中國移動通信電波傳播特點與原理

1、第三章移動通信電波傳播移動通信電波傳播 無線電波傳播特點：無線電波傳播特點：由移動所帶來的隨機性；由移動所帶來的隨機性；復(fù)雜的路徑帶來信號電平的衰耗；復(fù)雜的路徑帶來信號電平的衰耗；移動臺的速度也會對信號電平的衰落帶來移動臺的速度也會對信號電平的衰落帶來影響。影響。傳播模型的建立：傳播模型的建立：集中于給定范圍內(nèi)平均接收場強的預(yù)測，和集中于給定范圍內(nèi)平均接收場強的預(yù)測，和特定位置附近場強的變化。特定位置附近場強的變化。分為分為大尺度傳播模型大尺度傳播模型和和小尺度傳播模型小尺度傳播模型： 1 1 大尺度傳播模型：描述發(fā)射機和接收機之間大尺度傳播模型：描述發(fā)射機和接收機之間（T-RT-R）長距離（

2、幾百米或幾千米）上的場）長距離（幾百米或幾千米）上的場強變化的模型。強變化的模型。 2 2 描述短距離（幾個波長）或短時間（秒級）描述短距離（幾個波長）或短時間（秒級）內(nèi)的接收場強的快速波動的傳播模型。內(nèi)的接收場強的快速波動的傳播模型。3.1 VHFVHFUHFUHF頻段電波傳播特性頻段電波傳播特性當(dāng)前陸地移動通信主要使用的頻段當(dāng)前陸地移動通信主要使用的頻段VHFVHF和和UHF, UHF, 即即150MHz150MHz、450MHz450MHz、900MHz900MHz、1800MHz1800MHz。其頻率收發(fā)間隔分別為：其頻率收發(fā)間隔分別為：5.7MHz 5.7MHz 、 10MHz 10

3、MHz 、 45MHz 45MHz 、 95MHz95MHz。移動通信中傳播的方式主要有移動通信中傳播的方式主要有直射波直射波、反反射波射波、繞射波繞射波、散射波散射波和和地表面波地表面波等傳播等傳播方式。方式。 在分析移動通信信道時，主要考慮直射波在分析移動通信信道時，主要考慮直射波和反射波的影響和反射波的影響 。圖圖3-13-1為典型的移動信道電波傳播路徑。為典型的移動信道電波傳播路徑。圖圖3-1 3-1 典型的移動信道電波傳播路徑典型的移動信道電波傳播路徑 3.1.1 3.1.1 直射波直射波直射波傳播直射波傳播 ：在自由空間在自由空間中中, ,電波沿直線傳播而電波沿直線傳播而不被吸收不

4、被吸收, ,也不發(fā)生反射、折射和散射等現(xiàn)象而也不發(fā)生反射、折射和散射等現(xiàn)象而直接到達(dá)接收點的傳播方式。直接到達(dá)接收點的傳播方式。直射波傳播損耗可看成自由空間的電波傳播損耗直射波傳播損耗可看成自由空間的電波傳播損耗: : ) 1 . 3()(lg20)(lg2045.32dBMHzfkmdLbs其中其中,d ,d為距離為距離(km),f(km),f為工作頻率為工作頻率(MHz)(MHz)。 3.1.2 3.1.2 視距傳播的極限距離視距傳播的極限距離視線所能到達(dá)的最遠(yuǎn)距離稱為視線所能到達(dá)的最遠(yuǎn)距離稱為視線距離視線距離d d0 0。已知地球半徑為已知地球半徑為R R=6370km=6370km，設(shè)

5、發(fā)射天，設(shè)發(fā)射天線和接收天線高度分別為線和接收天線高度分別為h hT T和和h hR R( (單位單位m)m)，理論上可得視距傳播的極限距離為：，理論上可得視距傳播的極限距離為：)2 . 3()() )()(57. 30kmmhmhdTR當(dāng)考慮空氣的不均勻性對電波傳播軌當(dāng)考慮空氣的不均勻性對電波傳播軌跡的影響后，等效為地球半徑跡的影響后，等效為地球半徑R R=8500km=8500km，可得修正后的視距傳播的，可得修正后的視距傳播的極限距離：極限距離： ) 3 . 3()() )()(12. 40kmmhmhdTR3.1.3 3.1.3 繞射損耗繞射損耗繞射：當(dāng)接收機和發(fā)射機之間的無線路徑繞射

6、：當(dāng)接收機和發(fā)射機之間的無線路徑被尖被尖利的邊緣阻擋時利的邊緣阻擋時發(fā)生繞射。由阻擋表面產(chǎn)生的發(fā)生繞射。由阻擋表面產(chǎn)生的二次波散布于空間，甚至于阻擋體的背面。二次波散布于空間，甚至于阻擋體的背面。繞射損耗繞射損耗 ：各種障礙物對電波傳輸所引起的損：各種障礙物對電波傳輸所引起的損耗耗 。菲涅爾余隙菲涅爾余隙 ：設(shè)障礙物與發(fā)射點、接收點的相：設(shè)障礙物與發(fā)射點、接收點的相對位置如圖對位置如圖3-33-3所示，圖中所示，圖中x x表示障礙物頂點表示障礙物頂點P P至至直線直線TRTR之間的垂直距離，在傳播理論中之間的垂直距離，在傳播理論中x x稱為菲稱為菲涅爾余隙。涅爾余隙。 （a a）負(fù)余隙）負(fù)余隙

7、 （b b）正余隙）正余隙 圖圖3-3 3-3 菲涅爾余隙菲涅爾余隙障礙物引起的繞射損耗與菲涅爾余隙障礙物引起的繞射損耗與菲涅爾余隙之間的關(guān)系如圖之間的關(guān)系如圖3-43-4所示。其中所示。其中x1x1稱菲稱菲涅爾半徑（第一菲涅爾半徑）。涅爾半徑（第一菲涅爾半徑）。結(jié)論結(jié)論：當(dāng)橫坐標(biāo)：當(dāng)橫坐標(biāo)x/x10.5x/x10.5時，則障礙時，則障礙物對直射波的傳播基本上沒有影響。物對直射波的傳播基本上沒有影響。當(dāng)當(dāng)x=0 x=0時，時，TRTR直射線從障礙物頂點擦直射線從障礙物頂點擦過時，繞射損耗約過時，繞射損耗約6dB6dB；當(dāng)；當(dāng)x0 x0時，時，TRTR直射線低于障礙物頂點，損耗急劇增直射線低于障

8、礙物頂點，損耗急劇增加。加。 圖圖3-4 3-4 繞射損耗與菲涅爾余隙之間的關(guān)系繞射損耗與菲涅爾余隙之間的關(guān)系 3.1.4 3.1.4 反射波反射波電波在傳輸過程中，電波在傳輸過程中，遇到兩種不同介質(zhì)的光滑遇到兩種不同介質(zhì)的光滑界面時界面時，就會發(fā)生反射現(xiàn)象。，就會發(fā)生反射現(xiàn)象。 圖圖3-53-5給出了從發(fā)射天線到接收天線的電波由反給出了從發(fā)射天線到接收天線的電波由反射波和直射波組成的情況。反射波與直射波的射波和直射波組成的情況。反射波與直射波的行距差為：行距差為：兩路信號到達(dá)接收天線的時間差換算成相位差兩路信號到達(dá)接收天線的時間差換算成相位差為：為： dhhcbadRT2)6 . 3(220

9、dTt圖圖3-5 3-5 反射波和直射波反射波和直射波 3.1.5 3.1.5 散射散射散射：當(dāng)波穿行的介質(zhì)中散射：當(dāng)波穿行的介質(zhì)中存在小于波長的存在小于波長的物體并且單位體積內(nèi)阻擋體的個數(shù)非常巨物體并且單位體積內(nèi)阻擋體的個數(shù)非常巨大時大時，發(fā)生散射。，發(fā)生散射。散射波產(chǎn)生于粗糙表面，小物體或其他不散射波產(chǎn)生于粗糙表面，小物體或其他不規(guī)則物體。在實際的通信系統(tǒng)中，樹葉、規(guī)則物體。在實際的通信系統(tǒng)中，樹葉、街道標(biāo)志和燈柱等會引發(fā)散射。街道標(biāo)志和燈柱等會引發(fā)散射。3.1.6 3.1.6 多徑效應(yīng)與瑞利型衰落特性多徑效應(yīng)與瑞利型衰落特性tAccos設(shè)發(fā)射機發(fā)出的信號為：設(shè)發(fā)射機發(fā)出的信號為：則接收機

10、接收端收到的合成信號為：則接收機接收端收到的合成信號為： niicitttRtR1)(cos)()()(cos)(1tttRicnii式中式中 為第為第i i條路徑的接收信號；條路徑的接收信號； 為第為第i i條條路徑的傳輸時間；路徑的傳輸時間； 為第為第i i條路徑的相位滯后，條路徑的相位滯后， )(tRi)(ti)(ti)()(ttioi（3-83-8） 和和 隨時間的變化與發(fā)射信號的載頻周期相隨時間的變化與發(fā)射信號的載頻周期相比，通常要緩慢得多，所以，可以認(rèn)為是緩慢變比，通常要緩慢得多，所以，可以認(rèn)為是緩慢變化的隨機過程化的隨機過程 。)(tRi)(ti所以（所以（3-83-8）式可寫成

11、：）式可寫成：niniciiciitttRtttRtR11sin)(sin)(cos)(cos)()(（3-93-9）設(shè)：設(shè)：niiisniiicttRtxttRtx11)(sin)()()(cos)()()(sin)()(cos)()(ttxttxtRcccs)(cos)(tttUc則（則（3-93-9）式可寫為：）式可寫為：)()()(22txtxtUsc)()()(1txtxtgtsc)(tU為合成波為合成波 的包絡(luò)；的包絡(luò)； 為合成波為合成波 的相位。的相位。 )(tR)(tR)(t通常通常 滿足滿足瑞利分布瑞利分布，相位，相位 滿足滿足均勻分布均勻分布， 可視可視為一個窄帶過程。為一

12、個窄帶過程。 )(tU)(t)(tRrrrrP0)2exp()(2222021)(P則：由上式可得出瑞利衰落的一些特性：由上式可得出瑞利衰落的一些特性： 均值為：均值為：方差為：方差為：2533.12)(0drrrPrErmean222022224292.0)22(2)(drrPrrErEr3.1.7 3.1.7 萊斯（萊斯（RiceamRiceam）衰落分布）衰落分布在移動通信中，如果存在一個在移動通信中，如果存在一個起支配作用的起支配作用的直達(dá)波直達(dá)波（未受衰落影響），此時，接收端接（未受衰落影響），此時，接收端接收信號的包絡(luò)為收信號的包絡(luò)為萊斯（萊斯（RiceamRiceam）分布）分布

13、。)(2lg10)(22dBAdbK000, 0)()(202)(2222rrAArIerrPAr設(shè)設(shè)KA, 0若若萊斯分布萊斯分布 瑞利分布瑞利分布 3.2 3.2 電波傳播特性的估算（工程計算）電波傳播特性的估算（工程計算）3.2.1 Egli.John.J. 3.2.1 Egli.John.J. 場強計算公式場強計算公式在實際中，由于移動通信的移動體在不停在實際中，由于移動通信的移動體在不停地運動。計算繞射損耗中的地運動。計算繞射損耗中的x x、x1x1的數(shù)值處的數(shù)值處于變化中。于變化中。Egli.John.J.Egli.John.J.提出一種經(jīng)驗?zāi)Ｐ停⒏鶕?jù)此模提出一種經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，并根?jù)

14、此模型提出經(jīng)驗修正公式，認(rèn)為不平坦地區(qū)的場型提出經(jīng)驗修正公式，認(rèn)為不平坦地區(qū)的場強等于平面大地反射公式算出的場強加上一強等于平面大地反射公式算出的場強加上一個修正值，其修正值為：個修正值，其修正值為：)14. 3(40lg20f則不平坦的場強公式為則不平坦的場強公式為 )15. 3(40lg204lg20)()(210fdhhdBEdBE或者說，不平坦地帶傳播衰減為或者說，不平坦地帶傳播衰減為)16. 3(40lg204lg20)(21fdhhdBA如果如果h1h1、h2h2用米表示，用米表示，d d用公里用公里(km)(km)表示，表示，f f用用MHzMHz表示，則表示，則)(lg40)(

15、lg20)(lg20)(lg2088)(21kmdmhmhMHZfdBLA常用的傳播模型常用的傳播模型室外：室外：Longley-RiceLongley-Rice模型模型：應(yīng)用于：應(yīng)用于f f為為40MHz40MHz到到100GHz100GHz之間，之間，不同種類的地形中點對點的通信系統(tǒng)?？梢宰龅近c到不同種類的地形中點對點的通信系統(tǒng)?？梢宰龅近c到點方式的預(yù)測和區(qū)域預(yù)測。點方式的預(yù)測和區(qū)域預(yù)測。DurkinDurkin模型模型：建立訪問服務(wù)區(qū)的地形數(shù)據(jù)庫，可看成：建立訪問服務(wù)區(qū)的地形數(shù)據(jù)庫，可看成是二維陣列，然后計算沿徑向的路徑損耗，最后仿真是二維陣列，然后計算沿徑向的路徑損耗，最后仿真的接收機

16、位置可被重復(fù)地移動到服務(wù)區(qū)不同的位置來的接收機位置可被重復(fù)地移動到服務(wù)區(qū)不同的位置來推導(dǎo)出信號場強輪廓。推導(dǎo)出信號場強輪廓。OkumuraOkumura模型模型：應(yīng)用最廣泛。：應(yīng)用最廣泛。HataHata模型模型：根據(jù)：根據(jù)OkumuraOkumura曲線圖所作的經(jīng)驗公式，頻率曲線圖所作的經(jīng)驗公式，頻率范圍從范圍從150MHz150MHz到到1500MHz1500MHz。以市區(qū)傳播損耗為標(biāo)準(zhǔn)，。以市區(qū)傳播損耗為標(biāo)準(zhǔn)，其他地區(qū)在此基礎(chǔ)上進行修正。其他地區(qū)在此基礎(chǔ)上進行修正。WalfishWalfish和和BertoniBertoni模型模型寬帶寬帶PCSPCS微蜂窩模型微蜂窩模型室內(nèi)室內(nèi)（室內(nèi)信

17、道分為視距和阻擋兩種）（室內(nèi)信道分為視距和阻擋兩種）分隔損耗（同樓層）模型分隔損耗（同樓層）模型樓層間分隔損耗模型樓層間分隔損耗模型對數(shù)距離路徑損耗模型對數(shù)距離路徑損耗模型EricssonEricsson多重斷點模型多重斷點模型衰減因子模型衰減因子模型3.2.2 3.2.2 奧村奧村(Okumura)(Okumura)模型模型OMOM模型（模型（OkumuraOkumura模型）：由奧村等人，在日本東京，模型）：由奧村等人，在日本東京，使用不同的頻率，不同的天線高度，選擇不同的距離使用不同的頻率，不同的天線高度，選擇不同的距離進行一系列測試，最后繪成經(jīng)驗曲線構(gòu)成的模型。進行一系列測試，最后繪成

18、經(jīng)驗曲線構(gòu)成的模型。 思路思路：將城市視為：將城市視為“準(zhǔn)平滑地形準(zhǔn)平滑地形”，給出城市場強中，給出城市場強中值。對于郊區(qū)，開闊區(qū)的場強中值，則以城市場強中值。對于郊區(qū)，開闊區(qū)的場強中值，則以城市場強中值為基礎(chǔ)進行修正。對于值為基礎(chǔ)進行修正。對于“不規(guī)劃地形不規(guī)劃地形”也給出了相也給出了相應(yīng)的修正因子。由于這種模型給出的修正因子較多，應(yīng)的修正因子。由于這種模型給出的修正因子較多，可以在掌握詳細(xì)地形，地物的情況下，得到更加準(zhǔn)確可以在掌握詳細(xì)地形，地物的情況下，得到更加準(zhǔn)確的預(yù)測結(jié)果。的預(yù)測結(jié)果。OMOM模型適用的范圍模型適用的范圍：頻率：頻率150MHZ 1500MHZ150MHZ 1500MH

19、Z（可擴（可擴展到展到3000MHz3000MHz），基地站天線高度為），基地站天線高度為3020030200米，移動米，移動臺天線高度為臺天線高度為110110米，傳播距離為米，傳播距離為120120千米的場強預(yù)千米的場強預(yù)測。測。 市區(qū)傳播衰耗中值市區(qū)傳播衰耗中值在城市街道地區(qū)，電波傳播衰耗取決于傳播在城市街道地區(qū)，電波傳播衰耗取決于傳播距離距離d d、工作頻率、工作頻率f f、基地站天線有效高度、基地站天線有效高度h hb b、移動臺天線高度移動臺天線高度h hm m以及街道的走向和寬度等。以及街道的走向和寬度等。準(zhǔn)平滑地形，市區(qū)的傳播衰耗中值又稱其為準(zhǔn)平滑地形，市區(qū)的傳播衰耗中值又稱其

20、為基本衰耗中值基本衰耗中值（或基準(zhǔn)衰耗中值）。（或基準(zhǔn)衰耗中值）。OMOM模型模型中，給出了準(zhǔn)平滑地形，市區(qū)傳播衰耗中值中，給出了準(zhǔn)平滑地形，市區(qū)傳播衰耗中值的預(yù)測曲線族，如圖的預(yù)測曲線族，如圖3-63-6所示。所示。圖中是在基地站天線有效高度圖中是在基地站天線有效高度h hb b=200m=200m，移動，移動臺天線高度臺天線高度h hm m=3m=3m，以自由空間傳播衰耗為，以自由空間傳播衰耗為基準(zhǔn)基準(zhǔn)(0dB)(0dB)，求得的衰耗中值的修正值，求得的衰耗中值的修正值A(chǔ) Am m(f,d) (f,d) 圖圖3-6 3-6 準(zhǔn)平滑地形大城市基本衰耗中值準(zhǔn)平滑地形大城市基本衰耗中值A(chǔ)m(f,

21、d)Am(f,d) 圖圖3-7 3-7 基地站天線高度增益因子基地站天線高度增益因子 圖圖3-8 3-8 移動臺天線高度增益因子移動臺天線高度增益因子 由曲線上查得的基本衰耗中值由曲線上查得的基本衰耗中值A(chǔ) Am m(f,d)(f,d)加上自由空加上自由空間的傳播衰耗間的傳播衰耗L Lbsbs才是實際路徑衰耗才是實際路徑衰耗L LT T 。)18. 3(),(dfALLmbsT若若基地站天線有效高度不是基地站天線有效高度不是200m200m，可利用圖，可利用圖3-73-7查查出修正因子出修正因子H Hb b（h hb b，d d），對基本衰耗中值加以修），對基本衰耗中值加以修正，稱為正，稱為基

22、站天線高度的增加因子基站天線高度的增加因子。若若移動臺天線高度不等于移動臺天線高度不等于3m3m時時，可利用圖，可利用圖3-83-8查出查出修正因子修正因子H Hm m（h hm m，f f），對基本衰耗中值進行修正，），對基本衰耗中值進行修正，稱為稱為移動臺天線高度的增益因子移動臺天線高度的增益因子。在考慮基站天線高度因子與移動臺天線高度因子的在考慮基站天線高度因子與移動臺天線高度因子的情況下，市區(qū)路徑傳播衰耗中值應(yīng)為：情況下，市區(qū)路徑傳播衰耗中值應(yīng)為： )193.(),(),(),(fhHdhHdfALLmmbbmbsT例：計算準(zhǔn)平滑地形，城市地區(qū)的路徑衰耗中值例：計算準(zhǔn)平滑地形，城市地區(qū)

23、的路徑衰耗中值 。已知：已知：h hb b=200m,h=200m,hm m=3m, d=10km, f=900MHz=3m, d=10km, f=900MHz 解：首先求得自由空間的傳播衰耗中值解：首先求得自由空間的傳播衰耗中值L Lbsbs為：為： fdLbslg20lg2045.32900lg2010lg2045.32)(5 .111dB查圖查圖3-63-6可求得可求得Am(f,d)Am(f,d)，即，即)(30)10,900(),(dBAdfAmm利用式利用式(3.18)(3.18)就可以計算出準(zhǔn)平滑地形，城就可以計算出準(zhǔn)平滑地形，城市街道地區(qū)的傳播衰耗中值：市街道地區(qū)的傳播衰耗中值：

24、 )(5 .141305 .111),(dBdfALLmbsT若h hb b=50m,h=50m,hm m=2m=2m，其他條件不變，求損耗中值。，其他條件不變，求損耗中值。)(12)10,50(),(dBHdhHbbb)(2)900, 2(),(dBHfhHmmm),(),(),(fhHdhHdfALLmmbbmbsT查圖查圖3-73-7得得查圖查圖3-83-8得得 在上題結(jié)果的基礎(chǔ)上，要再加入基站和移動臺的在上題結(jié)果的基礎(chǔ)上，要再加入基站和移動臺的高度增益因子。高度增益因子。則修正后的路徑衰耗中值為：則修正后的路徑衰耗中值為：)900, 2()10,50(5 .141mbHH)(5 .15

25、5)2()12(5 .141dB郊區(qū)和開闊區(qū)的傳播衰耗中值郊區(qū)和開闊區(qū)的傳播衰耗中值 市區(qū)衰耗中值與郊區(qū)衰耗中值之差稱為市區(qū)衰耗中值與郊區(qū)衰耗中值之差稱為郊區(qū)郊區(qū)修正因子修正因子k kmrmr，k kmrmr為增益因子。它隨工作頻率為增益因子。它隨工作頻率和傳播距離的變化關(guān)系如圖和傳播距離的變化關(guān)系如圖3-93-9所示。所示。 開闊區(qū)，準(zhǔn)開闊區(qū)（開闊區(qū)與郊區(qū)之間的過開闊區(qū)，準(zhǔn)開闊區(qū)（開闊區(qū)與郊區(qū)之間的過渡地區(qū)）的衰耗中值相對于市區(qū)衰耗中值的渡地區(qū)）的衰耗中值相對于市區(qū)衰耗中值的修正曲線，如圖修正曲線，如圖3-103-10所示。所示。Q Q0 0為為開闊區(qū)修正開闊區(qū)修正因子因子；Q Qr r為為

26、準(zhǔn)開闊區(qū)修正因子準(zhǔn)開闊區(qū)修正因子。在求郊區(qū)或開闊區(qū)，準(zhǔn)開闊區(qū)的傳播衰耗中在求郊區(qū)或開闊區(qū)，準(zhǔn)開闊區(qū)的傳播衰耗中值時，應(yīng)在市區(qū)衰耗中值的基礎(chǔ)上，減去由值時，應(yīng)在市區(qū)衰耗中值的基礎(chǔ)上，減去由圖圖3-93-9或或3-103-10查得的修正因子。查得的修正因子。 圖圖3-9 3-9 郊區(qū)修正因子郊區(qū)修正因子 圖圖3-10 3-10 開闊區(qū)、準(zhǔn)開闊區(qū)修正因子開闊區(qū)、準(zhǔn)開闊區(qū)修正因子 不規(guī)則地形上的傳播衰耗中值不規(guī)則地形上的傳播衰耗中值 丘陵地的修正因子丘陵地的修正因子 丘陵地的地形參數(shù)可用丘陵地的地形參數(shù)可用“地形起伏地形起伏”高度高度h h表示。其定義是：自接收點向發(fā)射點延表示。其定義是：自接收點向發(fā)

27、射點延伸伸10km10km范圍內(nèi)，地形起伏的范圍內(nèi)，地形起伏的90%90%與與10%10%處的處的高度差。高度差?；舅ズ闹兄蹬c丘陵地衰耗中值之差。常稱基本衰耗中值與丘陵地衰耗中值之差。常稱為為丘陵地形修正因子丘陵地形修正因子k kh h，k kh h為增益因子。為增益因子。丘陵地上起伏的頂部和谷部的微小修正值丘陵地上起伏的頂部和谷部的微小修正值k khfhf 。它是在。它是在k kh h的基礎(chǔ)上，進一步修正的微的基礎(chǔ)上，進一步修正的微小修正值。小修正值。 孤立山岳地形的修正因子孤立山岳地形的修正因子 在使用在使用450MHz450MHz，900MHz900MHz頻段，山岳高度頻段，山岳高度H

28、=110350mH=110350m時，基本衰耗中值與實測的衰時，基本衰耗中值與實測的衰耗中值的差值，并歸一化為耗中值的差值，并歸一化為H=200mH=200m時的值，時的值，即即孤立山岳修正因子孤立山岳修正因子k kjs js 。k kjs js亦為增益因子。亦為增益因子。當(dāng)山岳高度不等于當(dāng)山岳高度不等于200m200m時，查得的時，查得的k kjs js值還需值還需乘以一個系數(shù)乘以一個系數(shù) )20. 3(07. 0H斜坡地形的修正因子斜坡地形的修正因子 斜坡地形系指在斜坡地形系指在510km510km內(nèi)傾斜的地形。若在內(nèi)傾斜的地形。若在電波傳播方向上，地形逐漸升高，稱為正斜電波傳播方向上，地

29、形逐漸升高，稱為正斜坡，傾角為坡，傾角為+m m；反之為負(fù)斜坡，傾角為；反之為負(fù)斜坡，傾角為- - m m。斜坡地形修正因子斜坡地形修正因子k kspsp也是增益因子也是增益因子 。水陸混合地形的修正因子水陸混合地形的修正因子 水陸混合地形修正因子水陸混合地形修正因子k ks s為增益因子。為增益因子。 任意地形的信號中值預(yù)測任意地形的信號中值預(yù)測 計算自由空間的傳播衰耗計算自由空間的傳播衰耗根據(jù)式（根據(jù)式（3-13-1），自由空間的傳播衰耗），自由空間的傳播衰耗L Lbsbs為：為：)(lg20)(lg2045.32MHZfkmdLbs計算準(zhǔn)平滑地形市區(qū)的信號中值計算準(zhǔn)平滑地形市區(qū)的信號中值

30、 ),(),(),(fhHdhHdfALLmmbdmbsT計算任意地形地物情況下的信號中值計算任意地形地物情況下的信號中值 )22. 3(TTAKLL)23. 3(0sspjshfhrmrTkkkkkQQkKK KT T為地形地物修正因子為地形地物修正因子式中：式中：K Kmrmr：郊區(qū)修正因子；：郊區(qū)修正因子；Q Q0 0，Q Qr r：開闊區(qū)，準(zhǔn)開闊區(qū)修正因子；：開闊區(qū)，準(zhǔn)開闊區(qū)修正因子；K Kh h，K Khfhf：丘陵地形修正因子及丘陵地微小修正值；：丘陵地形修正因子及丘陵地微小修正值；K Kjs js：孤立山丘地形修正因子；：孤立山丘地形修正因子；K Kspsp：斜坡地形修正因子；：

31、斜坡地形修正因子；K Ks s：水路混合地形修正因子：水路混合地形修正因子根據(jù)實際的地形地物情況，根據(jù)實際的地形地物情況，K KT T因子可能只有其中因子可能只有其中的某幾項或為零。的某幾項或為零。 例：某一移動電話系統(tǒng)，工作頻率為例：某一移動電話系統(tǒng)，工作頻率為450MHZ450MHZ，基地站天線高度為基地站天線高度為70m70m，移，移 動臺天線高度為動臺天線高度為1.5m1.5m，在市區(qū)工作，傳播路徑為準(zhǔn)平滑地形，在市區(qū)工作，傳播路徑為準(zhǔn)平滑地形，通信距離為通信距離為20km20km，求傳播路徑的衰耗中值？，求傳播路徑的衰耗中值？ 解：解： 求自由空間的傳播衰耗求自由空間的傳播衰耗L L

32、bsbs)(lg20)(lg2045.32MHZfkmdLbs)(450lg20)(20lg2045.32MHZkm )(5 .111dB由圖由圖3-63-6查得：查得： )(5 .30)20,450().(dBAdfAmm由圖由圖3-73-7查得：查得：由圖由圖3-83-8查得：查得：)(3)450, 5 . 1 (),(dBHfhHmmm 計算準(zhǔn)平滑地形市區(qū)的衰耗中值計算準(zhǔn)平滑地形市區(qū)的衰耗中值 )(10)20,70(),(dBHdhHbbb所以準(zhǔn)平滑地形市區(qū)衰耗中值為：所以準(zhǔn)平滑地形市區(qū)衰耗中值為： ),(),(),(fhHdhHdfALLmmbbmbsT)3()10(5 .305 .1

33、11)(155dB 計算任意地形地物情況下的衰耗中值計算任意地形地物情況下的衰耗中值 根據(jù)已知條件可知：根據(jù)已知條件可知： 0TK)(155 dBLKLLTTTA例例2 2：若上題改為在：若上題改為在郊區(qū)郊區(qū)工作，傳播路徑是工作，傳播路徑是正斜坡正斜坡，且且Q Qm m=15mr=15mr，其它條件不變，再求傳播路徑的衰耗，其它條件不變，再求傳播路徑的衰耗中值？中值？ 解：根據(jù)已知條件，由圖解：根據(jù)已知條件，由圖3 39 9查得查得 ：)(5 . 8dBKmr由圖由圖3 31414查得：斜坡修正因子查得：斜坡修正因子)(5 . 4dBKsp)(13 dBKKKspmrT所以地形地物修正因子所以

34、地形地物修正因子K KT T為：為：因此傳播路徑衰耗中值因此傳播路徑衰耗中值L LA A為：為：)(14313155dBKLLTTA郊區(qū)修正因子郊區(qū)修正因子 其它因素的影響其它因素的影響 街道走向的影響街道走向的影響電波傳播的衰耗中值與街道的走向（相對電波傳播的衰耗中值與街道的走向（相對于電波傳播方向）有關(guān)。在于電波傳播方向）有關(guān)。在縱向街道上衰縱向街道上衰耗較小，橫向街道上衰耗較大耗較小，橫向街道上衰耗較大。也就是說，。也就是說，在縱向街道上的場強中值高于基準(zhǔn)場強中在縱向街道上的場強中值高于基準(zhǔn)場強中值，在橫向街道上的場強中值低于基準(zhǔn)場值，在橫向街道上的場強中值低于基準(zhǔn)場強中值。強中值。 縱

35、向修正因子縱向修正因子k kal al和橫向修正因子和橫向修正因子k kacac如圖如圖3- 3-1616所示。所示。 圖圖3-16 3-16 市區(qū)街道走向修正值市區(qū)街道走向修正值 建筑物的穿透衰耗建筑物的穿透衰耗一般來說一般來說波長越短，穿透能力越強波長越短，穿透能力越強。各個建。各個建筑物對電波的吸收也是不同的。不同的材料，筑物對電波的吸收也是不同的。不同的材料，結(jié)構(gòu)和樓房層數(shù)，其吸收衰耗的數(shù)據(jù)都不一結(jié)構(gòu)和樓房層數(shù)，其吸收衰耗的數(shù)據(jù)都不一樣。例如，磚石的吸收較小，鋼筋混凝土的樣。例如，磚石的吸收較小，鋼筋混凝土的大些，鋼結(jié)構(gòu)的最大。大些，鋼結(jié)構(gòu)的最大。如果移動臺要在室內(nèi)使用，在計算傳播衰耗

36、如果移動臺要在室內(nèi)使用，在計算傳播衰耗和場強時，需要把建筑物的穿透衰耗也計算和場強時，需要把建筑物的穿透衰耗也計算進去，才能保持良好的可通率。進去，才能保持良好的可通率。 )26. 3(0pbLLL式中式中L Lb b為實際路徑衰耗中值，為實際路徑衰耗中值，L L0 0在街心的衰在街心的衰耗中值，耗中值，L Lp p為建筑物的穿透衰耗。為建筑物的穿透衰耗。 植被衰耗植被衰耗樹木、植被對電波有吸收作用。在傳播路樹木、植被對電波有吸收作用。在傳播路徑上，由樹木、植被引起的附加衰耗不僅徑上，由樹木、植被引起的附加衰耗不僅取決于樹木的高度、種類、形狀、分布密取決于樹木的高度、種類、形狀、分布密度、空氣

37、濕度及季節(jié)變化，還取決于工作度、空氣濕度及季節(jié)變化，還取決于工作頻率、天線極化、通過樹木的路徑長度等頻率、天線極化、通過樹木的路徑長度等多方面因素。多方面因素。一般來說，一般來說，垂直極化波比水平極化波的衰垂直極化波比水平極化波的衰耗稍大些耗稍大些。 隧道中的傳播衰耗隧道中的傳播衰耗 空間電波在隧道中傳播時，由于隧道壁的吸收空間電波在隧道中傳播時，由于隧道壁的吸收及電波的干涉作用而受到較大的衰耗。及電波的干涉作用而受到較大的衰耗。電波在隧道中的衰耗還與工作頻率有關(guān)，電波在隧道中的衰耗還與工作頻率有關(guān)，頻率頻率越高，衰耗越小越高，衰耗越小。當(dāng)隧道出現(xiàn)分支或轉(zhuǎn)彎時，。當(dāng)隧道出現(xiàn)分支或轉(zhuǎn)彎時，衰耗會

38、急劇增加，衰耗會急劇增加，彎曲度越大，衰耗越嚴(yán)重彎曲度越大，衰耗越嚴(yán)重。解決電波在隧道中的傳播問題，通?？刹捎媒鉀Q電波在隧道中的傳播問題，通常可采用兩種措施：兩種措施： 在較高頻段（數(shù)百兆赫），使用在較高頻段（數(shù)百兆赫），使用強方向性強方向性天線天線，把電磁波集中射入隧道中內(nèi)，但傳播，把電磁波集中射入隧道中內(nèi)，但傳播距離也不能很長。距離也不能很長。 在隧道中，在隧道中，縱向沿隧道壁鋪設(shè)導(dǎo)波線縱向沿隧道壁鋪設(shè)導(dǎo)波線( (通常通常為泄漏電纜為泄漏電纜) )，使電磁波沿著導(dǎo)波線在隧道，使電磁波沿著導(dǎo)波線在隧道中傳播，從而減小傳播衰耗。中傳播，從而減小傳播衰耗。 3.2.3 Okumura-Hata3.2.3 Okumura-Hata方法方法HataHata對對OkumuraOkumura提出的基本中值場強曲線進行了公提出的基本中值場強曲線進行了公式化處理后所得的基本傳輸損耗的計算公式如下：式化處理后所得的基本傳輸損耗的計算公式如下：式中：式中：d d為收發(fā)天線之間的距離（為收發(fā)天線之間的距離（kmkm）；）；f