移动通信网络规划与工程设计第2章辩析.ppt

电子信息技术导论 移动通信网络规划 与工程设计 移动通信网络规划与工程设计 第2章 电波传播模型校正 2.1电波传播 2.2地形地物分类 2.3电波传播模型 2.4模型校正 2.1电波传播 通常频率从几十赫（Hz）甚至更低到30000千兆赫（GHz）左右（波长从几万千米到0.1毫米左右）的整个频谱范围内的电磁波，统称为无线电波。从发射天线辐射出的无线电波，经过介质或受到介质分界面的影响到达接收天线的过程，称为无线电波传播（Radio Wave Propagation）。无线电波在介质或介质分界面的影响下，会发生折射、反射、散射、衍射、绕射和吸收等现象，接收到的无线电信号，也存在衰减和干扰情况 2.1.1 无线通信环境 ⑴ 电波传播的主要特点 典型的陆地移动通信是通过移动台与基站之间的无线链路来完成的，通常基站的天线一般都高出周围建筑物，但移动台天线却较低，一般距地面1到2米左右，因此陆地移动通信无线链路，是一种低天线的电波传播路径，这样在整个通信过程中，无线电波始终会受到周围地形、地物的影响 . 另外电波从发射点以球面向四周传播过程中，其强度会随传播距离而衰减，同时受多径和地形的影响，其衰落特性是在衰落曲线上叠加了快速的变化和慢速的变化，其中由多径引起的快速变化称为“快衰落”，缓慢的变化称为“慢衰落”。 ⑵ 多径传播 陆地移动通信主要工作频段为VHF和UHF段，对于VHF和UHF频段，通信中移动台天线收到的同样是一个由多条路径传来的多径信号。 ⑶ 多卜勒频移（Doppler Shift） 当移动台在移动过程中通信，则到达接收端的多经信号还会产生频率偏离的现象，当移动台朝向基站移动时，频率会变高，而移动台背向基站移动时，频率变低，这种现象称为多卜勒频移，多卜勒频移对多径信号影响的本质是将接收信号扩展在一个小的频段上，因此又称为多卜勒扩展。 ⑷ 远近效应 在移动通信中另一个问题是“远近效应”。当有多部移动台与基站通信时，在不同移动台之间，由于距离基站较近的移动台信号较强，距离较远的移动态信号较弱，往往会出现距基站较近的移动台的强信号会干扰或“淹没”掉距基站较远的移动台的信号，这种现象称为“远近效应”。 ⑸ 移动通信无线环境 随着经济现代化的发展，各种无线通信台、站与日俱增、密布城乡各地，加速了电气噪声环境的恶化，使电磁干扰变得日益严重，造成移动通信无线环境的日益恶化。 2.1.2多径衰落及对移动通信的影响 ⑴ 无线多径衰落信道 ⑵ 多径衰落对通信的影响 多径衰落现象能严重恶化接收信号的质量，影响通信的可靠性。另外，在蜂窝移动环境下，同频干扰也是一个必须考虑的问题，当发生衰落时，有可能要接收的信号比同频小区基站来的干扰信号还要弱，这样接收机就会锁定在错误的信号上 2.1.3信号衰落特性 ⑴ 信号衰落统计特性 ⑵ 衰落率.衰落率定义为：信号包络以正斜率通过中值电平时的衰落电平交叉率。 ⑶ 衰落平均持续时间.衰落平均持续时间定义为：场强低于某一电平的持续时间平均值。衰落平均持续时间与移动台运动速度成反比。 2.1.4无线多径信道参数 ⑴ 时间色散.由于移动台接收来自不同方向的反射波的路径存在偏差，形成多径信道的功率延迟分布，造成信号时延展宽，又称为时间色散。 ⑵ 相干带宽.相干带宽是指一个特定的频率范围，在该范围内两个频率信号衰落有很强的幅度相关性。 ⑶ 多卜勒频移和相干时间 2.3电波传播模型 电波传播特性的研究随着蜂窝微小区化和宽带数字通信的发展日益受到重视. 无线信道模型大致可以分为大尺度(Large-Scale)传播模型和小尺度(Small-Scale)传播模型两类。 2.3.2陆地电波传播模型 ⑴ 奥村模型（Okumura-Hata Empirical Formula） ⑵ COST231 Walfisch-Ikegami模型（COST231 Hybrid Model） ⑶ 通用校正模型 2.3.3近海海面电波传播模型 ⑴ 无线电波在近海海面传播的特点.无线电波在近海开阔海面传播时，传播路径主要是直达波和经过海面反射的反射波。 ⑵ 地球曲率对电波传播的影响 ⑶ 地球曲率半径绕射损耗引起的衰落 Pr = P0-1.5（d-d0） dd0. ⑷ 雨雾对电波传播的影响 ⑹ 海面电波传播模型的误差 2.3.4室内电波传播模型 自由空间传播模型用于发射机和接收机间完全无阻挡的视距路径传播，所谓自由空间是指相对介电常数和相对磁导率均恒定为1的均匀介质空间，该空间具有各向同性，并且具有电导率为0的特点，电波在自由空间传播只具有扩散损耗的直线传播方式，没有反射、折射、绕射、色散、吸收、磁离子分裂等现象，它是最简单的传播方式，是研究其它传播方式的基础。 2.4传播模型