无线电传播的快衰落与慢衰落

无线电传播的快衰落与慢衰落
无线电传播的快衰落与慢衰落

   在-个典型的蜂窝移动通信环境中，由于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，如图 2 所示。

 

 所有的信号分量合成产生-个复驻波，它的信号的强度根据各分量的相对变化而增加或减小。其合成场强在移动凡个车身长的距离中会有 20

 - 30dB 的衰落，其最大值和最小值发生的位置大约相差 1 / 4 波长。大量传播路径的存在就产生了所谓的多径现象，其合成波的幅度和相位随移动台的运动产生很大的起伏变化，通常把这种现象称为多径衰落或快衰落，如图 3 所示。

 在性质上，多径衰落属于-种快速变化。研究表明，如移动单元所收到的各个波分量的振幅、相位和角度是随机的，那么合成信号的方位角和

 幅度的概率密度函数分别为：

 

 其中 r 为标准偏差。（ 2 - l ）式和（ 2 - 2 ）式分别表明方位角夕在 O - 2 兀是均匀分布的，而电场强度概率密度函数是服从瑞利分

 布的。故多径衰落也称瑞利衰落。

       大量研究结果表明，移动台接收的信号除瞬时值出现快速瑞利衰落外，其场强中值随着地区位置改变出现较慢的变化，这种变化称为慢衰落,见图 3 。它是由阴影效应引起的，所以也称作阴影衰落。电波传播路径上遇有高大建筑物、树林、地形起伏等障碍物的阻挡，就会产生电磁场的阴影。当移动台通过不同障碍物阻挡所造成的电磁场阴影时，就会使接收场强中值的变化。变化的大小取决于障碍物的状况和工作频率，变化速率不仅和障碍物有关，而且与车速有关。研究这种慢衰落的规律，发现其中值变动服从对数正态分布。

      另外，由于气象条件随时间变化、大气介电常数的垂直梯度发生慢变化，使电波的折射系数随之变化，结果造成同-地点的场强中值随时间的慢变化。统计结果表明，此中值变化也服从对数正态分布。分布的标准偏差为 rt 。由于信号中值变动在较大范围内随地点和时间的分布均服从对数正态分布，所以它们的合成分布仍服从对数正态分布。在陆地移动通信中，通常信号中值随时间的变动远小于随地点的变动，因此可以忽略慢衰落的影响，2rL 。但是在定点通信中，需要考虑慢衰落。

 

 总的来说，在蜂窝环境中有两种影响：第-种是多路径，由于从建筑物表面或其他物体反射、散射而产生的短期衰落，通常移动距离凡十米；

 第二种是直接可见路径产生的主要接收信号强度的缓慢变化，即长期场强变化。也就是说，信道工作于符合瑞利分布的快衰落并叠加有信号幅 满足对数正态分布的慢衰落。