无线电波传播基础理论课件

1Module und Variations_E无线电波传播基础理论无线电波传播基础理论中国移动通信集团设计院有限公司无线所中国移动通信集团设计院有限公司无线所2008年年3月月1Module und Variations_E无线电波传播2中国移动通信集团设计院有限公司中国移动通信集团设计院有限公司第一节 无线电波传播基本原理频谱划分频谱划分传播途径传播途径第一节 无线电波传播基本原理频谱划分3中国移动通信集团设计院有限公司中国移动通信集团设计院有限公司频谱划分l不同的频段内的频率具有不同的传播特性不同的频段内的频率具有不同的传播特性频谱划分不同的频段内的频率具有不同的传播特性4中国移动通信集团设计院有限公司中国移动通信集团设计院有限公司传播途径直射波及地面反射波直射波及地面反射波（最一般的传播形式）（最一般的传播形式）对流层反射波对流层反射波（传播具有很大的随机性）（传播具有很大的随机性）山体绕射波山体绕射波（阴影区域信号来源（阴影区域信号来源）电离层反射波电离层反射波（超视距通讯途径）（超视距通讯途径）传播途径直射波及地面反射波对流层反射波山体绕射波电离层反射波5中国移动通信集团设计院有限公司中国移动通信集团设计院有限公司直射：自由空间传播；直射：自由空间传播；反射：在电波传播的路径上有一个体积远大于电波波长的物体，电波反射：在电波传播的路径上有一个体积远大于电波波长的物体，电波不能绕射过该物体；不能绕射过该物体；绕射：在发射机与接收机之间有边缘光滑且不规则的阻挡物体，该物绕射：在发射机与接收机之间有边缘光滑且不规则的阻挡物体，该物体的尺寸与电波波长接近，电波可以从该物体的边缘绕射过去；体的尺寸与电波波长接近，电波可以从该物体的边缘绕射过去；衍射：当电磁波的传播路由上存在小于波长的物体、并且单位体积内衍射：当电磁波的传播路由上存在小于波长的物体、并且单位体积内这种障碍物体的数目非常巨大时，发生衍射。衍射发生在粗糙表面、这种障碍物体的数目非常巨大时，发生衍射。衍射发生在粗糙表面、小物体或其它不规则物体，如：树叶、街道标志和灯柱等小物体或其它不规则物体，如：树叶、街道标志和灯柱等 传播途径几乎任何一次通信的过程，都是这多种传播方式的组合几乎任何一次通信的过程，都是这多种传播方式的组合直射：自由空间传播；传播途径几乎任何一次通信的过程，都是这多6中国移动通信集团设计院有限公司中国移动通信集团设计院有限公司传播环境建筑物反射波建筑物反射波绕射波绕射波直达波直达波地面反射波地面反射波传播环境建筑物反射波7Module und Variations_E第二节 无线电波传播环境传播环境传播环境信号衰落信号衰落传播损耗传播损耗7Module und Variations_E第二节 无线8中国移动通信集团设计院有限公司中国移动通信集团设计院有限公司无线电波传播受地形结构和人为环境的影响，无线传播环境直接决定无线电波传播受地形结构和人为环境的影响，无线传播环境直接决定传播模型的选取。传播模型的选取。影响环境的主要因素：影响环境的主要因素：l 自然地形（高山、丘陵、平原、水域）自然地形（高山、丘陵、平原、水域）l 人工建筑的数量、分布、材料特性人工建筑的数量、分布、材料特性l 该区域植被特征该区域植被特征l 天气状况天气状况l 自然和人为的电磁噪声状况自然和人为的电磁噪声状况传播环境无线电波传播受地形结构和人为环境的影响，无线传播环境直接决定9中国移动通信集团设计院有限公司中国移动通信集团设计院有限公司传播环境地形结构地形结构开阔区开阔区l平滑地形平滑地形l丘陵地形丘陵地形l山区山区人为环境人为环境l市区市区l郊区郊区l准郊区准郊区l乡村地区乡村地区传播环境地形结构人为环境10中国移动通信集团设计院有限公司中国移动通信集团设计院有限公司信号衰落距离距离(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慢衰落在几十个波长的长度上呈现比较慢的变化趋势、快衰落慢衰落在几十个波长的长度上呈现比较慢的变化趋势、快衰落则是叠加在其上的快变化成分则是叠加在其上的快变化成分信号衰落距离(m)接收功率(dBm)102030-20-4011中国移动通信集团设计院有限公司中国移动通信集团设计院有限公司信号衰落抗快衰落措施分集抗快衰落措施分集时间分集时间分集 符号交织、检错、纠错编码符号交织、检错、纠错编码空间分集空间分集 采用主、分集天线接收。主、分集天线的接收信号不具有同时衰减采用主、分集天线接收。主、分集天线的接收信号不具有同时衰减的特性。基站接收机对一定时间范围内不同时延信号的均衡能力也是一种的特性。基站接收机对一定时间范围内不同时延信号的均衡能力也是一种空间分集的形式。空间分集的形式。频率分集频率分集 GSMGSM通信采用跳频通信采用跳频信号衰落抗快衰落措施分集12中国移动通信集团设计院有限公司中国移动通信集团设计院有限公司信号衰落时间色散时间色散起源于反射，主要指到达接收机的主信号和其他多径信号在空间传输时间差起源于反射，主要指到达接收机的主信号和其他多径信号在空间传输时间差异而带来的同频干扰问题异而带来的同频干扰问题发射信号来自远离接收天线的物体发射信号来自远离接收天线的物体解解 决决自适应均衡技术、站址调整自适应均衡技术、站址调整信号衰落时间色散解 决自适应均衡技术、站址调整13中国移动通信集团设计院有限公司中国移动通信集团设计院有限公司传播损耗自由空间传播损耗自由空间传播损耗Ploss=32.44+20lgfMHz+20lgdkmPloss=32.44+20lgfMHz+20lgdkm设设f=900MHzf=900MHz，该传播损耗可描述为：，该传播损耗可描述为：Ploss=91.52+20lgdPloss=91.52+20lgd =L0+10=L0+10lgdlgd其中其中:L0=91.52:L0=91.52=2=2 路径损耗斜率路径损耗斜率在实际通信环境中，在实际通信环境中，一般在一般在3 3至至5 5之间之间传播损耗自由空间传播损耗14中国移动通信集团设计院有限公司中国移动通信集团设计院有限公司传播损耗平坦地形传播损耗平坦地形传播损耗Ploss=10Ploss=10lgdlgd-20lghb-20lghm-20lghb-20lghm=4=4 路径损耗斜率路径损耗斜率hbhb：基站天线高度：基站天线高度hmhm：移动台高度：移动台高度u基站天线高度增加一倍，可补偿基站天线高度增加一倍，可补偿6dB6dB的路径损耗的路径损耗传播损耗平坦地形传播损耗15中国移动通信集团设计院有限公司中国移动通信集团设计院有限公司传播损耗准平滑地形及不规则地形传播损耗准平滑地形及不规则地形传播损耗准平滑地形准平滑地形:表面起伏平缓，起伏高度表面起伏平缓，起伏高度小于等于小于等于2020米的地形米的地形不规则地形不规则地形:除了准平滑地形之外的其除了准平滑地形之外的其余地形，可按状态分为：丘陵地形、余地形，可按状态分为：丘陵地形、孤立山岳、倾斜地形、水陆混合地形孤立山岳、倾斜地形、水陆混合地形等等RTTR传播损耗准平滑地形及不规则地形传播损耗RTTR16中国移动通信集团设计院有限公司中国移动通信集团设计院有限公司传播损耗绕射损耗绕射损耗特点特点电磁波在绕射点四处扩散电磁波在绕射点四处扩散绕射波覆盖除障碍物外的所有方向绕射波覆盖除障碍物外的所有方向扩散损耗最为严重扩散损耗最为严重计算公式复杂，随不同绕射常数变化计算公式复杂，随不同绕射常数变化TR传播损耗绕射损耗TR17中国移动通信集团设计院有限公司中国移动通信集团设计院有限公司传播损耗穿透损耗穿透损耗室内信号取决于建筑物的穿透损耗室内信号取决于建筑物的穿透损耗室内窗口处与室内中部信号差别较大室内窗口处与室内中部信号差别较大建筑物材质对穿透损耗影响较大建筑物材质对穿透损耗影响较大电磁波的入射角对穿透损耗影响较大电磁波的入射角对穿透损耗影响较大TRXdBmWdBm穿透损耗穿透损耗=X-W=B dB电磁波穿透墙体的反射和折射电磁波穿透墙体的反射和折射传播损耗穿透损耗TRXdBmWdBm穿透损耗=X-W=B d18中国移动通信集团设计院有限公司中国移动通信集团设计院有限公司传播损耗建筑物穿透损耗建筑物穿透损耗物体阻挡物体阻挡/穿透损耗为：穿透损耗为：隔墙阻挡：隔墙阻挡：5 520dB20dB楼层阻挡：楼层阻挡：20dB20dB室内损耗值是楼层高度的函数，室内损耗值是楼层高度的函数，-1.9dB/-1.9dB/层层家具和其它障碍物的阻挡：家具和其它障碍物的阻挡：2 215dB15dB厚玻璃：厚玻璃：6 610dB10dB火车车厢的穿透损耗为：火车车厢的穿透损耗为：151530dB30dB电梯的穿透损耗：电梯的穿透损耗：30dB30dB左右左右茂密树叶损耗：茂密树叶损耗：10dB10dB传播损耗建筑物穿透损耗19中国移动通信集团设计院有限公司中国移动通信集团设计院有限公司传播损耗反射损耗反射损耗地面性质地面性质水面水面稻田稻田田野田野城市、山地、城市、山地、森林森林等效地面反射系数等效地面反射系数0.90.91 10.60.60.80.80.30.30.50.50.10.10.20.2反射损耗（反射损耗（dBdB）0 01 12 24 46 6101014142020传播损耗反射损耗地面性质水面稻田田野城市、山地、森林等效地面20中国移动通信集团设计院有限公司中国移动通信集团设计院有限公司谢谢谢谢