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移动通信的电波衰落与抗衰落技术分析（） 目录 摘要I 第1章绪论4 第2章衰落的分类6 2.1平衰落6 2.2频率选择性衰落6 2.2其他分类方法7 第3章抗衰落技术分析8 3.1自适应均衡8 3.2交叉极化干扰抵消器9 3.3自动发信功率控制9 3.4分集技术9 3.5备用波道倒换11 3.6智能天线技术11 3.7扩展频谱技术13 3.8 RAKE接收机技术17 结论18 参考文献19 致谢20 设计（）成绩评定表21 第1章绪论 移动通信是指利用电波携带数字信息，通过电波空间，同时传送若干相互无关信息，并进行再生中继的通信方式。移动通信用途广泛，例如在广播电视系统中，用来传送经模／数变换(抽样、量化、编码)后的几套广播、电视信号，还可同时传送用于数字微波电路网络管理的开销字节，以及其它数据业务等。 在电波传播过程中，由于受地形、地物和气象条件等的影响，使收端接收到的输入信号电平随时间而变化的现象称为衰落现象。在模拟微波通信系统中，表现为：电视画面中出现雪花点状(噪声)干扰，严重时，雪花点会把电视信号整个淹没，无法正常接收。在移动通信系统中，表现为：电视画面中出现“马赛克”，严重时甚至出现黑屏，致使信号完全中断。所以衰落现象在移动通信中的影响更为严重。大气中有对流、平流、湍流以及雨雾等现象，它们都是由对流层中一些特殊的大气环境造成的，并且是随机产生的；再加上地面反射对电波传播的影响，就使发信端到收信端之间的电波被散射、折射、吸收、或被地面反射。在同一瞬间，可能只有一种现象发生，也可能几种现象同时发生，其发生的频率及影响程度都带有随机性，这些影响就使收信电平随时间而变化。 随着移动通信和移动电子商务的迅速发展，移动通信在日常生活中的地位越来越重要，移动通信的电波传播是一个非常复杂的问题，这是由于移动通信中至少有一方是移动的，传播路径上可能要经过许多不同的地形和遇到各种复杂的地物。由于移动台天线仅离地面l～l0 m，使得传播路径上的各种地形地物都严重影响电波传播特性，不可避免的产生衰落。 地面移动通信的主要传播形式为多径传播；移动环境对移动通信链路(也就是移动信道)特性起着关键性作用：确定某个区域的传播环境的主要因素有： (1)自然地形(高山、丘陵、平原或水域等)； (2)人工建筑的数量、高度、分布和表面材料等特征： (3)该地区的植被特征； (4)气候状况； (5)自然和人为的电磁环境和噪声状况： 当然，移动通信链路特性还受到通信系统工作频率和移动台运动状况的影响：比如静止与低速运动的移动台所面临的移动环境问题与高速车辆上的移动台有很大不。 移动通信作为未来个人通信的主要手段，在全球通信业务中占据越来越重要的地位。随着移动通信用户数的迅速增长以及人们对通话质量要求的不断提高，要求移动通信网在大容量下仍保持较高的服务质量。而与此要求相对，目前移动通信中主要存在的问题是:第一，随着移动用户的增多，频谱资源日益匾乏;第二，由于信道传输条件较恶劣，所需信号在到达天线接收端前会经历衰减、衰落和时延扩展，另外还有来自其他用户的干扰，极大地限制了系统通信质量的提高。本文主要介绍了移动通信电波传输过程中出现的衰落现象以及衰落的定义、分类情况。详细分析了移动通信中几种主要的抗衰落技术。 第2章衰落的分类 有时衰落的持续时间很短，在几秒钟至几分钟内，称为快衰落；有时衰落的时间持续十几分钟甚至几个小时，称为慢衰落。衰落时，接收电平高于正常电平称为上衰落，低于正常电平称为下衰落。衰落时，接收电平低于收信机最低接收电平以下称为深衰落。 空间衰落现象对微波通信的影响主要有两个方面：一是接收电平降低，称为平衰落；二是由于衰落的频率选择性而引起传输波形的失真，称为频率选择性衰落。 2.1平衰落 平衰落是由气象变化缓慢引起的，多径效应所引起的相位干涉现象也是平衰落的主要起因。从产生衰落的物理原因分析，可以分为以下几类： 1)闪烁衰落。由于大气中局部的不均匀体的存在，对电磁波的照射产生散射作用，在收信端因相位干涉而形成快衰落。这种衰落持续时间短，电平变化小，一般不足以造成通信的中断。 2)K型衰落。K型衰落是一种多径传输引起的干涉型衰落，它是由于直射波与地面反射波(或在某种情况下的绕射波)到达收端因相位不同互相干涉造成的电波衰落。这种相位干涉与行程差有关，而在对流层中，行程差是随K值(大气折射的重要参数)而变化的，因此称为K型衰落。这种衰落特别是在微波线路经过水面、湖泊或平滑地面时尤为严重，甚至会造成通信中断。 3)波导型衰落。由于各种气象条件的影响，如：早晨地面被太阳晒热，夜间地面的冷却，以及海面和高气压地区都会形成大气层中的不均匀结构。当微波通过对流层中这些不均匀层时将产生超折射现象，于是形成了大气波导。当微波射线通过大气波导，而收、发信点在波导层外，则接收点的场强除了直射波和地面反射波外，还会收到波导层边界的反射波，形成严重的干涉型衰落。波导型衰落发生时，往往造成通信的中断。 2.2频率选择性衰落 由于电波空间的多径传输现象，造成了微波通信中的频率选择性衰落。这是因为多径传输的反射波、折射波和直射波各以不同的方向和时延到达收信点而进行矢量相加的结果。频率选择性衰落是多径衰落的一种类型，在这种衰落中，反射波的影响较大。这种现象较多地发生在炎热、潮湿的夏季，例如我国黄河流域，发生在七、八、九月份较多。平原和水网地区比丘陵山区容易发生。衰落严重时，会导致通信中断。频率选择性衰落将使微波信号产生带内失真，如果系统的频率配置采用同频双极化工作，还会使交叉极化鉴别度下降；另外，系统具有的抗深衰落能力也会受到影响。 2.2其他分类方法 衰落也可以按接收点场强的高低分类。高于自由空间电平值的叫上衰落，低于自由空间电平值的叫下衰落。但是，微波通信工程中常按衰落发生的物理成因，把衰落分为闪烁衰落和多径衰落，闪烁衰落主要是因为大气局部微小扰动引起电波射束散射所造成的。各散射波的振幅小，相位随着大气变化而随机变化。结果它们在接收点的合成振幅变化很小，对主波影响不大。因此，这种衰落对视距微波接力电路的稳定性影响不大。而多径衰落主要是由多径传播造成的，它是视距微波传播信道深衰落的主要原因。根据大量的传播测试试验表明，10GHz以下频段微波传播的衰落现象常遵循以下规律： (1)波长越短，距离越长，衰落越严重。 (2)跨越水面(湖泊、海洋)、平原的路径比跨越山区的路径衰落严重。 (3)夏秋季节比冬春季节衰落频繁，衰落深度也大。 (4)晴天和白天，接收的信号场强一般比夜间稳定。昼夜交替时，例如早晨5点到9点左右，晚上7点到9点前后，以及午夜到凌晨3点之间，常出现深衰落。 (5)阴雨、大雾及刮风天气比晴天、宁静天气接收信号稳定，雨过天晴及雾散时，又常出现快衰落。