无线信号的传播及产生干扰的影响因素以及克服干扰的一些技术手段
无线信号的传播及产生干扰的影响因素以及克服干扰的一些技术手段
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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,为垂直极化波
[如果电波的电场方向与地面平行,为水平极化波
在一个典型的蜂窝移动通信环境中,移动台总是比基站天线矮很多,接收机与发射机之间的直达路径被建筑物或其他物体所阻碍。所以,在蜂窝基站与移动台之间的通信不是通过直达路径,而是通过许多其他路径完成的。在UHF频段,从发射机到接收机的电磁波的主要传播模式是散射,即从建筑物平面反射或从人工、自然物体折射。这些经过不同传播路径到达接收机的信号将具有不同的幅度和相位,它们的合成效果将导致接收机收到的信号变得非常复杂……
无线电波受地形和人为环境的影响很大,高山、丘陵等自然地形,和人工建筑等都影响电波的传播特性,除此之外天气和时间因素也是影响电波传播的因素。例如,晚上电离层相对稳定,所以短波电台收音效果好就是一个示例。
衰落主要包括两种:
慢衰落:由障碍物阻挡造成阴影效应,接收信号强度下降,但该场强中值随地理改变变化缓慢,故称慢衰落,又称为阴影衰落。慢衰落的场强中值服从对数正态分布,且与位置/地点相关,衰落的速度取决于移动台的速度。
快衰落:合成波的振幅和相位随移动台的运动起伏变化很大 ,称为快衰落。深衰落点在空间上的分布是近似的相隔半个波长。因其场强服从瑞利分布,又称为瑞利衰落,衰落的振幅、相位、角度随机。
对于这些衰落,基站采取的措施是采用时间分集、空间分集(极化分集)和频率分集的办法。
时间分集主要靠符号交织、检错和纠错编码等方法,不同编码所具备的抗衰落特性不一样,这也是当今移动通信研究的前沿课题。
空间分集主要采用主分集天线接收的办法来解决,基站的接收机对主分集通道分别接收到的的信号进行处理,一般采取最大似然法。这种主分集接收的效果由主分集天线接收的不相关性所保证(所谓不相关性是指,主集天线接收到的信号与分集天线的接收信号不具有同时衰减的特性,这也就要求采用空间分集时主分集天线之间的间距大于10倍的无线信号波长(对于GSM,900M要求天线间距大于4米,1800M要求天线间距大于2米),或者采用极化分集的办法保证主分集天线接收到的信号不具有相同的衰减特性。而对于移动台(手机)而言,因为只有一根天线,因而不具有这种空间分集功能。
基站接收机对一定时间范围(时间窗 )内不同时延信号的均衡能力也是一种空间分集的形式。CDMA通信中,软切换时,移动台与多个基站同时联系,从中选取最好的信号,这同样是一种空间分集的形式。
频率分集主要采取扩频方式来解决,在GSM移动通信中,简单地采用跳频这种扩频方式来获得跳频增益;在CDMA移动通信中,由于每个信道都工作在较宽频段(窄带CDMA为1.25MHz),本身就是一种扩频通信。