移动通信基础：信道特性与传播模型

"数字移动通信" 数字移动通信是无线通信领域中的一个重要分支，它涉及在移动设备之间进行数据和语音通信的技术。本课程主要涵盖了移动通信的基本概念、发展进程以及无线电波在移动信道中的传播特性。 首先，移动通信是指用户可以在移动中进行通信的技术，包括了手机、卫星电话等多种形式。其进展随着技术的发展，从早期的第一代模拟系统(1G)到现在的第四代长期演进(4G)，再到第五代(5G)的超高速、低延迟通信网络，展现了巨大的进步。 在移动通信中，了解信道特性至关重要。无线电波的传播方式包括地面波、天波、直射波和反射波。自由空间传播损耗是计算通信距离和信号强度的基础，可通过自由空间路径损耗公式进行计算。反射系数和地面传播模型如两径模型则描述了信号如何在不同介质间反射。大气折射影响无线电信号的路径，等效地球半径和不同类型的大气折射需被考虑在内，以准确预测信号传播。 多径传播是移动通信中的一个关键问题，它导致信号通过多个路径到达接收器，产生衰落现象。多普勒频移是由于移动物体（如基站或手机）引起的信号频率变化，最大多普勒频移可以通过速度和发射频率来计算。多径衰落的统计特性如瑞利衰落（幅度和相位）可以用统计量如累积分布函数、一阶距、二阶距和中值电平来描述。 此外，衰落率、电平通过率和衰落持续时间是评估系统性能的重要参数。时延扩展和功率时延谱揭示了信号在多径传播下的时间特性，而相关带宽和多普勒频展则反映了频域上的影响。平坦衰落和频率选择性衰落在设计无线通信系统时需要特别关注。 阴影衰落，通常由大型物体（如建筑物）造成的信号遮挡引起，具有对数正态分布的统计特性，影响覆盖范围和信号强度的预测。 最后，电波传播中的中值损耗预测是系统规划的关键。这涉及到地形分析，如地形波动高度和地形分类（准平坦、不规则等），以及环境分类（开阔地、郊区、中小城市、大城市等）。奥村模型等经验公式和图表用于估计在不同环境条件下的中值路径损耗，以辅助基站的布局和网络优化。 数字移动通信是一个涉及广泛领域的复杂主题，涵盖了从基础的无线电波传播理论到高级的系统设计和优化策略。深入理解这些知识点对于构建高效、可靠的移动通信网络至关重要。