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C网优化工程师培训整理资料 吴乃成 网 优 工 程 师 培 训辅导资料 吴乃成整理 2010.7 第一部分 移动通信的基础知识移动无线电波传播特性 无线电波的传播方式 无线电波的传播方式 表面波传播： 电波是紧靠着地面传播的，地面的性质，地貌，地物等的情况都会影响电波的传播。一方面使电波发生变化和引起电波的吸收。另一方面由于地球表面是球型，使沿它传播的电波发生绕射。 外层空间传播：　　电磁波由地面发出，经低空大气层和电离层而到达外层空间的传播，如卫星传播、宇宙探测等均属于这种远距离传播。宇宙空间近似于真空状态，传输特性比较稳定。 天波传播： 籍此电离层的反射作用，电波在地面与电离层之间来回反射传播至较远的地方。我们把经过电离层反射到地面的电波叫作天波。 无线电波的传播方式 空间波传播—移动通信　　电磁波直接从发射天线传播到接收天线，另外还可以经地面反射而到达接收天线。所以接收天线处的场强是直接波和反射波的合成场强，直接波不受地面影响，地面反射波要经过地面的反射，因此要受到反射点地质地形的影响。 空间波在大气的底层传播，传播的距离受到地球曲率和低空大气层的影响。收，发天线之间的最大距离被限制在视线范围内，要扩大通信距离，就必须增加天线高度。一般地说，视线距离可以达到50km左右。 无线电波的传播方式 散射传播： 当天线辐射出去的电波，投射到那些不均匀体的时候，类似于光的散射和反射现象，电波发生散射或反射，一部分能量传播到接收点，这种传播称为散射传播。 无线电波的传播方式 无线电波的传播方式 覆盖区大小与天线的高度和增益成比例。在蜂窝系统中，基站天线高度从20m～100m不等，其具体取值由环境确定，例如城市中天线高度约为30m，郊区高度取50m，乡村取80m。 天线增益的取值同样依赖于环境 移动通信的多径效应 模拟有线信道中典型的信噪比约为46dB。通过选择合适的材料与精心加工，可以确保有一个相对稳定的电气环境。信噪比的波动通常不超过l一2dB。 陆地移动系统中，移动台处于城市建筑群之中或处于地形复杂的区域，其天线将接收从多条路径传来的信号，再加移动台本身的运动，使得移动台和基站之间的无线信道多变且难以控制。衰落是经常发生的，衰落深度可达30dB。 无线信道包括了电波的多径传播，时延扩展，衰落特性以及多普勒效应。 移动通信中的多径传播特性 移动通信的多径效应 陆地移动信道的主要特征是多径传播。传播过程中会遇到各种建筑物、树木、植被以及起伏的地形，会引起电波的反射，如上图所示。这样，到达移动台天线的信号不是单一路径来的，而是许多路径来的众多反射波的合成。由于电波通过各个路径的距离不同，因而各条反射波到达时间不同，相位也就不同。不同相位的多个信号在接收端叠加，有时同相叠加而增强，有时反相叠加而减弱。这样，接收信号的幅度将急剧变化，即产生了衰落。这种衰落是由于多径现象所引起的，称为多径衰落。 通常在移动通信系统中，基站用固定的高天线，移动台用接近地面的低天线。 移动通信的多径效应 例如，基站天线通常高30m，最高可达90m；移动台天线通常高2m～3m。移动台周围的区域称为近端区域，该区域内的物体造成的反射是造成多径效应的主要原因。 离移动台较远的区域称为远端区域，在远端区域，只有高层建筑、较高的山峰等的反射才能对该移动台构成多径，而且这些路径要比近端区域中建筑物所引起的多径的长度要长。 移动通信的多径效应 由于电波通过各个路径的距离不同，因而各个路径来的反射波到达时间不同，相位也就不同。不同相位的多个信号在接收端迭加，有时迭加而加强（方向相同），有时迭加而减弱（方向相反）。 这样，接收信号的幅度将急剧变化，即产生了快衰落。在城市环境中，一辆快速行驶车辆上的移动台的接收信号在一秒钟之内的显著衰落可达数十次。多径传播使接收端的信号近似于一种叫做Rayleigh分布的数学分布，故多径快衰落又称为 Rayleigh衰落。 移动通信的多径效应 移动通信的多径效应 当电波在传播路径上遇到起伏地形、建筑物、植被（高大的树林）等障碍物的阻挡时，会产生电磁场的阴影。移动台在运动中通过不同障碍物的阴影时，就构成接收天线处场强中值的变化，从而引起衰落，称为阴影衰落。由于这种衰落的变化速率较慢，又称为慢衰落。慢衰落是以较大的空间尺度来度量的衰落。慢衰落速率主要决定于传播环境，即移动台周围地形，包括山丘起伏，建筑物的分布与高