無線傳播與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃 課件 (羅偉) 第6-8章 無線網(wǎng)絡(luò)基站系統(tǒng)、無線通信電波測量技術(shù)、無線電波傳播仿真方法

第5章

無線網(wǎng)絡(luò)基站系統(tǒng)1

§6.1

5G基站系統(tǒng)概述2第五代移動通信系統(tǒng)（簡稱5G）是新一代蜂窩移動通信技術(shù)。與前幾代移動通信網(wǎng)絡(luò)相比，5G網(wǎng)絡(luò)的性能具有飛躍性發(fā)展。其下行峰值數(shù)據(jù)傳輸速率可達20Gbps，而上行峰值數(shù)據(jù)傳輸速率超過10Gbps。網(wǎng)絡(luò)時延被大大降低，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也得到簡化，從而使得端到端延遲小于5毫秒。5G將為用戶帶來超越光纖的傳輸速度（MobileBeyondGiga）、超越工業(yè)總線的實時能力（Real-TimeWorld）以及全空間的連接（All-OnlineEverywhere），進而有力促進社會信息化的發(fā)展。圖6.15G系統(tǒng)應(yīng)用場景

§6.1

5G基站系統(tǒng)概述

6.1.15G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)3圖6.25G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖5G的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要包括5G接入網(wǎng)（NG-RAN）和5G核心網(wǎng)（5GC），如圖2.2所示。其中NG屬于無線網(wǎng)和核心網(wǎng)的接口，而Xn屬于無線網(wǎng)節(jié)點之間的接口。

§6.1

5G基站系統(tǒng)概述

6.1.25G接入網(wǎng)組網(wǎng)方式45G接入網(wǎng)中包含獨立部署組網(wǎng)(SA)和非獨立部署組網(wǎng)(NSA)兩種組網(wǎng)方式。1.SA組網(wǎng)SA組網(wǎng)獨立部署包括Option2和Option4/4a等幾種接入網(wǎng)組網(wǎng)方案，如圖6.3所示。其中虛線表示控制面，實線表示用戶面。Option2為NR基站獨立于LTE，直接連接5GC。Option4/4a采用NR基站作為控制面錨點，而LTE基站僅承擔用戶面轉(zhuǎn)發(fā)功能，適用于NR頻段低于LTE的場景。Option2逐漸被接受為SA組網(wǎng)優(yōu)選方案。

圖6.3SA組網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖

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5G基站系統(tǒng)概述

6.1.25G接入網(wǎng)組網(wǎng)方式52.NSA組網(wǎng)非獨立部署包括Option3/3a/3x，Option7/7a/7x，Option3/3a/3x和Option7/7a/7x等幾種接入網(wǎng)組網(wǎng)方案，如圖6.4所示，均采用LIE作為控制面錨點，用戶通過LTE基站接入EPC或5GC，而NR基站僅承擔用戶面轉(zhuǎn)發(fā)功能，適用于LTE頻段低、覆蓋大于NR的場景。NSAOption3x逐漸被接受為NSA組網(wǎng)優(yōu)選方案。圖6.4NSA組網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖

§6.1

5G基站系統(tǒng)概述

6.1.25G接入網(wǎng)組網(wǎng)方式62.NSA組網(wǎng)非獨立部署包括Option3/3a/3x，Option7/7a/7x，Option3/3a/3x和Option7/7a/7x等幾種接入網(wǎng)組網(wǎng)方案，如圖6.4所示，均采用LIE作為控制面錨點，用戶通過LTE基站接入EPC或5GC，而NR基站僅承擔用戶面轉(zhuǎn)發(fā)功能，適用于LTE頻段低、覆蓋大于NR的場景。NSAOption3x逐漸被接受為NSA組網(wǎng)優(yōu)選方案。圖6.4NSA組網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖

§6.2

基站主設(shè)備7無線基站的主設(shè)備主要由基帶單元（BBU）、射頻模塊及配套設(shè)備組成，如表6.2所示?；局髟O(shè)備功能說明功能模塊BBU基帶處理單元射頻模塊RRU與AAU等配套設(shè)備DCDU4G直流配電單元EPU5G直流配電單元交流轉(zhuǎn)直流AC/DC轉(zhuǎn)換模塊機柜/機框室內(nèi)宏機柜室內(nèi)小容量機柜室內(nèi)機柜其他類室外/室內(nèi)電源模塊交流防雷盒表6.2無線基站主設(shè)備基本組成模塊

§6.2

基站主設(shè)備

6.2.1射頻模塊8目前5G射頻模塊主要包括射頻拉遠單元（RRU）與有源天線系統(tǒng)（AAU）兩種設(shè)備。RRU是傳統(tǒng)的中射頻模塊，包括調(diào)制/解調(diào)、數(shù)據(jù)壓縮、射頻信號與基帶信號的放大等功能，在4G通信基站中具有重要地位。考慮到射頻前端的小型化和高效率設(shè)計需求，在RRU與基站天線的基礎(chǔ)上開發(fā)出了AAU這種新型一體化有源天線系統(tǒng)。AAU將部分物理層處理功能、射頻模塊與無源天線結(jié)合成為一個獨立的設(shè)備，并架設(shè)于塔頂，其端口與基帶處理單元通過光纜等方式直接連接。AAU設(shè)備在5G通信系統(tǒng)中的微基站和室內(nèi)基站中得到了廣泛的應(yīng)用和部署。

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基站主設(shè)備

6.2.1射頻模塊9表6.3RRU功能模塊模塊名稱主要功能CPRI接口接收BBU發(fā)送的下行基帶數(shù)據(jù)，并向BBU發(fā)送上行基帶數(shù)據(jù)，實現(xiàn)RRU與BBU的通信供電處理將輸入的48V電源轉(zhuǎn)換為RRU各模塊需要的電源電壓TRX接收通道將接收信號下變頻至中頻信號，并進行放大處理、模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D轉(zhuǎn)換)；發(fā)射通道完成下行信號濾波、數(shù)模轉(zhuǎn)換(D/A轉(zhuǎn)換)射頻信號上變頻至發(fā)射頻段；反饋通道協(xié)助完成下行功率控制、數(shù)字預(yù)失真DPD及駐波測量PA對來自TRx的小功率射頻信號進行放大LNA對來自天線的接收信號進行放大濾波器使射頻通道接收與發(fā)射信號復(fù)用，并對接收信號和發(fā)射信號進行濾波圖6.5RRU邏輯結(jié)構(gòu)示意圖

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基站主設(shè)備

6.2.1射頻模塊106.6

AAU功能模塊示意圖AAU主要功能包括:（1）向BBU接收并發(fā)送下行/上行基帶數(shù)據(jù)，與BBU進行通信。（2）與天饋系統(tǒng)連接，接收通道將來自天線的上行射頻信號下變頻至中頻，然后進行放大處理和模數(shù)轉(zhuǎn)換；發(fā)射通道對下行信號進行濾波與數(shù)模轉(zhuǎn)換，然后上變頻至發(fā)射頻段。（3）射頻通道對發(fā)射與接收信號實現(xiàn)復(fù)用，使得接收與發(fā)射信號公用天線通道，并對收發(fā)信號進行濾波處理。（4）根據(jù)通信制式要求對信號進行波束賦形處理。

§6.2

基站主設(shè)備

6.2.2基帶處理單元11在當前的5G系統(tǒng)中，對基站設(shè)備進行了重構(gòu)，將原來LTE系統(tǒng)中BBU的部分物理層處理模塊轉(zhuǎn)移至RRU，然后又將RRU與天饋系統(tǒng)融合為AAU。另一方面，將BBU拆分為CU與DU，使得每個基站擁有獨立的DU，而多個站點共用同一個CU進行集中式管理，如圖6.7所示。圖6.7BBU架構(gòu)的演進

§6.2

基站主設(shè)備

6.2.2基帶處理單元121.BBU邏輯結(jié)構(gòu)下面以華為公司產(chǎn)品BBU5900為例介紹BBU的邏輯結(jié)構(gòu)。該BBU5900采用模塊化設(shè)計，由基帶子系統(tǒng)、主控傳輸子系統(tǒng)、監(jiān)控子系統(tǒng)、鐘子系統(tǒng)、風扇模塊和電源模塊組成，如圖6.8所示。圖6.8典型BBU產(chǎn)品的邏輯結(jié)構(gòu)示意圖

§6.2基站主設(shè)備

6.2.2基帶處理單元131.BBU安裝BBU安裝需要考慮站址的具體環(huán)境，確保BBU性能的穩(wěn)定正常。具體的安裝場景如下。圖6.9BBU室內(nèi)安裝場景圖6.10BBU安裝于機房內(nèi)部場景

§6.3

天饋系統(tǒng)14天饋系統(tǒng)是無線基站的重要組成部分，作為無線信號的收發(fā)前端，對于網(wǎng)絡(luò)性能具有重要影響，同時也是無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化的主要內(nèi)容之一?；咎祓佅到y(tǒng)主要包括天線、饋線、支撐結(jié)構(gòu)，以及一些連接器和保護裝備，如圖6.11所示。天饋系統(tǒng)的主要模塊和器件的功能見表6.4。

圖6.11無線基站天饋系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖15

6.3.1基站天線基本參數(shù)表6.5典型基站天線電氣性能參數(shù)表作為移動通信系統(tǒng)中的射頻核心組件，天線具有輻射和接收電磁波的重要功能，其性能的優(yōu)劣直接決定著整個移動通信網(wǎng)絡(luò)的信號傳播質(zhì)量。常規(guī)雙極化基站天線的主要性能參數(shù)包括電路參數(shù)和輻射參數(shù)。電路參數(shù)主要考慮輸入阻抗、電壓駐波比和端口隔離度等；輻射參數(shù)主要考慮輻射方向圖、增益、交叉極化比等。

§6.3

天饋系統(tǒng)

6.3.2基站天線結(jié)構(gòu)1.基站天線單元與其他種類天線產(chǎn)品不同，基站天線單元根據(jù)加工方式與原理主要可以分為微帶天線、印刷電路板振子、壓鑄振子及鈑金沖壓振子，如表6.8所示。綜合考慮性能與成本，目前4G與5G網(wǎng)絡(luò)中常用的基站天線單元形式為壓鑄振子和鈑金沖壓振子，而印刷電路板振子也在部分場合投入使用。表6.8各類基站天線單元比較方案優(yōu)點缺點質(zhì)量控制點微帶天線（1）成本較低（2）振子形式簡單（3）易與微帶饋電網(wǎng)絡(luò)一體化（1）帶寬較窄（2）輻射參數(shù)優(yōu)化較困難（3）裝配精度難以保證（4）功率容量較?。?）基板的強度（2）塑料支撐的穩(wěn)定性和耐久性印刷電路板振子（1）尺寸精度高（2）頻段較寬（3）設(shè)計周期短（1）無源互調(diào)性能較差（2）在低頻段面積較大（1）基板互調(diào)特性（2）銅皮處理工藝壓鑄振子（1）設(shè)計自由度大（2）結(jié)構(gòu)一致性好（3）生產(chǎn)效率高（4）成品可靠性高（1）設(shè)計周期長，模具費用高，初期投入大（2）結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計要求高（3）成本相對較高（1）力學(xué)設(shè)計（2）合金工藝（3）表面毛刺和涂覆鈑金沖壓振子（1）連續(xù)模一次沖壓成型（2）低頻段成本較高（1）振子輻射口徑面過大（2）對焊接工藝要求高（3）設(shè)計自由度相對較?。?）板材厚度（2）結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性（3）不同金屬的鉚接控制

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天饋系統(tǒng)

6.3.2基站天線結(jié)構(gòu)2.基站天線陣列與饋電網(wǎng)絡(luò)為了得到較高的增益以及波束賦形性能，基站天線必須采用陣列天線形式。常見無源基站天線由若干個直線陣列組成，而每個直線陣列均包含若干天線單元。表6.9各類饋電網(wǎng)絡(luò)方案的對比方案優(yōu)點缺點質(zhì)量控制點空氣微帶線饋電網(wǎng)絡(luò)（1）成本低（2）插損?。?）設(shè)計自由度較大（1）穩(wěn)定性和一致性差（2）寄生輻射較大（3）多個輻射指標相互矛盾（1）底板強度（2）天線防水設(shè)計（3）塑料支撐的耐久性印刷電路板微帶線饋電網(wǎng)絡(luò)（1）精度高，穩(wěn)定性好，指標一致性好（2）便于大批量生產(chǎn)（3）設(shè)計自由度大（1）成本高、損耗大（2）無源互調(diào)性能較差同印刷電路板振子同軸電纜饋電網(wǎng)絡(luò)（1）穩(wěn)定性好（2）無寄生輻射（3）布線自由度較大（1）成本較高，焊點多（2）設(shè)計自由度小（1）電纜質(zhì)量（2）布線（3）焊接

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天饋系統(tǒng)

6.3.2基站天線結(jié)構(gòu)3.電調(diào)下傾天線的饋電網(wǎng)絡(luò)電調(diào)天線下傾角的調(diào)整與掃描需要通過饋電網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)，即采用移相器來代替固定的饋電結(jié)構(gòu)，如圖6.15所示。連續(xù)電調(diào)天線通過移相器控制輸入天線內(nèi)不同振子單元的信號相位的辦法來控制天線主輻射方向，其原理如圖6.16所示。圖6.15移相器控制波束下傾角原理示意圖圖6.16移相器原理示意圖

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天饋系統(tǒng)

6.3.2基站天線結(jié)構(gòu)4.多頻基站天線多工作頻率相近的小頻率比天線：由高頻輻射單元和低頻單元分別組成線陣，然后再進行SidebySide排布；高低頻輻射單元采用共軸嵌套的方式，將尺寸較小的高頻單元嵌套于尺寸較大的低頻單元內(nèi)。工作頻帶相距很遠的大頻率比天線：可應(yīng)用于Sub-6G頻段和毫米波頻段集成設(shè)備上，是未來無線通信的必然發(fā)展趨勢。這種天線的實現(xiàn)方式主要包括高階模式的組合、高低頻天線共口徑設(shè)計及多模復(fù)合傳輸線等方法。

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天饋系統(tǒng)20

6.3.3有源基站天線系統(tǒng)1.移動通信有源天線結(jié)構(gòu)相對于傳統(tǒng)的有源TRx與基站天線分離的架構(gòu)方式，移動通信系統(tǒng)中的有源天線是指系統(tǒng)級有源收發(fā)陣列和無源天線陣列的集成，如圖6.19所示。有源天線包括三大子模塊：收發(fā)單元陣列、無源合分路網(wǎng)絡(luò)無源天線陣列。圖6.17移動通信有源天線結(jié)構(gòu)示意圖

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天饋系統(tǒng)21

6.3.3有源基站天線系統(tǒng)2.有源基站天線的特點

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天饋系統(tǒng)22

6.3.3有源基站天線系統(tǒng)3.有源天線的典型應(yīng)用有源基站天線與3D-MIMO、3DMU-MIMO以及3D小區(qū)間多點協(xié)作傳輸（3D-CoMP)等無線通信技術(shù)的充分融合，將有力推動移動通信系統(tǒng)的發(fā)展。

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天饋系統(tǒng)23

6.3.4基站天線選型與架設(shè)1.基站天線選擇原則（1）市區(qū)環(huán)境市區(qū)環(huán)境中，站址密集，要求單站覆蓋范圍較小，盡量減小覆蓋交疊區(qū)域，從而提升頻率復(fù)用率。表6.10市區(qū)環(huán)境基站天線選擇原則基站天線指標具體要求極化方式雙極化水平半功率波束寬度60°～65°增益15~18dBi或10～12dBi下傾角3°～15°零點填充不作要求

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天饋系統(tǒng)24

6.3.4基站天線選型與架設(shè)1.基站天線選擇原則（2）農(nóng)村環(huán)境農(nóng)村環(huán)境中基站分布稀疏，話務(wù)量較小，但是要求實現(xiàn)大面積覆蓋。表6.11農(nóng)村環(huán)境基站天線選擇原則基站天線指標具體要求極化方式垂直極化或雙極化水平半功率波束寬度90°或120°部分區(qū)域可以采用全向天線增益16~18dBi（定向天線）11dBi（全向天線）下傾角預(yù)置3°或5°零點填充大于15%

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天饋系統(tǒng)25

6.3.4基站天線選型與架設(shè)1.基站天線選擇原則（3）公路環(huán)境公路環(huán)境中用戶高速移動，話務(wù)量較低，需要重點考慮帶狀覆蓋問題。由于公路環(huán)境差別很大，需要根據(jù)實際情況進行基站建設(shè)。表6.12公路環(huán)境基站天線選擇原則基站天線指標具體要求極化方式垂直極化方向圖特征高增益定向天線覆蓋公路沿線全向天線覆蓋公路及附近村莊增益17~22dBi（定向天線）11dBi（全向天線）前后比定向天線的前后比不宜太高

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天饋系統(tǒng)26

6.3.4基站天線選型與架設(shè)1.基站天線選擇原則（4）山區(qū)環(huán)境在山區(qū)環(huán)境中，山體和植被對電磁波傳播的遮擋較為嚴重，覆蓋難度大。因此需要對該環(huán)境進行廣域覆蓋，將基站設(shè)置在山頂上、山腰間、山腳下或山區(qū)里的合適位置。表6.13山區(qū)環(huán)境基站天線選擇原則基站天線指標具體要求極化方式垂直極化或雙極化方向圖特征盆地和地形起伏較小區(qū)域用全向天線山腰采用定向天線增益15～18dBi（定向天線）9~11dBi（全向天線）預(yù)置下傾角與零點填充山頂建站時，需要進行零點填充和預(yù)置下傾角

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天饋系統(tǒng)27

6.3.4基站天線選型與架設(shè)2.基站天線的架設(shè)與安裝（1）天線支架安裝在室外宏站場景下，天線需要安裝于支架上，在設(shè)計與施工過程中需要注意以下幾點：天線支架安裝平面和抱桿必須嚴格垂直于水平面。做好防雷擊措施，天線支架應(yīng)處于避雷針保護范圍。支架與鐵塔平臺應(yīng)牢固地固定，同時要允許后期網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化時天線調(diào)節(jié)。支架結(jié)構(gòu)應(yīng)考慮承重與風阻性能，并且不能影響天線的電氣性能。

§6.3

天饋系統(tǒng)28

6.3.4基站天線選型與架設(shè)2.基站天線的架設(shè)與安裝（2）天線安裝5G系統(tǒng)中定向板狀基站天線是宏基站設(shè)備的主流產(chǎn)品，安裝流程如圖6.20所示。安裝過程中需要注意的事項包括：天線中心距離鐵塔應(yīng)保持以上，以確保輻射特性不受影響；通過增大天線間距來保證系統(tǒng)之間隔離度（天線隔離度應(yīng)大于30dB）。

§6.3

天饋系統(tǒng)

6.3.4基站天線選型與架設(shè)3.基站天線參數(shù)調(diào)整基站天線的工程參數(shù)會直接影響到網(wǎng)絡(luò)覆蓋與容量，同時也是無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的主要對象。（1）天線高度的調(diào)整調(diào)整天線高度參數(shù)是控制小區(qū)覆蓋范圍的主要手段之一。在城區(qū)環(huán)境，由于基站數(shù)目很多，需要控制基站天線高度，否則會造成話務(wù)不均衡和系統(tǒng)內(nèi)干擾，從而嚴重影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。（2）天線俯仰角的調(diào)整在垂直面上進行天線俯仰角的調(diào)整可以使天線至本小區(qū)邊界的射線與天線至受干擾小區(qū)邊界的射線之間處于天線垂直方向圖中增益衰減變化最大的部分，從而使受干擾小區(qū)的同頻干擾及鄰頻干擾減至最小。此外下傾角的調(diào)整也可以小范圍地優(yōu)化小區(qū)半徑。（3）天線方位角的調(diào)整天線水平方位角的調(diào)整能夠保證基站的覆蓋范圍與預(yù)期設(shè)計相同，從而保證網(wǎng)絡(luò)正常運行，同時依據(jù)話務(wù)量與現(xiàn)網(wǎng)狀態(tài)進行方位角微調(diào)，能夠有效優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

§6.3

天饋系統(tǒng)本章小結(jié)本章以5G移動通信系統(tǒng)中無線基站為例，詳細介紹了無線基站架構(gòu)組成。首先對5G網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)特點進行介紹，并給出5G系統(tǒng)的接入網(wǎng)組網(wǎng)方式。然后詳細闡述了射頻模塊與基帶處理單元這兩項最重要基站主設(shè)備的結(jié)構(gòu)、功能及應(yīng)用范圍，重點強調(diào)了有源集成化在當前基站設(shè)備研發(fā)設(shè)計領(lǐng)域的重要性。最后對基站天饋系統(tǒng)進行詳細描述，包括基站天線的基本參數(shù)與結(jié)構(gòu)、有源基站天線系統(tǒng)，并結(jié)合實際無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)場景給出基站天線選型與架設(shè)的基本原則。第7章

無線通信電波測量技術(shù)31

無線通信電波測量的意義32無線電波的測量與預(yù)估是無線信道建模的重要內(nèi)容：對于統(tǒng)計信道建模預(yù)估技術(shù)來說，不僅關(guān)注單個傳播路徑的損耗，還要對所有傳播路徑進行綜合分析處理。合理的信道測量方案和先進的測量技術(shù)為無線信道建模提供了良好的途徑與手段。對于確定性信道建模而言，其模型的準確性也必須通過實際的信道測量來驗證?？傊疅o線信道測量是獲得實際通信環(huán)境特征，準確建立信道模型的重要基礎(chǔ)?！?.1

電磁場測量原理與常用儀器

7.1.1電場強度測量原理331.電場強度測量原理

電容法是目前常用的電場強度測試方法，如圖7.1所示。其工作原理等效為如圖7.2所示的并聯(lián)或串聯(lián)電路。

對于各類應(yīng)用，可以采用相應(yīng)的電極，將平行板電容放置于交變電場中。在交變電場的作用下，會在電路中產(chǎn)生相應(yīng)的交變電壓信號。因為平行板電容的尺寸遠小于低頻信號波長，所以可以將其看作一個電容偶極子。圖7.1電場強度測量原理

(a)并聯(lián)電路(b)串聯(lián)電路圖7.2電場測量等效電路圖§7.1

電磁場測量原理與常用儀器

7.1.1電場強度測量原理342.電磁干擾測量原理電磁干擾（EMI）是由于電磁干擾源引起的設(shè)備、傳輸通道或者系統(tǒng)性能的下降。依據(jù)傳播途徑，電磁干擾包括沿信號線或電源線傳播的傳導(dǎo)干擾與向空間中傳播的輻射干擾。電磁干擾測試指按照電磁兼容測量標準，在規(guī)范的電磁兼容實驗室里，遵照標準的測量方法對被測設(shè)備(EUT)進行測試。

圖7.3典型EMI測試接收機系統(tǒng)框圖§7.1

電磁場測量原理與常用儀器

7.1.2常用測量儀器351.寬帶場強儀測量原理寬帶場強儀又稱非選頻式場強測量儀，主要用于電磁輻射環(huán)境的測量與監(jiān)控。寬帶場強儀由探頭和處理與顯示設(shè)備構(gòu)成，如圖7.4所示。其中探頭單元的常見形式包括偶極子天線組、端接肖特基檢波二極管及RC濾波器，其原理如圖7.5所示。為了獲得空間中三維極化信息，偶極子天線組由三個正交線極化天線構(gòu)成。

圖7.4寬帶場強儀系統(tǒng)架構(gòu)圖

圖7.5探頭原理示意圖§7.1

電磁場測量原理與常用儀器

7.1.2常用測量儀器362.選頻式場強儀選頻式測量儀器主要用于對環(huán)境中低電平電場強度進行測量，在電磁干擾與兼容領(lǐng)域應(yīng)用比較廣泛。這種儀器在經(jīng)過對接收機系統(tǒng)進行校準后，也可以用于環(huán)境電磁輻射測量。選頻指的是只針對特定頻段進行測量，只允許小頻率范圍信號進入接收機。濾除額外頻段信號后，選頻式測量儀器靈敏度遠高于寬帶場強儀。

圖7.6選頻式場強儀的基本原理圖§7.1

電磁場測量原理與常用儀器

7.1.2常用測量儀器373.測量天線無線電波測量儀器的天線作為電磁場的感應(yīng)器件，對于測量系統(tǒng)的準確度具有重要意義。目前常規(guī)測量系統(tǒng)中，天線與接收機/頻譜儀是相對獨立的，即對于某接收機系統(tǒng)，可以選擇多種天線作為接收器。但是由于不同天線的頻率響應(yīng)和結(jié)構(gòu)特征的差別，天線選型需要慎重對待。對于寬帶場強儀等寬頻段測量設(shè)備，常用的電波測量天線有鞭狀天線、半波振子天線、對數(shù)周期天線、環(huán)行天線等。

§7.1

電磁場測量原理與常用儀器

7.1.3場強測量基本要求與注意事項381.基本要求電磁場測量是一項較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，在測量過程中需要遵守以下基本的要求。（1）測量環(huán)境應(yīng)該滿足相關(guān)儀器的使用環(huán)境要求，并對測量環(huán)境進行記錄。（2）測量點的定位需要考慮測量結(jié)果的代表性，針對測量目的設(shè)計相應(yīng)的測量方案。應(yīng)當積累足夠多次的測量數(shù)據(jù)，確保測量結(jié)果的可靠性。（3）測量前應(yīng)該對環(huán)境場強最大值進行預(yù)估，便于合理的選擇測量儀器。確保儀器的工作頻段、量程與響應(yīng)時間等參數(shù)指標與測試對象相符。（4）對于測量過程中出現(xiàn)的異常數(shù)據(jù)應(yīng)該根據(jù)實際測量現(xiàn)場情況，基于統(tǒng)計學(xué)原則進行處理。（5）需要將電磁場測量結(jié)果建立完整的數(shù)據(jù)存檔，并對測量設(shè)備、測量方案、測試點位置、原始測量數(shù)據(jù)以及處理方法進行記錄保存。（6）如果使用寬帶測量設(shè)備進行電磁環(huán)境測量時出現(xiàn)異常結(jié)果，需要進一步采用選頻式測量儀器進行詳細復(fù)查，追蹤主要輻射源。（6）對基站等輻射源進行測量時，需要避免周邊偶發(fā)干擾源的影響。如果有不可避免的干擾輻射源，則需要明確其對測量結(jié)果的影響。

§7.1

電磁場測量原理與常用儀器

7.1.3場強測量基本要求與注意事項392.注意事項（1）測試前評估測試對象。在進行電磁場輻射測量前，為了適當?shù)倪x擇測量儀器與設(shè)計測試方案，需要充分預(yù)計輻射源的特性及可能的傳播特征。常見輻射源及其傳播特性包括：輻射源的類型和發(fā)射功率、調(diào)制特性、載波頻率、相關(guān)因子、極化方向、輻射源數(shù)目及空間位置、可能的吸收或反射物。（2）合理選擇測量設(shè)備。寬帶測量設(shè)備的特點是具有各向同性或有方向性響應(yīng)的帶寬，可以應(yīng)用于寬頻段電磁輻射的測量；窄帶測量設(shè)備能夠?qū)拑?nèi)某特定頻譜分量進行接收和處理，所以常用于單頻或者一致頻率的電磁輻射現(xiàn)象。（3）測量參數(shù)的選擇原則。針對不同頻段的電磁波，所測量的場參數(shù)有所不同。對于30MHz以下的頻段，需要分別測量電場參數(shù)與磁場參數(shù)；在30~300MHz頻段，對工作場所進行電場參數(shù)或者磁場參數(shù)測量，對其他區(qū)域僅測量電場參數(shù)；在300MHz～300GHz頻段，只測量電場參數(shù)。

§7.2移動通信電場強度測量原理

7.2.1場強測量原理401.測量系統(tǒng)無線通信系統(tǒng)中電波傳播測量一般采用自動測量系統(tǒng)，如圖7.8所示。以LTE城區(qū)宏站系統(tǒng)為例，基站架設(shè)于高層建筑物上，為了實現(xiàn)良好的覆蓋，輸出功率50w以上。圖7.8自動測量系統(tǒng)原理框圖§7.2移動通信電場強度測量原理

7.2.1場強測量原理412.測量方法（1）區(qū)間重復(fù)測量方法該方法根據(jù)長期電波測量工程經(jīng)驗總結(jié)歸納而來。進行取樣區(qū)間長度設(shè)計時，既要使得該取樣區(qū)間包含足夠多的相互獨立的樣本，又要確保區(qū)間長度不能過長，導(dǎo)致信號電平中值明顯變化而影響統(tǒng)計結(jié)果的準確性。因此取樣區(qū)間長度可以設(shè)置為100~200m。為了消除路徑誤差、環(huán)境干擾及其他偶然因素的影響，一般需要在同一個取樣區(qū)間內(nèi)進行三次以上的充分測量。（2）Lee方法一般來說，移動通信場強測量的對象是某測量點的信號強度均值，即慢衰落引起的信號起伏變化。然而移動通信系統(tǒng)中，終端接收信號是由快衰落信號與慢衰落信號的疊加而成，所以需要在測量過程中去除快衰落的影響。通常移動通信信道中快衰落信號幅度變化服從瑞利分布，而慢衰落信號的幅度則服從對數(shù)正態(tài)分布。經(jīng)過理論分析，可以認為取樣區(qū)間長度為20時，快衰落成分對信號均值的影響小于1.5dB；當取樣區(qū)間為40時，其影響小于1dB。以1.11的間隔可抽取互不相關(guān)的36個樣本值，再求其均值作為該測試點的統(tǒng)計結(jié)果，即可獲得90%以上的置信度?！?.2移動通信電場強度測量原理

7.2.1場強測量原理423.三個重要測量參數(shù)（1）取樣區(qū)間長度取樣區(qū)間的長度應(yīng)該足夠大，使得樣本數(shù)目達到能夠反映真實場強分布的要求，同時也應(yīng)避免對額外干擾的引入。（2）樣本間隔和采樣頻率根據(jù)采樣定理，樣本間隔決定在確定的取樣區(qū)間內(nèi)的采樣樣本數(shù)目。樣本數(shù)越大，所獲得的結(jié)果置信度越高，且偏差越小。（3）最少重復(fù)測量次數(shù)因為電波測量的場強是隨機的物理量，所以需要多次重復(fù)測量才能使得獲得的統(tǒng)計結(jié)果逼近真實情況?！?.2移動通信電場強度測量原理

7.2.1場強測量原理434.測量點的分布選擇根據(jù)電波傳播理論與工程經(jīng)驗，固定輻射源的輻射場強值與傳播距離呈現(xiàn)對數(shù)線性關(guān)系，所以測量點的選擇應(yīng)該符合距離倍增規(guī)律。令發(fā)射機位于坐標系原點處，假設(shè)發(fā)射天線為全向輻射，則可以選擇在8個傳播方向上進行測量點設(shè)置。圖7.11測量點設(shè)置分布圖§7.2移動通信電場強度測量原理

7.2.2測量數(shù)據(jù)處理方法441.場強均值計算某次實測場強曲線如圖7.12所示，表示某終端在采樣周期T內(nèi)運動一段距離過程中場強隨時間的變化。圖7.12某采樣周期T內(nèi)場強變化§7.2移動通信電場強度測量原理

7.2.2測量數(shù)據(jù)處理方法452.數(shù)據(jù)處理當發(fā)射機的輻射功率和天線工程參數(shù)確定的情況下，對每個測量點的取樣區(qū)間進行N次重復(fù)測量就可以得到N個采樣周期T內(nèi)的N個場強均值。如果實際測量時采用連續(xù)測量，則可以按照等間隔距離設(shè)置采樣間隔。這是因為在連續(xù)測量過程中，無法對每個測量點進行重復(fù)測量，所以每個測量點對應(yīng)一個場強均值。這樣接收點場強的有效值表示為§7.2移動通信電場強度測量原理

7.2.2測量數(shù)據(jù)處理方法463.傳播曲線和場強分布圖通過將替換為，則可以給出線性回歸曲線，該曲線表示某測量方向上場強均值隨傳播距離的變化特征。對于連續(xù)測量的情況，可以采用最小二乘法擬合平滑曲線來表示實際場強隨距離變化的起伏情況。依據(jù)各個傳播方向上的場強均值與傳播距離的關(guān)系，將每個測量點的場強均值標注在測量區(qū)域的數(shù)字地圖上，并根據(jù)場強間隔的要求平滑連接8個方向上的等場強點，就可以得到該測量區(qū)域的場強均值等高線圖，如圖7.14所示。圖7.14合成的測量區(qū)域場強均值等高線圖§7.3毫米波無線電波測量系統(tǒng)

47

毫米波通信是5G與未來移動通信系統(tǒng)研究與應(yīng)用的重點，其相關(guān)傳播特性的建模與測量技術(shù)是大規(guī)模天線陣列、波束賦形以及超密集組網(wǎng)等技術(shù)的基礎(chǔ)。與目前采用的Sub6G頻段無線通信信道傳播機制不同，高頻段的毫米波傳播損耗明顯增大，而且該頻段傳播特性更容易受到天線、建筑物、人體及各類植被的衰落影響?！?.3毫米波無線電波測量系統(tǒng)

481.收發(fā)系統(tǒng)的寬帶化處理在毫米波頻段，常規(guī)的相對帶寬（例如10%~20%）對應(yīng)著GHz級別的絕對帶寬。盡管射頻器件能夠達到帶寬指標要求，但是在無線傳播環(huán)境中毫米波將呈現(xiàn)出與較低頻段微波信號差異較大的信道特征。根據(jù)奈奎斯特采樣定律，為了在時延域得到較高的多徑分辨率，就必須拓展信號帶寬。所以在毫米波傳播測量系統(tǒng)的建立過程中，需要重點考慮可以支持高頻寬帶信號且能夠保證帶內(nèi)信號具有優(yōu)良平坦度的信號發(fā)生器，同時相應(yīng)的接收機也應(yīng)該具備下變頻與高速采樣功能。2.動態(tài)范圍因為毫米波在傳播路徑中的損耗遠大于Sub6G頻段，所以當毫米波傳播測量系統(tǒng)應(yīng)用于室外遠距離傳播場景或者室內(nèi)遮擋嚴重的非視距場景時，探測信號可能會衰減至低于環(huán)境噪聲，以至于無法被接收機檢測分辨。擴大測量系統(tǒng)的動態(tài)范圍，確保毫米波信號能夠在超遠距離以及復(fù)雜場景下能夠被有效檢測和分析是毫米波信道測量的重要研究內(nèi)容?！?.3毫米波無線電波測量系統(tǒng)

493.三維空間角度域精度毫米波通信系統(tǒng)與MassiveMIMO充分結(jié)合形成的大規(guī)模天線陣列生成分辨率極高的三維可掃描筆狀波束。在此前提下，毫米波信道的三維角度域色散特性對于MassiveMIMO性能和技術(shù)方案的選擇具有重要影響。相應(yīng)的測量方案和設(shè)備的設(shè)計與選擇需要慎重考慮空間角度域的精度問題。4.同步和校準與其他通信系統(tǒng)類似，毫米波電波測量系統(tǒng)的收發(fā)端口之間也需要高精度的同步和校準處理，從而對抗收發(fā)頻率偏移與時間偏移，保證測量的穩(wěn)定性與準確性。毫米波測量系統(tǒng)的同步方案包括硬同步法與GPS銣鐘馴服法。5.測試效率對于毫米波來說，傳播環(huán)境的細微變化都會導(dǎo)致接收信號的小尺度衰落，因此在測量過程中需要確保測量環(huán)境處于準靜態(tài)信道狀態(tài)。這就要求通過合理地設(shè)計測量方案和選擇高性能測試儀器來提高測量效率，使得信道測量在較短的時間內(nèi)完成?！?.4電波傳播測量誤差分析與數(shù)據(jù)處理

501.測量誤差基本概念當對一個物理量進行測量時，該物理量本身具有的真實大小特征稱之為真值。測量誤差是指測量結(jié)果與真值之間的差別。測量誤差分為絕對誤差與相對誤差。絕對誤差表示為相對誤差定義為絕對誤差與真值的比值

7.4.1電波測量誤差分析§7.4電波傳播測量誤差分析與數(shù)據(jù)處理

511.測量誤差基本概念測量誤差通常被分為系統(tǒng)誤差、隨機誤差和粗大誤差。（1）系統(tǒng)誤差。當在相同測量條件下對確定物理量進行多次測量時，誤差的絕對值與符號保持不變，此時稱該誤差為系統(tǒng)誤差。或者在測量條件發(fā)生改變時，按照某特定規(guī)律變化的誤差，也可以被稱為系統(tǒng)誤差。（2）隨機誤差。保持測量條件不變，對同一物理量進行重復(fù)多次測量，如果誤差的絕對值或符號隨機變化，則該誤差稱為隨機誤差。盡管隨機誤差在測量次數(shù)較少時表現(xiàn)為不可預(yù)測，但是隨著測量次數(shù)的增加，會整體上服從一定的統(tǒng)計規(guī)律。（3）粗大誤差。在規(guī)定的實驗條件下，超出預(yù)期估計的誤差稱為粗大誤差。其產(chǎn)生原因可能為讀數(shù)錯誤、測量方法錯誤或儀器缺陷等。對于這種誤差，應(yīng)當追溯測量系統(tǒng)嘗試消除，同時由于其偏離真值，需要對其進行刪除。

7.4.1電波測量誤差分析§7.4電波傳播測量誤差分析與數(shù)據(jù)處理

522.誤差的估計與處理（1）測量數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)期望與方差理論上測量數(shù)據(jù)的取值應(yīng)當是連續(xù)的，但是由于實際電波測量案例中儀器最小刻度有限，所以實際測量數(shù)據(jù)都是離散狀態(tài)。對于離散數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)期望與方差需要進行統(tǒng)計分析。若測量數(shù)據(jù)為序列X，其包含m個離散數(shù)值。在測量次數(shù)足夠大的情況下，根據(jù)貝努力（Bernoulli）定理，事件發(fā)生的頻率收斂于它的概率P，即當測量次數(shù)時，可以用事件發(fā)生的頻率代替事件發(fā)生的概率(i=1，2，…，m)。因此測量數(shù)據(jù)序列X的數(shù)學(xué)期望為

7.4.1電波測量誤差分析§7.4電波傳播測量誤差分析與數(shù)據(jù)處理

532.誤差的估計與處理（2）有限次測量數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)期望和方差由以上數(shù)學(xué)期望與方差的推導(dǎo)過程可見，當測量數(shù)據(jù)無窮大時才可以準確地求解相關(guān)統(tǒng)計參數(shù)。然而實際電波傳播測量中，只能獲得有限次數(shù)的測量數(shù)據(jù)。將n次測量的數(shù)據(jù)作為隨機樣本，對其進行統(tǒng)計分析，可以得到測量數(shù)學(xué)期望與方差。通過對某電磁傳播現(xiàn)象進行多次獨立且等精度的測量，可以獲得一系列測量數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)的單次測量結(jié)果與數(shù)學(xué)期望均存在一定偏差，而且偏差的大小和方向呈現(xiàn)隨機特點。從統(tǒng)計學(xué)角度觀察，當測量對象、測量條件及被測參數(shù)確定時，這一系列測量結(jié)果的數(shù)學(xué)期望與方差是相等的

7.4.1電波測量誤差分析§7.4電波傳播測量誤差分析與數(shù)據(jù)處理

542.誤差的估計與處理（3）隨機誤差的統(tǒng)計處理隨機誤差表現(xiàn)為在相同測量條件下誤差的絕對值與符號隨機變化，其使得測量數(shù)據(jù)偏離于數(shù)學(xué)期望。如果只觀察單次測量結(jié)果會發(fā)現(xiàn)測量值的偏離沒有規(guī)律可循，但是對多次測量進行分析可以觀察到隨機誤差符合一定的統(tǒng)計規(guī)律。通過采用概率論與數(shù)理統(tǒng)計方法進行隨機誤差的分析，可以結(jié)合統(tǒng)計平均方法來削弱隨機誤差。大多數(shù)情況下，隨機誤差的產(chǎn)生原因來源于對測量數(shù)據(jù)影響微小且相互獨立的多種因素綜合作用，假設(shè)隨機誤差服從正態(tài)分布，則測量隨機誤差及測量數(shù)據(jù)分布的密度分別為

7.4.1電波測量誤差分析§7.4電波傳播測量誤差分析與數(shù)據(jù)處理

552.誤差的估計與處理（4）系統(tǒng)誤差處理系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生原因非常復(fù)雜，而且對于測量精度的影響非常嚴重。目前尚未形成有效且通用的系統(tǒng)誤差削弱和消除方法。一般來說，針對具體的測量對象和工程問題采用相應(yīng)的技術(shù)手段進行系統(tǒng)誤差處理。首先要根據(jù)測量結(jié)果分析，檢查驗證系統(tǒng)誤差是否真實存在。然后分析系統(tǒng)誤差的來源，在測量方案的設(shè)計環(huán)節(jié)盡可能消除引起系統(tǒng)誤差的要素，在測量過程中引入相關(guān)技術(shù)盡力消除或者減弱系統(tǒng)誤差的影響。最后，在數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)嘗試估計和找出系統(tǒng)誤差的范圍，對于比較明確的系統(tǒng)誤差，可以對測量結(jié)果進行修正，對于難以把控的系統(tǒng)誤差，要估計出其大概范圍和對測量結(jié)果的影響程度。

7.4.1電波測量誤差分析§7.4電波傳播測量誤差分析與數(shù)據(jù)處理

561.傳統(tǒng)評定方法精密度指重復(fù)測量所獲得的結(jié)果相互接近的程度，可以用來描述測量可重復(fù)性的程度。該指標反映的是隨機誤差的大小。測量精密度越高，隨機誤差就越小，則測量數(shù)據(jù)結(jié)果越集中于某一區(qū)間范圍，測量的重復(fù)性就越好。精密度可以由測量儀器的最小測量單位來確定。準確度指測量值與真值的符合程度。其與系統(tǒng)誤差相關(guān)。準確度越高，則測量數(shù)據(jù)的平均值與真值偏離越小，那么測量結(jié)果月接近于真值。所以準確度反映了系統(tǒng)誤差對于測量的影響。因為系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生原因可以追溯找到，所以準確度反映的也是儀器誤差。當測量儀器確定時，多次測量只能確定重復(fù)性的優(yōu)劣，而不能分析其準確度。儀器的精密度與準確度并無直接聯(lián)系。儀器的準確度受限于儀器自身性能和測量方案。精確度指對于測量過程的隨機誤差與系統(tǒng)誤差的綜合評定，用于判定測量結(jié)果的重復(fù)性與接近真值的程度。精確度越高，則測量結(jié)果越集中于真值附近，此時系統(tǒng)誤差與隨機誤差都比較小。盡管精密度與準確度沒有關(guān)系，但是精確度高的時候，精密度與準確度都會優(yōu)良。

7.4.2

測量結(jié)果評定§7.4電波傳播測量誤差分析與數(shù)據(jù)處理

572.現(xiàn)代評定方法現(xiàn)代評定方法采用不確定度作為測量結(jié)果的評判依據(jù)。不確定度表示測量結(jié)果可能出現(xiàn)的具有一定置信水平的誤差范圍。不確定度的產(chǎn)生原因非常復(fù)雜，包括測量對象、測量儀器、設(shè)施裝備、測量方案、測量環(huán)境及測量人員。（1）不確定度的計算不確定度主要由A類和B類兩項分量組成。A類分量指用統(tǒng)計方法獲得的分量，根據(jù)國際計量局發(fā)布的“實驗不確定度的規(guī)定建議書”可以采用標準差表示A類分量。B類分量指用其他方法確定的分量，其數(shù)值采用近似標準差表示（2）測量結(jié)果的表述

7.4.2

測量結(jié)果評定本章小結(jié)本章主要介紹應(yīng)用于無線通信技術(shù)的電波測量技術(shù)。首先簡要介紹了電波測量中電磁場強度測量的基本原理以及常用的測量儀器，重點介紹了寬帶場強儀與選頻式場強儀，并對場強測量工作中需要重點注意的基本要求進行說明。然后針對移動通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，詳細介紹了場強測量的原理、方法及測量數(shù)據(jù)處理方法。并且針對5G及未來移動通信系統(tǒng)中的毫米波技術(shù)，介紹了毫米波頻段電磁波測量的原理與測試設(shè)計原則。最后，針對測量數(shù)據(jù)的誤差分析與統(tǒng)計方法進行闡述，概括了電波測量中出現(xiàn)的各類誤差及其產(chǎn)生原因，以及處理方法。給出了對測量結(jié)果進行評定分析的方法原則。第8章

無線電波傳播仿真方法59

§8.1

統(tǒng)計建模仿真方法60

當前電波傳播特征預(yù)測模型的研究方法主要分為三種：第一種為經(jīng)驗測量方法，其基于實際測量數(shù)據(jù)，利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法來獲取特定區(qū)域的電波傳播預(yù)測結(jié)果。一般以圖表或者擬合公式的形式呈現(xiàn)。第二種為確定性預(yù)測方法，其依據(jù)電波傳播的波動理論對電場值的空間和時間分布進行嚴格的電磁計算。第三種方法為混合法，即前兩種方法的綜合使用。

§8.2

射線追蹤方法61

盡管可以運用于復(fù)雜媒質(zhì)與環(huán)境電波傳播建模的計算電磁學(xué)方法種類繁多，但是能夠真正將計算效率與精度充分結(jié)合而應(yīng)用于無線通信環(huán)境電磁仿真的方法主要是基于幾何光學(xué)近似于一致性繞射理論的射線追蹤模型。在無線通信的微蜂窩小區(qū)與室內(nèi)環(huán)境下，障礙物尺寸遠大于電波波長，因此可以對計算方法進行光學(xué)近似，并充分利用建筑物結(jié)構(gòu)與材質(zhì)數(shù)據(jù)對研究區(qū)域電磁場強空間分布進行仿真分析。§8.2

射線追蹤方法

8.2.1射線追蹤法基本原理62射線追蹤方法的基本原理為，通過識別由發(fā)射機至接收機的所有上線路徑，精確模擬射線與通信環(huán)境中障礙物的反射、繞射或散射現(xiàn)象，從而獲得總接收場強。每條射線的接收功率表示為

§8.2

射線追蹤方法

8.2.1射線追蹤法基本原理631.反射系數(shù)和透射系數(shù)求解根據(jù)菲涅爾反射定律，反射系數(shù)與多項因素相關(guān)，包括入射角、極化方式及表面粗糙度，如圖8.1所示。

圖8.1入射、反射及透射示意圖§8.2

射線追蹤方法

8.2.1射線追蹤法基本原理64反射系數(shù)與透射系數(shù)簡化表示為

§8.2

射線追蹤方法

8.2.1射線追蹤法基本原理652.基于一致性幾何繞射理論的繞射系數(shù)求解針對無線通信環(huán)境中的繞射現(xiàn)象，需要引入幾何繞射理論進行繞射場處理，然而對于部分特殊傳播區(qū)域仍然有可能出現(xiàn)計算錯誤，因此采用一致性幾何繞射理論（UTD）和一致性漸進理論（UAT）可以解決幾何光學(xué)陰影邊界兩側(cè)過渡區(qū)內(nèi)失效的問題，且在過渡區(qū)以外自動轉(zhuǎn)化為幾何繞射理論算式。UTD的突出優(yōu)點在于：追蹤射線與工作頻率不相關(guān)，所以可以不受算法頻率限制，并應(yīng)用于微波及毫米波頻段傳播問題。UTD的算法模塊如圖8.2所示。

圖8.2UTD的基本模塊§8.2

射線追蹤方法

8.2.2正向算法和反向算法的選擇66根據(jù)算法中對于射線追蹤選擇方法的不同，射線追蹤算法可以分為正向算法與反向算法。這兩種算法具有各自的優(yōu)勢與缺陷，如表8.1所示。

表8.1正向算法和反向算法的對比算法分類對比項正向算法反向算法計算時間隨預(yù)先定義的反射次數(shù)成指數(shù)增長隨預(yù)先定義的反射次數(shù)成線性增長計算效率效率高，只需要一次計算就可得出城市小區(qū)內(nèi)所有接收點處的結(jié)果效率低，一次計算只能得出一個點的結(jié)果計算復(fù)雜度算法流程簡單，也比較容易實現(xiàn)。實際操作時，由源點出發(fā)跟蹤射線束，遇到平面阻擋便反射,遇到劈