无线电波传播

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1、无线电波传播主要内容l电波传播概述l大尺度路径损耗l小尺度路径损耗l对数正态阴影模型l链路预算2第一部分电波传播概述概述l移动通信系统中，影响传播的三种最基本的机制：l反射：当电磁波遇到比其波长大得多得物体时发生反射，发射发生于地球表面、建筑物和墙壁表面。l绕射：当接收机与发射机之间的无线路径被尖利的边缘阻挡时发生绕射。l散射：当波穿行的介质中存在小于波长的物体并且单位体积内阻挡体的个数非常巨大时，发生散射。散射产生于粗糙表面、小物体或其他不规则物体。4l绕射使得无线电信号能够传播到阻挡物后面，绕射损耗可用费涅尔区解释。l费涅尔区表示从发射机到接收机次级波路径长度比总的视距长度大n?

2、/2的连续区域。l费涅尔区的半径为：nldd12r=nd+d1256l由于不同物体间的反射、绕射和散射，产生了：l大尺度路径损耗——幂定律l小尺度路径损耗——瑞利分布l对数正态阴影衰落——正态分布78第二部分大尺度路径损耗大尺度路径损耗l发射机与接收机之间长距离（几百米或几千米）上的场强变化l传播模型l经验模型：根据大量的测量结果统计分析后导出的公式，如HATA模型、COST231模型；l确定性模型：对具体的现场环境直接应用电磁理论计算的方法，如自由空间模型；l半确定性模型：基于确定性方法用于一般的市区或室内环境中导出的等式，如WIM模型。10自由空间传播模型l预测接收机和发射机之间

3、完全无阻挡的视距路径时的接收信号场强l适用范围：卫星通信系统和微波视距无线链路l自由空间路径损耗为：æ()22ö4pdPL(dB)=10logç÷çGGl2÷ètrø11HATA模型l适用范围：适用于宏小区，但不适用于微小区和微微小区。l频率f：100～1500MHzl距离d：1～20kml基站天线高度h：30～200mbl移动台天线高度h：1～10mm12l路径损耗公式：l市区：L(dB)=69.55+26.16logf-13.82log(hb)+[44.9-6.55log(hb)]log(d)-a(hm)l中小城市：a(h)=(1.1logf-0.7)h-(1.56logf-0.

4、8)mml大城市：a(h)=3.2(log11.75h)2-4.97mm13l郊区：L(dB)=L(市区)-2[log(f/28)]2-5.4l乡村（准开放）：L(dB)=L(市区)-[log(f/28)]2-2.39(logf)2+9.17logf-23.17l乡村（开放）：L(dB)=L(市区)－4.78(logf)2+18.33logf-40.9414频率900MHz基站高度50m移动台高度1.5m15COST231模型l适用范围：HATA模型的扩展，适用于宏小区，但不适用于微小区和微微小区。l频率f：1500～2000MHzl距离d：1～20kml基站天线高度h：30～200

5、mbl移动台天线高度h：1～10mm16l路径损耗公式：L(dB)=46.3+33.9logf-13.82log(hb)+[44.9-6.55log(hb)]logd-a(hm)+Cmla(h)与HATA模型相同mlC=0dB中等城市和郊区mC=3dB大城市中心m17COST231-Walfish-Ikegami模型l适用范围：适用于宏小区和微小区，但不适用于微微小区。l频率f：800～2000MHzl距离d：0.02～5kml基站天线高度h：4～50mbl移动台天线高度h：1～3mm18l路径损耗公式：l视距路径：L(dB)=L+10.19+6logdfs其中，L=自由空间损耗=3

6、2.45+20logd+20logffsl非视距路径：L(dB)=L+L+LfsrtsmdsL=从屋顶到街面的衍射和散射损耗rtsL=多遮蔽物衍射损耗mds19第三部分小尺度路径损耗小尺度路径损耗l无线信号在经过短距离（几个波长）或短时间（秒级）的传播后其幅度快速衰落。这种衰落是由于同一传输信号沿两个或多个路径传播，以微小的时间差到达接收机的信号相互干涉引起的。l多径衰落通常是围绕由大尺度路径损耗模型和阴影衰落所确定的平均电平而随机起伏，其统计分布服从瑞利分布。21l小尺度衰落的影响：时延扩展频率选择性衰落多径传播多普勒频移时间选择性衰落l现代移动通信系统中，一般采用分集技术对付多径

7、衰落，对接收到的几路信号进行合并或选择其中最好的一个信号。22相关概念（1）l多普勒频移f：移动台或周围物体运动时的路径差造成接收d信号相位的变化引起多普勒频移。多普勒频移与移动台运动速度及运动方向、与电波入射方向之间的夹角有关。nf=×cosqdll多普勒扩展B：多普勒功率谱不为0的频率范围。其值等于d最大多普勒频移fm。vB=f=dml23相关概念（2）l相干时间T：多普勒扩展在时域的表示，信道特性没有显著c变化的持续时间。0.423T=cBdl比特持