无线信道中的随参信道及其举例

无线信道中由短波电离层反射,超短波流星余迹散射,超短波及微波对流层散射,超短波电离层散射,以及超短波视距绕射等传输媒质分别所构成的调制信道(模拟信道)的特性,由于上述传输媒质性质的随机变化和电磁波信号的多径传输而随机变化,因此这些信道的模型应该属于随参信道模型。这里介绍两种较典型的随参信道的例子。

1.短波电离层反射信道

波长为10～100m(频率为30～3MHz)的无线电波称为短波。短波可以沿地面传播,简称为地波传播;也可以由电离层反射传播,简称为天波传播。由于地面的吸收作用,地波传播的距离较短,约为几十公里。而天波传播由于经电离层一次反射或多次反射,传输距离可达几千公里甚至上万公里。电离层为距离地面高60～600km的大气层。在太阳辐射的紫外线和X射线的作用下,大气分子产生电离而形成电离层。电离层能够反射短波电磁波。由发送天线发出的短波信号经由电离层一次或多次反射传播到接收端,如同经过一次或多次无源中继。很显然,这种中继既不同于卫星通信中的通过通信卫星的中继方式,也不同于微波中继通信的中继方式。它有以下特点:

(1)由于电离层不是一个平面而是有一定厚度的,并且有不同高度的两到四层(D、E、F1、F2),所以发送天线发出的信号经不同高度的电离层反射到达接收端的信号是由许多经不同长度路径和损耗的信号之和,这种信号称为多径信号;这种现象称为多径传播。

(2)电离层的性质(例如电离层的电子密度、高度、厚度等)受太阳辐射和其他许多因素的影响,不断地随机变化。例如,四层中的D层和F1层白天存在,夜晚消失,电离层的电子密度随昼夜、季节以及年份而变化等。(www.xing528.com)

所以短波反射信道是典型的随参信道。

2.对流层散射信道

对流层是离地面10～l2km的大气层。在对流层中由于大气湍流运动等因素引起大气层的不均匀性。当电磁波射入对流层时,这种不均匀性就会引起电磁波的散射,也就是漫反射,一部分电磁波向接收端方向散射,起到了中继的作用。通常一跳的通信距离约为100～500km,对流层的性质受许多因素的影响随机变化;另外,对流层不是一个平面而是一个散体,电波信号经过对流层散射也会产生多径传播。因此对流层散射信道也是随参信道。