GSM無線傳播理論課件

無線傳播理論GSM無線傳播理論課程內(nèi)容第一章無線傳播原理第二章無線傳播環(huán)境第三章無線傳播模型第四章傳播模型校正GSM無線傳播理論頻譜劃分不同的頻段內(nèi)的頻率具有不同的傳播特性GSM無線傳播理論直射波及地面反射波（最一般的傳播形式）對(duì)流層反射波（傳播具有很大的隨機(jī)性）山體繞射波（陰影區(qū)域信號(hào)來源）電離層反射波（超視距通訊途徑）傳播途徑GSM無線傳播理論①建筑物反射波②繞射波③直達(dá)波④地面反射波傳播途徑GSM無線傳播理論課程內(nèi)容第一章無線傳播原理

第二章無線傳播環(huán)境

第三章無線傳播模型第四章傳播模型校正GSM無線傳播理論無線傳播環(huán)境電波傳播受地形結(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

GSM無線傳播理論

人為環(huán)境鄉(xiāng)村地區(qū)準(zhǔn)郊區(qū)郊區(qū)市區(qū)

地形結(jié)構(gòu)開闊區(qū)平滑地形丘陵地形山區(qū)無線傳播環(huán)境GSM無線傳播理論信號(hào)衰落距離(m)接收功率(dBm)102030-20-40-60慢衰落快衰落GSM無線傳播理論信號(hào)衰落抗快衰落措施－分集時(shí)間分集符號(hào)交織、檢錯(cuò)、糾錯(cuò)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(hào)不具有同時(shí)衰減的特性?；窘邮諜C(jī)對(duì)一定時(shí)間范圍內(nèi)不同時(shí)延信號(hào)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GSM無線傳播理論起源于反射，主要指到達(dá)接收機(jī)的主信號(hào)和其他多徑信號(hào)在空間傳輸時(shí)間差異而帶來的同頻干擾問題

發(fā)射信號(hào)來自遠(yuǎn)離接收天線的物體時(shí)間色散解決自適應(yīng)均衡技術(shù)、站址調(diào)整GSM無線傳播理論P(yáng)loss=32.44+20lgfMHz+20lgdkm設(shè)f=900MHz，該傳播損耗可描述為：Ploss=91.52+20lgd=L0+10lgdL0=91.52=2 路徑損耗斜率 在實(shí)際通信環(huán)境中，

一般在3至5之間

自由空間傳播損耗傳播損耗GSM無線傳播理論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(dòng)臺(tái)高度基站天線高度增加一倍，可補(bǔ)償6dB的路徑損耗GSM無線傳播理論傳播損耗準(zhǔn)平滑地形及不規(guī)則地形傳播損耗準(zhǔn)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(zhǔn)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RTTRGSM無線傳播理論其它傳播損耗TRTR傳播損耗

繞射損耗

穿透損耗

地物損耗GSM無線傳播理論繞射損耗特點(diǎn)電磁波在繞射點(diǎn)四處擴(kuò)散繞射波覆蓋除障礙物外的所有方向擴(kuò)散損耗最為嚴(yán)重計(jì)算公式復(fù)雜，隨不同繞射常數(shù)變化GSM無線傳播理論建筑物穿透損耗XdBmWdBm穿透損耗=X-W=BdB電磁波穿透墻體的反射和折射

室內(nèi)信號(hào)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(hào)差別較大建筑物材質(zhì)對(duì)穿透損耗影響較大電磁波的入射角對(duì)穿透損耗影響較大GSM無線傳播理論建筑物穿透損耗

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

GSM無線傳播理論反射損耗地面性質(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）0～12～46～1014～20GSM無線傳播理論課程內(nèi)容第一章無線傳播原理

第二章無線傳播環(huán)境第三章無線傳播模型

第四章傳播模型校正GSM無線傳播理論無線傳播模型傳播模型用于預(yù)測(cè)地形、障礙物及人為環(huán)境對(duì)電波傳播中路徑損耗的影響。GSM常用傳播模型GSM無線傳播理論Okumura(奧村)/Hata模型適用于900M宏蜂窩預(yù)測(cè)

COST231-Hata模型適用于1800M宏蜂窩預(yù)測(cè)

COST231Walfish-Ikegami模型適用于900M和1800M的微蜂窩規(guī)劃軟件ASSET的傳播模型適用于900M和1800M的宏蜂窩常見傳播模型無線傳播模型GSM無線傳播理論無線傳播模型Lp=69.55+26.16logf-13.82loghb+(44.9-65.5loghb)logd-a(hm)hb：基站天線高度；hm：移動(dòng)臺(tái)天線高度對(duì)中等城市或大城市：

A(hm)=(1.1logf-0.7)hm-(1.56logf-0.8)對(duì)于郊區(qū)： Lps=Lp-2[log(f/28)]2-5.4對(duì)于開闊地：Lpo=Lp-4.78[log(f)]2+18.33logf-40.94Okumura(奧村)/Hata模型GSM無線傳播理論無線傳播模型Ploss=K1+K2lgd+K3(Hms)+K4lg(Hms)+K5lg(Heff)+K6lg(Heff)lg(d)+K7+KclutterPathloss： 路徑損耗(dB)K1： 與頻率相關(guān)的常數(shù)K2： 距離衰減常數(shù)K3、K4： 移動(dòng)臺(tái)天線高度修正系數(shù)K5、K6： 基站天線高度修正系數(shù)K7： 繞射修正系數(shù)Kclutter： 地物衰減修正系數(shù)d： 基站與移動(dòng)臺(tái)之間的距離(km)Hms、Heff： 移動(dòng)臺(tái)天線和基站天線的有效高度(m)華為規(guī)劃軟件模型（一）K參數(shù)參考值K1146/900MUrban,154/1800MUrbanK244.90K3-2.88K40.00K5-13.82K6-6.55K7-0.70GSM無線傳播理論無線傳播模型華為規(guī)劃軟件模型（二）Clutter衰耗值參考值InlandWater-3.00Wetland-3.00OpenAreas-2.00Rangeland-1.00Forest13.00Industrial&CommercialAreas5.00Village-2.90Parallel_Low_Buildings-2.50Suburban-2.50Urban0Denseurban5HighBuilding16GSM無線傳播理論無線傳播模型應(yīng)用環(huán)境最低接收功率備注：手機(jī)接收電平=天線口功率-路徑傳播損耗大樓室內(nèi)-70dBm手機(jī)靈敏度-102dBm，快衰落保護(hù)3dB，慢衰落保護(hù)7dB，穿透損耗16dB，干擾保護(hù)2dB，環(huán)境噪聲2dB小臥車內(nèi)，或市區(qū)一般建筑物一層室內(nèi)-80dBm手機(jī)靈敏度-102dBm，快衰落保護(hù)3dB，慢衰落保護(hù)5dB，穿透損耗10dB，干擾保護(hù)2dB，環(huán)境噪聲2dB室外-90dBm手機(jī)靈敏度-102dBm，快衰落保護(hù)3dB，慢衰落保護(hù)5dB，干擾保護(hù)2dB，環(huán)境噪聲2dBGSM無線傳播理論課程內(nèi)容第一章無線傳播原理

第二章無線傳播環(huán)境第三章無線傳播模型第四章

傳播模型校正

GSM無線傳播理論模型校正

目的：通過連續(xù)波（CW）測(cè)試，校正傳播模型參數(shù)，增加無線覆蓋預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。即將連續(xù)波測(cè)試結(jié)果與預(yù)測(cè)結(jié)果相比較，調(diào)整模型中的K參數(shù)，使模型符合實(shí)際地理環(huán)境。采樣符合李氏定律：40波長(zhǎng)，采樣50個(gè)樣點(diǎn)

校正方法：最小方差法GSM無線傳播理論模型校正

——站點(diǎn)選取服務(wù)區(qū)內(nèi)具有代表性的傳播環(huán)境，如密集城區(qū)、一般城區(qū)、郊區(qū)等，分別選取測(cè)試點(diǎn)站址的選擇原則是要使它能覆蓋足夠多的地物類型（電子地圖提供）對(duì)每一種人為環(huán)境，最好有三個(gè)或三個(gè)以上的測(cè)試站點(diǎn)，以盡可能消除位置因素

GSM無線傳播理論模型校正

——測(cè)試設(shè)備

基站系統(tǒng)

-發(fā)射天線

-饋線

-高功放

-高頻信號(hào)源測(cè)試系統(tǒng)

-GPS-測(cè)試軟件

-便攜機(jī)

-測(cè)試接收機(jī)GSM無線傳播理論模型校正

——天饋數(shù)據(jù)確定采用全向天線記錄天線高度、增益、基站發(fā)射功率GSM無線傳播理論模型校正

——測(cè)試路線確定考慮點(diǎn)不同距離不同方向的測(cè)試數(shù)據(jù)某個(gè)距離至少4～5個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)以消除位置影響盡可能經(jīng)過各種地物盡量避免高速公路車速上限：Vmax=0.8λ/Tsample螺旋測(cè)試路徑GSM無線傳播理論模型校正

——數(shù)字地圖

數(shù)字高程模型DEM

地物覆蓋模型DOM

線狀地物模型LDM

建筑物矢量模型BDM數(shù)字化地圖的數(shù)據(jù)數(shù)字化地圖的精度