无线传播质量与距离、建筑物的高度、频率有关 结论：频率越高，建筑物越高、越近，影响越大。相反 ，频率越低，建筑物越矮、越远，影响越小。 推论：无线电波的频率不同、对应波长也不同，传播 特点也不完全相同。目前GSM和CDMA移动通信使用的 频段都属于UHF(特高频)超短波段，其高端属于微波。 超短波和微波主要以视距传播。超短波和微波的频率 很高，波长较短，它的地面波衰减很快。因此也不能依 靠地面波作较远距离的传播，它主要是由空间波来传播 的。空间波一般只能沿直线方向传播到直接可见的地方。 在直视距离内超短波的传播区域习惯上称为“照明区”。 在直视距离内超短波接收装置才能稳定地接收信号。
由于高大建筑物或远处高山等阻挡物 的存在，常常会导致发射信号经过不 同的传播路径到达接收端，这即是所 谓的多径传播效应(Multipath Propagation)
直射波：它是指在视距覆盖区内无遮挡的传播，直射波传播的信号最强 多径反射波：指从不同建筑物或其他物体反射后到达接收点的传播信号， 当电磁波遇到比波长大得多的物体(障碍物)时发生反射，反射发生于地球表 面，建筑物和墙壁表面、山丘、森林、地面或楼房等高大建筑物，反射波信 号强度次之。 绕射波：从较大的山丘或建筑物绕射后到达接收点的传播信号。电波在传播 途径上遇到障碍物时，总是力图绕过障碍物，再向前传播。这种现象叫做电 波的绕射。超短波的绕射能力较弱，在高大建筑物后面会形成所谓的“阴影 区”。在高频波段，绕射与反射一样，依赖于物体的形状，以及绕射点入射 波的振幅、相位和极化情况，其强度与反射波相当。 散射波：当波穿行的介质中存在小于波长的物体并且单位体积内阻挡体的个 数非常巨大时，发生散射。散射波产生于粗糙表面、小物体或其他不规则物 体。在实际的通信系统中，树叶，街道标志和灯柱等会引发散射，其的 开放性、接收环境的复杂性 和通信用户的随机移动性， 这三个主要特点。这些特点 使得移动通信系统的信道变 得十分复杂。 应尽量避免多径传输效应的 影响。同时可采取后面提到 的分集技术加以克服与利用 。
三种损耗
路径传播损耗：又称为衰耗，它是指电磁波在宏观大范围(即公里级)空间传播所产 生的损耗，它反映了传播在空间距离的接收信号电平的变化趋势，幅度衰减较大 。 大尺度衰落损耗：它是由于在电波传 播路径上受到建筑物及山丘等的阻挡 所产生的阴影效应而产生的损耗，场 强特性曲线的中值呈慢速变化，又称 慢衰落，也称地形衰落。 小尺度衰落损耗：它主要是由于多径 传播而产生的衰落，它反映微观小范 围内数十波长量级接收电平的均值变 化而产生的损耗。其变化率比慢衰耗 快，所以称为小尺度衰落，场强特性 曲线的瞬时值呈快速变化，衰减幅度 较小的快变化成分，又称快衰落，快 衰弱为信号抵消，为半个波长的适量 相加，相位抵消，此时接收到的信号 功率可以相当大地下降。主要由多径 传播造成，最快为每秒 次(因为 f=V/(1/2λ))。
2.1.3 电磁波传播特点
多径传播
对移动无线传播环境的研究就是对无线移动信道 的研究。电磁波传播的机制是多种多样的，但总 体上可以归结为直射，反射，绕射和散射，到达 接收天线的超短波不仅有直射波，还有反射波， 这种现象就叫多径传输。一般情况下，在基站和 移动台之间不存在直射信号，此时接收到的信号 是发射信号经过若干次反射、绕射或散射后的叠 加，而在某些空旷地区或基站天线较高时可能存 在直线传播路径。
多径传播后果
各径信号经过不同的路径到达接收端时，具有不同的时延 和入射角，这将导致接收信号的时延扩展(delay spread) 和 角度扩展(angle spread)。 多径到达的信号，由于相位不同，多条传播路径的信号相 互叠加，有时同相信号强度加强、有时反相抵消信号强度 减弱，会造成接收信号强度的快速起伏， 就使接收信号难 以检测与恢复质量良好的信息; 产生严重的码间干拢(ISI); 特别是在较高速度的移动台天线发出的信号，运动方向、 障碍物环境较快变化，多径信号中主路径不稳定等因素导 致的接收信号更难处理。
2.1 移动通信的发展史
2.1.1 基本电波传播机制
无线电波和光波一样，它的传播速度和传播媒质有关。无 线电波在真空中的传播速度等于光速。我们用用C = 300000公 里/秒表示。在媒质中的传播速度为：
V C

式中ε为传播媒质的相对介电常数。
V f
波长与频率关系如左图，V为速度， 单位为米/秒；f为频率，单位为赫 兹；λ为波长，单位为米
三种效应
阴影效应：由大型建筑物和其他物体的阻挡而形成在传播接 收区域上的半盲区。 远近效应：由于接收用户的随机移动性，移动用户与基站间 的距离也是在随机变化的，若各移动用户发射功率一样，那 么到达基站的信号强弱会不同，离基站近信号强，离基站远 信号弱。通信系统的非线性则进一步加重出现强者更强弱者 更弱和以强压弱的现象。通常称这类现象为远近效应。 多普勒(Doppler)效应：它是由于接收的移动信号高速运动而 引起传播频率扩散而引起的，当波源与接收器相对运动时， 接收器接收到的信号频率与波源的频率会出现不同，这种现 象称为多普勒效应。其扩散程度与用户运动速度成正比。其 结果是导致接收信号在频域的扩展，同时改变了信号电平的 变化率。
移动通信
原理与工程
薛鸿忠
fzxuehz@
回顾上节课的内容
一到四代移动通信的特点 移动规范化组织 移动频谱划分（GSM、CDMA） 移动业务
第二章 移动通信基本原理
2.1.基本电波传播机制
2.2. 噪声干扰 2.3. 关键技术 2.4. 无线网的组网
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上述关系式不难看出，同一频率的无线电波在不同的媒质中传播时，速度是 不同的，因此波长也不一样。
2.1.2 无线电波传播方向
无线电波是一种能量传输形式， 如图（传播中的电场与磁场的示意 ）所示，在传播过程中，电场和磁 场在空间是相互垂直的，同时这两 者又都垂直于传播方向。 无线电波在空间传播时，其电 场方向是按一定的规律而变化的， 这种现象称为无线电波的极化。无 线电波的电场方向称为电波的极化 方向。如果电波的电场方向垂直于 地面，就称它为垂直极化波。如果 电波的电场方向与地面平行，则称 它为水平极化波。