x表示障碍物顶点至直射线TR的距离，称为菲涅尔余隙。
规定阻挡时余隙为负，无阻挡时余隙为正。
绕射损耗
工程上采用图表形式。
图中横坐标为x/x1，其中x1是第一菲涅尔区在P点横截面的半径。
x/x1＞，即障碍物对直射波传播基本上没有影响。
x<0时，损耗急剧增加。
x=0时，TR射线从障碍物顶点擦过，附加损耗约为6dB。
因此，在选择天线高度时，根据地形尽可能使服务区内各处的菲涅尔区余隙x/x1＞。
反射
反射波：当电波传播中遇到两种不同介质的光滑界面时，如果尺寸比电波波长大得多时会产生镜面反射。
反射
地面反射模型（双线或两径传播模型）：
适用范围
几千米范围的大尺度信号和城区视距内的微蜂窝环境。
在固定站址通信中，选择站址时应力求减弱地面反射，或调整天线的位置和高度，使地面反射区离开光滑界面。
散射
产生：
当电波入射到粗糙表面时，反射能量由于散射而散布于所有方向，形成散射波。
影响：
在实际移动环境中，有时接收信号比单独绕射和反射模型预测的要强，这是因为当电波遇到粗糙表面（例如树林）时，发生散射作用，这就给接收机提供了额外的能量。
散射
散射与反射：依赖于表面的光滑程度、物体大小与波长的比较。
当平面上最大的突起高度小于表面平整度参数hc时，可认为该表面是平滑的 ，此时电波入射后发生反射；
当平面上最大的突起高度大于或等于hc时，则认为该表面是粗糙的，此时电波入射后发生散射。
例如，GSM移动通信系统在一个建筑物密集的城区以900MHz频率工作，其中建筑物的高度差为1m，此时建筑物的表面往往应作为粗糙表面考虑。
移动通信信道的多径传播特性
移动通信信道的时变特性
移动环境的多径传播
多普勒频移
移动通信信道的时变特性
无线电信号通过移动通信信道时会经受不同类型的衰减损耗。若用公式表示，接收信号功率可表示为：
传播损耗
阴影衰落
多径衰落
：移动台与基站的距离
大尺度衰落
小尺度衰落
1、传播损耗(路径损耗）
电波传播所引起的平均接收功率衰减；
其值由 决定，
为发射机与接收机之间的距离；
n为路径衰减因子，自由空间时n=2，一般情况下n=3~5；
描述长程范围内的信号电平变化（几千米量级