無線電波傳播基礎(chǔ)理論課件

1ModuleundVariations_E無線電波傳播基礎(chǔ)理論中國移動通信集團設(shè)計院有限公司無線所2008年3月1ModuleundVariations_E無線電波傳播第一節(jié)無線電波傳播基本原理頻譜劃分傳播途徑第一節(jié)無線電波傳播基本原理頻譜劃分頻譜劃分不同的頻段內(nèi)的頻率具有不同的傳播特性頻譜劃分不同的頻段內(nèi)的頻率具有不同的傳播特性傳播途徑直射波及地面反射波（最一般的傳播形式）對流層反射波（傳播具有很大的隨機性）山體繞射波（陰影區(qū)域信號來源）電離層反射波（超視距通訊途徑）傳播途徑直射波及地面反射波對流層反射波山體繞射波電離層反射波直射：自由空間傳播；反射：在電波傳播的路徑上有一個體積遠大于電波波長的物體，電波不能繞射過該物體；繞射：在發(fā)射機與接收機之間有邊緣光滑且不規(guī)則的阻擋物體，該物體的尺寸與電波波長接近，電波可以從該物體的邊緣繞射過去；衍射：當電磁波的傳播路由上存在小于波長的物體、并且單位體積內(nèi)這種障礙物體的數(shù)目非常巨大時，發(fā)生衍射。衍射發(fā)生在粗糙表面、小物體或其它不規(guī)則物體，如：樹葉、街道標志和燈柱等傳播途徑幾乎任何一次通信的過程，都是這多種傳播方式的組合直射：自由空間傳播；傳播途徑幾乎任何一次通信的過程，都是這多傳播環(huán)境①建筑物反射波②繞射波③直達波④地面反射波傳播環(huán)境①建筑物反射波7ModuleundVariations_E第二節(jié)無線電波傳播環(huán)境傳播環(huán)境信號衰落傳播損耗7ModuleundVariations_E第二節(jié)無線無線電波傳播受地形結(jié)構(gòu)和人為環(huán)境的影響，無線傳播環(huán)境直接決定傳播模型的選取。影響環(huán)境的主要因素：自然地形（高山、丘陵、平原、水域）人工建筑的數(shù)量、分布、材料特性該區(qū)域植被特征天氣狀況自然和人為的電磁噪聲狀況傳播環(huán)境無線電波傳播受地形結(jié)構(gòu)和人為環(huán)境的影響，無線傳播環(huán)境直接決定傳播環(huán)境地形結(jié)構(gòu)開闊區(qū)平滑地形丘陵地形山區(qū)人為環(huán)境市區(qū)郊區(qū)準郊區(qū)鄉(xiāng)村地區(qū)傳播環(huán)境地形結(jié)構(gòu)人為環(huán)境信號衰落距離(m)接收功率(dBm)102030-20-40-60慢衰落快衰落慢衰落在幾十個波長的長度上呈現(xiàn)比較慢的變化趨勢、快衰落則是疊加在其上的快變化成分信號衰落距離(m)接收功率(dBm)102030-20-40信號衰落抗快衰落措施－分集時間分集符號交織、檢錯、糾錯編碼空間分集采用主、分集天線接收。主、分集天線的接收信號不具有同時衰減的特性?；窘邮諜C對一定時間范圍內(nèi)不同時延信號的均衡能力也是一種空間分集的形式。頻率分集

GSM通信采用跳頻信號衰落抗快衰落措施－分集信號衰落時間色散起源于反射，主要指到達接收機的主信號和其他多徑信號在空間傳輸時間差異而帶來的同頻干擾問題發(fā)射信號來自遠離接收天線的物體解決自適應均衡技術(shù)、站址調(diào)整信號衰落時間色散解決自適應均衡技術(shù)、站址調(diào)整傳播損耗自由空間傳播損耗Ploss=32.44+20lgfMHz+20lgdkm設(shè)f=900MHz，該傳播損耗可描述為：Ploss=91.52+20lgd =L0+10lgd其中:L0=91.52=2 路徑損耗斜率在實際通信環(huán)境中，一般在3至5之間傳播損耗自由空間傳播損耗傳播損耗平坦地形傳播損耗Ploss=10lgd-20lghb-20lghm=4 路徑損耗斜率hb：基站天線高度hm：移動臺高度基站天線高度增加一倍，可補償6dB的路徑損耗傳播損耗平坦地形傳播損耗傳播損耗準平滑地形及不規(guī)則地形傳播損耗準平滑地形:表面起伏平緩，起伏高度小于等于20米的地形不規(guī)則地形:除了準平滑地形之外的其余地形，可按狀態(tài)分為：丘陵地形、孤立山岳、傾斜地形、水陸混合地形等RTTR傳播損耗準平滑地形及不規(guī)則地形傳播損耗RTTR傳播損耗繞射損耗特點電磁波在繞射點四處擴散繞射波覆蓋除障礙物外的所有方向擴散損耗最為嚴重計算公式復雜，隨不同繞射常數(shù)變化TR傳播損耗繞射損耗TR傳播損耗穿透損耗室內(nèi)信號取決于建筑物的穿透損耗室內(nèi)窗口處與室內(nèi)中部信號差別較大建筑物材質(zhì)對穿透損耗影響較大電磁波的入射角對穿透損耗影響較大TRXdBmWdBm穿透損耗=X-W=BdB電磁波穿透墻體的反射和折射傳播損耗穿透損耗TRXdBmWdBm穿透損耗=X-W=Bd傳播損耗建筑物穿透損耗物體阻擋/穿透損耗為：隔墻阻擋：5～20dB樓層阻擋：＞20dB室內(nèi)損耗值是樓層高度的函數(shù)，-1.9dB/層家具和其它障礙物的阻擋：2～15dB厚玻璃：6～10dB火車車廂的穿透損耗為：15～30dB電梯的穿透損耗：30dB左右茂密樹葉損耗：10dB傳播損耗建筑物穿透損耗傳播損耗反射損耗地面性質(zhì)水面稻田田野城市、山地、森林等效地面反射系數(shù)0.9～10.6～0.80.3～0.50.1～0.2反射損耗（dB）0～12～46～1014～20傳播損耗反射損耗地面性質(zhì)水面稻田田野城市、山地、森林等效地面謝謝謝謝21ModuleundVariations_E無線電波傳播基礎(chǔ)理論中國移動通信集團設(shè)計院有限公司無線所2008年3月1ModuleundVariations_E無線電波傳播第一節(jié)無線電波傳播基本原理頻譜劃分傳播途徑第一節(jié)無線電波傳播基本原理頻譜劃分頻譜劃分不同的頻段內(nèi)的頻率具有不同的傳播特性頻譜劃分不同的頻段內(nèi)的頻率具有不同的傳播特性傳播途徑直射波及地面反射波（最一般的傳播形式）對流層反射波（傳播具有很大的隨機性）山體繞射波（陰影區(qū)域信號來源）電離層反射波（超視距通訊途徑）傳播途徑直射波及地面反射波對流層反射波山體繞射波電離層反射波直射：自由空間傳播；反射：在電波傳播的路徑上有一個體積遠大于電波波長的物體，電波不能繞射過該物體；繞射：在發(fā)射機與接收機之間有邊緣光滑且不規(guī)則的阻擋物體，該物體的尺寸與電波波長接近，電波可以從該物體的邊緣繞射過去；衍射：當電磁波的傳播路由上存在小于波長的物體、并且單位體積內(nèi)這種障礙物體的數(shù)目非常巨大時，發(fā)生衍射。衍射發(fā)生在粗糙表面、小物體或其它不規(guī)則物體，如：樹葉、街道標志和燈柱等傳播途徑幾乎任何一次通信的過程，都是這多種傳播方式的組合直射：自由空間傳播；傳播途徑幾乎任何一次通信的過程，都是這多傳播環(huán)境①建筑物反射波②繞射波③直達波④地面反射波傳播環(huán)境①建筑物反射波27ModuleundVariations_E第二節(jié)無線電波傳播環(huán)境傳播環(huán)境信號衰落傳播損耗7ModuleundVariations_E第二節(jié)無線無線電波傳播受地形結(jié)構(gòu)和人為環(huán)境的影響，無線傳播環(huán)境直接決定傳播模型的選取。影響環(huán)境的主要因素：自然地形（高山、丘陵、平原、水域）人工建筑的數(shù)量、分布、材料特性該區(qū)域植被特征天氣狀況自然和人為的電磁噪聲狀況傳播環(huán)境無線電波傳播受地形結(jié)構(gòu)和人為環(huán)境的影響，無線傳播環(huán)境直接決定傳播環(huán)境地形結(jié)構(gòu)開闊區(qū)平滑地形丘陵地形山區(qū)人為環(huán)境市區(qū)郊區(qū)準郊區(qū)鄉(xiāng)村地區(qū)傳播環(huán)境地形結(jié)構(gòu)人為環(huán)境信號衰落距離(m)接收功率(dBm)102030-20-40-60慢衰落快衰落慢衰落在幾十個波長的長度上呈現(xiàn)比較慢的變化趨勢、快衰落則是疊加在其上的快變化成分信號衰落距離(m)接收功率(dBm)102030-20-40信號衰落抗快衰落措施－分集時間分集符號交織、檢錯、糾錯編碼空間分集采用主、分集天線接收。主、分集天線的接收信號不具有同時衰減的特性。基站接收機對一定時間范圍內(nèi)不同時延信號的均衡能力也是一種空間分集的形式。頻率分集

GSM通信采用跳頻信號衰落抗快衰落措施－分集信號衰落時間色散起源于反射，主要指到達接收機的主信號和其他多徑信號在空間傳輸時間差異而帶來的同頻干擾問題發(fā)射信號來自遠離接收天線的物體解決自適應均衡技術(shù)、站址調(diào)整信號衰落時間色散解決自適應均衡技術(shù)、站址調(diào)整傳播損耗自由空間傳播損耗Ploss=32.44+20lgfMHz+20lgdkm設(shè)f=900MHz，該傳播損耗可描述為：Ploss=91.52+20lgd =L0+10lgd其中:L0=91.52=2 路徑損耗斜率在實際通信環(huán)境中，一般在3至5之間傳播損耗自由空間傳播損耗傳播損耗平坦地形傳播損耗Ploss=10lgd-20lghb-20lghm=4 路徑損耗斜率hb：基站天線高度hm：移動臺高度基站天線高度增加一倍，可補償6dB的路徑損耗傳播損耗平坦地形傳播損耗傳播損耗準平滑地形及不規(guī)則地形傳播損耗準平滑地形:表面起伏平緩，起伏高度小于等于20米的地形不規(guī)則地形:除了準平滑地形之外的其余地形，可按狀態(tài)分為：丘陵地形、孤立山岳、傾斜地形、水陸混合地形等RTTR傳播損耗準平滑地形及不規(guī)則地形傳播損耗RTTR傳播損耗繞射損耗特點電磁波在繞射點四處擴散繞射波覆蓋除障礙物外的所有方向擴散損耗最為嚴重計算公式復雜，隨不同繞射常數(shù)變化TR傳播損耗繞射損耗TR傳播損耗穿透損耗室內(nèi)信號取決于建筑物的穿透損耗室內(nèi)窗口處與室內(nèi)中部信號差別較大建筑物材質(zhì)對穿透損耗影響較大電磁波的入射角對穿透損耗影響較大TRXdBmWdBm穿透損耗=X-W=BdB電磁波穿透墻體的反射和折射傳播損耗穿透損耗TRXdBmWdBm穿透損耗=X-W=Bd傳播損耗建筑物穿透損耗物體阻擋/穿透損耗為：隔墻阻擋：5～20dB樓層阻擋：＞20dB室內(nèi)損耗值是樓層高度的函數(shù)，-1.9dB/層家具和其它障礙物的阻擋：2～15dB厚玻璃：6