《GSM無線傳播理論》

1、課程內容課程內容第一章第一章 無線傳播原理無線傳播原理 第二章第二章 無線傳播環(huán)境無線傳播環(huán)境 第三章第三章 無線傳播模型無線傳播模型 第四章第四章 傳播模型校正傳播模型校正 頻譜劃分頻譜劃分300-3000GHzEHFExtremely HighFrequency30-300GHzSHFSuper High Frequency3-30GHzUHFUltra High Frequency300-3000MHzVHFVery High Frequency30-300MHzHFHigh Frequency3-30MHzMFMedium Frequency300-3000KHzLFLow Frequ

2、ency30-300KHzVLFVery-low Frequency3-30KHzVFVoice Frequency300-3000HzELFExtremely LowFrequency30-300Hz3-30HzDesignationClassificationFrequency不同的頻段內的頻率具有不同的傳播特性不同的頻段內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）傳播途徑傳播途徑建筑物反射波建筑物反射波繞射波繞射波直達波直達波地面反射波地面反射波傳播途徑傳播途徑課程內容課程

3、內容第一章第一章 無線傳播原理無線傳播原理 第二章第二章 無線傳播環(huán)境無線傳播環(huán)境 第三章第三章 無線傳播模型無線傳播模型 第四章第四章 傳播模型校正傳播模型校正 無線傳播環(huán)境無線傳播環(huán)境電波傳播受地形結構和人為環(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 人為環(huán)境 鄉(xiāng)村地區(qū) 準郊區(qū) 郊區(qū) 市區(qū) 地形結構 開闊區(qū) 平滑地形 丘陵地形 山區(qū) 無線傳播環(huán)境無線傳播環(huán)境信號衰落信號衰落距離距離(m)接收功率接收功率(dBm)102030-20-40-60慢衰

4、落慢衰落快衰落快衰落信號衰落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時間色散時間色散解解 決決自適應均衡技術、站址調整自適應均衡技術、站址調整Ploss=32.44+20lgfMHz+20lgdkm設f=900MHz，該傳播損耗可描述為：Ploss=91.52+20lgd =L0+10

5、lgdL0=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 自由空間傳播損耗自由空間傳播損耗傳播損耗傳播損耗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其它傳播損耗其它傳播損耗TRTR

6、傳播損耗傳播損耗 繞射損耗 穿透損耗 地物損耗繞射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)變化建筑物穿透損耗建筑物穿透損耗 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 室內信號取決于建筑物的穿透損耗 室內窗口處與室內中部信號差別較大 建筑物材質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建筑物穿透損耗建筑物穿透損耗 物體阻擋/穿透損耗為： 隔墻阻擋：520dB 樓層阻擋：20dB， 室內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

7、擋： 215dB 厚玻璃： 610dB 火車車廂的穿透損耗為：1530dB 電梯的穿透損耗： 30dB左右 茂密樹葉損耗：10dB反射損耗反射損耗地面性質水面稻田田野城市、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課程內容課程內容第一章第一章 無線傳播原理無線傳播原理 第二章第二章 無線傳播環(huán)境無線傳播環(huán)境 第三章第三章 無線傳播模型無線傳播模型 第四章第四章 傳播模型校正傳播模型校正 無線傳播模型無線傳播模型傳播模型用于預測地形、障礙物及人為環(huán)境對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)

8、/Hata模型 適用于900M宏蜂窩預測 COST231-Hata模型 適用于1800M宏蜂窩預測 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的宏蜂窩常見傳播模型常見傳播模型無線傳播模型無線傳播模型無線傳播模型無線傳播模型Lp=69.55 + 26.16logf - 13.82loghb +(44.9 -65.5loghb)logd - a(hm)hb：基站天線高度；hm：移動臺天線高度對中等城市或大城市：A(hm)=(1.1logf - 0.7)hm - (1.56logf - 0.8)對于

9、郊區(qū)：Lps = Lp - 2log(f/28)2-5.4對于開闊地：Lpo = Lp - 4.78log(f)2+18.33 logf - 40.94Okumura(奧村奧村)/Hata模型模型無線傳播模型無線傳播模型Ploss=K1+K2lgd+K3(Hms)+K4lg(Hms)+K5lg(Heff)+K6lg(Heff)lg(d)+K7+KclutterPathloss：路徑損耗(dB)K1：與頻率相關的常數(shù)K2：距離衰減常數(shù)K3、K4：移動臺天線高度修正系數(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：基站與移動臺之間的距離(km)Hms、He

10、ff：移動臺天線和基站天線的有效高度(m)華為規(guī)劃軟件華為規(guī)劃軟件模型模型（一）（一）K參數(shù)參考值K1146/900M Urban,154/1800M UrbanK244.90K3-2.88K40.00K5-13.82K6-6.55K7-0.70無線傳播模型無線傳播模型華為規(guī)劃軟件華為規(guī)劃軟件模型模型（二）（二）Clutter衰耗值參考值Inland Water-3.00Wetland-3.00Open Areas-2.00Rangeland-1.00Forest13.00Industrial&Commercial Areas5.00Village-2.90Parallel_Low_Build

11、ings-2.50Suburban-2.50Urban0Dense urban5High Building16無線傳播模型無線傳播模型應用環(huán)境最低接收功率備注：手機接收電平=天線口功率-路徑傳播損耗大樓室內-70dBm手機靈敏度-102dBm，快衰落保護3dB，慢衰落保護7dB，穿透損耗16dB，干擾保護2dB，環(huán)境噪聲2dB小臥車內，或市區(qū)一般建筑物一層室內-80dBm手機靈敏度-102dBm，快衰落保護3dB，慢衰落保護5dB，穿透損耗10dB，干擾保護2dB，環(huán)境噪聲2dB室外-90dBm手機靈敏度-102dBm，快衰落保護3dB，慢衰落保護5dB，干擾保護2dB，環(huán)境噪聲2dB課程內容

12、課程內容第一章第一章 無線傳播原理無線傳播原理 第二章第二章 無線傳播環(huán)境無線傳播環(huán)境 第三章第三章 無線傳播模型無線傳播模型 第四章第四章 傳播模型校正傳播模型校正 模型校正模型校正 目的：通過連續(xù)波（CW）測試，校正傳播模型參數(shù)，增加 無線覆蓋預測的準確性。即將連續(xù)波測試結果與預測結果 相比較，調整模型中的K參數(shù)，使模型符合實際地理環(huán)境。 采樣符合李氏定律：40波長，采樣50個樣點 校正方法：最小方差法模型校正模型校正 站點選取站點選取服務區(qū)內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 選取測試點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）對每一種人為環(huán)境

13、，最好有三個或三 個以上的測試站點，以盡可能消除位 置因素 模型校正模型校正 測試設備測試設備 基站系統(tǒng) -發(fā)射天線 -饋線 -高功放 -高頻信號源 測試系統(tǒng) -GPS -測試軟件 -便攜機 -測試接收機模型校正模型校正 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 測試路線確定測試路線確定考慮點不同距離不同方向的測試數(shù)據(jù)某個距離至少45個測試數(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=0.8/Tsample螺旋測試路徑模型校正模型校正 數(shù)字地圖數(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