移动环境下电波传播、场强估计(大尺度)和覆盖设计.pdf

移动通信第二课 移动环境下的电波传播、 场强估计（大尺度） 和覆盖设计 内容 研究无线信道的意义和方法 无线电波传播特性分析 陆地移动通信的场强估算 覆盖设计 为什么研究无线信道？ 研究无线移动信道模型，预测接收信号场强： 衰减、吸收、折射、散射、绕射... 移动环境... 自然和人为无线电环境... 接收信号场强情况如何？ 信号带宽的增加 GSM的均衡 CDMA的多径合并 开发时域多径资源 智能天线的引入 开发空域多径资源 无线电波 无线电发射包括电磁场 电场分量∝1/d3 感应场分量∝1/d2 辐射场分量∝1/d 辐射场具有 E 和B 分量 在距离d = E×B 处的场强∝1/d2 以发射机为球心的表面区域 一般直觉 影响接收信号强度的两个因素： 距离⇒路径衰减 多径⇒相位差 绿色信号比蓝色信号到达红接收点的 传输距离长1/2λ 。对2.4 GHz信号， λ(波长) =12.5cm 。 模型是特定的 尺度不同 大尺度（数米范围内的平均值） 小尺度（在波长量级范围内的测量值） 环境特征不同 室外、室内、陆地、海洋、空间、等等 应用区域不同 宏蜂窝（2km）、微蜂窝（500m）、微微 蜂窝 大尺度传播模型 大尺度模型预测距离 λ 的电波传 播行为： 距离和主要环境特征的函数，粗略地认 为与频率无关 当距离减小到一定程度时，模型就不成 立了 用于无线系统覆盖和粗略的容量规划建 模 小尺度传播模型 小尺度（衰落）模型描述信号在 λ尺度内的变化 多径效应（相位抵消）为主，路径 损耗可认为是常数 与载波频率和信号带宽有关 着眼于“衰落”建模：在短距离或数 个波长范围内信号快速变化。 内容 研究无线信道的意义和方法 无线电波传播特性分析 陆地移动通信的场强估算 覆盖设计 电波传播传播方式 传播路径 直射波视距传播 反射波 地表面波 移动信道 多径衰落 如何研究多径？ 从接收信号的角度进行统计分析 接收信号的幅度变化及分布 接收信号的到达角分布 从多径的数学表达式角度分析 研究多径中每径幅度的分布 研究每径的到达角和分布 研究每径的时延特性及分布 从模型的角度 多径传输信道模型 产生多径的原因 自由空间传播（LOS） 反射：当电波信号传播碰撞到大大地大于信号 波长的障碍物时发生反射。 导体与绝缘体材料（折射） 散射：当电波信号传播碰撞到小于信号波长障 碍物或facets时发生散射 “混乱” 相对波长较小 绕射：信号能量绕过障碍物传播的机制称为绕 射 费涅尔区 自由空间 假设为远场(Fraunhofer region) d D 且 d λ ，其中 D 为天线最大直线长度