MD05.10-無(wú)線傳播理論

1、無(wú)線傳播理論無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃部無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃部一、無(wú)線傳播基本原理二、無(wú)線傳播環(huán)境 信號(hào)衰落 傳播損耗三、無(wú)線傳播模型四、模型校正目錄目錄一、無(wú)線傳播基本原理二、無(wú)線傳播環(huán)境 信號(hào)衰落 傳播損耗三、無(wú)線傳播模型四、模型校正無(wú)線傳播理論提綱無(wú)線傳播理論提綱無(wú)線傳播基本原理無(wú)線傳播基本原理頻譜劃分頻譜劃分300-3000GHzEHFExtremely HighFrequency30-300GHzSHFSuper High Frequency3-30GHzUHFUltra High Frequency300-3000MHzVHFVery High Frequency30-300MHzHFHigh Freq

2、uency3-30MHzMFMedium Frequency300-3000KHzLFLow Frequency30-300KHzVLFVery-low Frequency3-30KHzVFVoice Frequency300-3000HzELFExtremely LowFrequency30-300Hz3-30HzDesignationClassificationFrequency不同的頻段內(nèi)的頻率具有不同的傳播特性不同的頻段內(nèi)的頻率具有不同的傳播特性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(lái)源）電離層反射波（超視距通訊途徑）無(wú)線傳播

3、基本原理無(wú)線傳播基本原理傳播途徑傳播途徑建筑物反射波建筑物反射波繞射波繞射波直達(dá)波直達(dá)波地面反射波地面反射波無(wú)線傳播基本原理無(wú)線傳播基本原理傳播途徑傳播途徑無(wú)線傳播理論提綱無(wú)線傳播理論提綱一、無(wú)線傳播基本原理一、無(wú)線傳播基本原理二、無(wú)線傳播環(huán)境二、無(wú)線傳播環(huán)境 信號(hào)衰落信號(hào)衰落 傳播損耗傳播損耗三、無(wú)線傳播模型三、無(wú)線傳播模型四、模型校正四、模型校正無(wú)線傳播環(huán)境無(wú)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(wú)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 人為環(huán)境

4、鄉(xiāng)村地區(qū) 準(zhǔn)郊區(qū) 郊區(qū) 市區(qū) 地形結(jié)構(gòu) 開(kāi)闊區(qū) 平滑地形 丘陵地形 山區(qū) 無(wú)線傳播環(huán)境無(wú)線傳播環(huán)境無(wú)線傳播理論提綱無(wú)線傳播理論提綱一、無(wú)線傳播基本原理二、無(wú)線傳播環(huán)境 信號(hào)衰落 傳播損耗三、無(wú)線傳播模型四、模型校正無(wú)線傳播環(huán)境無(wú)線傳播環(huán)境 信號(hào)衰落信號(hào)衰落距離距離(m)接收功率接收功率(dBm)102030-20-40-60慢衰落慢衰落快衰落快衰落無(wú)線傳播環(huán)境無(wú)線傳播環(huán)境 信號(hào)衰落信號(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

5、GSM通信采用跳頻起源于反射，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(lái)的同頻干擾問(wèn)題 發(fā)射信號(hào)來(lái)自遠(yuǎn)離接收天線的物體無(wú)線傳播環(huán)境無(wú)線傳播環(huán)境 時(shí)間色散時(shí)間色散解解 決決自適應(yīng)均衡技術(shù)、站址調(diào)整自適應(yīng)均衡技術(shù)、站址調(diào)整無(wú)線傳播理論提綱無(wú)線傳播理論提綱一、無(wú)線傳播基本原理一、無(wú)線傳播基本原理二、無(wú)線傳播環(huán)境二、無(wú)線傳播環(huán)境 信號(hào)衰落信號(hào)衰落 傳播損耗傳播損耗三、無(wú)線傳播模型三、無(wú)線傳播模型四、模型校正四、模型校正Ploss=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

6、 = 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 自由空間傳播損耗自由空間傳播損耗無(wú)線傳播環(huán)境無(wú)線傳播環(huán)境 傳播損耗傳播損耗無(wú)線傳播環(huán)境無(wú)線傳播環(huán)境 傳播損耗傳播損耗平坦地形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的路徑損耗無(wú)線傳播環(huán)境無(wú)線傳播環(huán)境 傳播損耗傳播損耗準(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

7、、水陸混合地形等RTTR其它傳播損耗其它傳播損耗TRTR無(wú)線傳播環(huán)境無(wú)線傳播環(huán)境 傳播損耗傳播損耗 繞射損耗 穿透損耗 地物損耗無(wú)線傳播理論無(wú)線傳播理論 繞射損耗繞射損耗特點(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)變化無(wú)線傳播理論無(wú)線傳播理論 建筑物穿透損耗（一）建筑物穿透損耗（一） 0 0 0 0dDw1w2E1E2XdBmWdBm穿透損耗穿透損耗=X-W=B dB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)穿透損耗影響較大無(wú)線傳播理論無(wú)線傳

8、播理論 建筑物穿透損耗（二）建筑物穿透損耗（二） 物體阻擋/穿透損耗為： 隔墻阻擋：520dB 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： 215dB 厚玻璃： 610dB 火車(chē)車(chē)廂的穿透損耗為：1530dB 電梯的穿透損耗： 30dB左右 茂密樹(shù)葉損耗：10dB無(wú)線傳播理論無(wú)線傳播理論 反射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)0.910.60.80.30.50.10.2反射損耗（dB）01246101420無(wú)線傳播理論提綱無(wú)線傳播理論提綱一、無(wú)線傳播基本原理一、無(wú)線傳播基本原理二、無(wú)線傳播環(huán)境二、無(wú)線傳播環(huán)境 信號(hào)

9、衰落信號(hào)衰落 傳播損耗傳播損耗三、無(wú)線傳播模型三、無(wú)線傳播模型四、模型校正四、模型校正無(wú)線傳播模型無(wú)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常用傳播模型常用傳播模型 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) COST231 Walfish-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(jiàn)傳播模型常見(jiàn)傳播模型無(wú)線傳播模型無(wú)線傳播模型無(wú)線傳播模型無(wú)線傳播模型Lp=69.55 + 26.16logf -

10、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 - 2log(f/28)2-5.4對(duì)于開(kāi)闊地：Lpo = Lp - 4.78log(f)2+18.33 logf - 40.94Okumura(奧村奧村)/Hata模型模型無(wú)線傳播模型無(wú)線傳播模型Ploss=K1+K2lgd+K3(Hms)+K4lg(Hms)+K5lg(Heff)+K6lg(Heff)lg(d)+K7+KclutterPath

11、loss：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）華為規(guī)劃軟件模型（一）K參數(shù)參考值K1146/900M Urban,154/1800M UrbanK244.90K3-2.88K40.00K5-13.82K6-6.55K7-0.70無(wú)線傳播模型無(wú)線傳播模型華為規(guī)劃軟件模型（二）華為規(guī)劃軟件模型（二）Clutter衰耗值參考值Inland Water-3.

12、00Wetland-3.00Open Areas-2.00Rangeland-1.00Forest13.00Industrial&Commercial Areas5.00Village-2.90Parallel_Low_Buildings-2.50Suburban-2.50Urban0Dense urban5High Building16無(wú)線傳播模型無(wú)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(chē)內(nèi)，或市區(qū)一般建筑物一層室內(nèi)-80d

13、Bm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2dB無(wú)線傳播理論提綱無(wú)線傳播理論提綱一、無(wú)線傳播基本原理一、無(wú)線傳播基本原理二、無(wú)線傳播環(huán)境二、無(wú)線傳播環(huán)境 信號(hào)衰落信號(hào)衰落 傳播損耗傳播損耗三、無(wú)線傳播模型三、無(wú)線傳播模型四、模型校正四、模型校正模型校正模型校正 目的：通過(guò)連續(xù)波（CW）測(cè)試，校正傳播模型參數(shù)，增加 無(wú)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

14、符合李氏定律：40波長(zhǎng)，采樣50個(gè)樣點(diǎn) 校正方法：最小方差法模型校正模型校正 站點(diǎn)選取站點(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(lèi)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 模型校正模型校正 測(cè)試設(shè)備測(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)模型校正模型校正 天饋數(shù)據(jù)確定天饋數(shù)據(jù)確定采用全向天線記錄天線高度、增益、基站發(fā)射功率模型校正模型校正 測(cè)試路線確定測(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45個(gè)測(cè)試數(shù)據(jù)以消除位置影響盡可能經(jīng)過(guò)各種地物盡量避免高速公路車(chē)速上限：Vmax=0.8/Tsample螺旋測(cè)試路徑模型校