《无线通信基本原理》ppt课件

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1、无线通信基本原理1.无线电波传播的基础理论2.移动通信基本原理华信邮电咨询设计研究院有限公司无线设计研究院1.无线电波传播的基础理论无线传播基本原理－电波传播方式：无线传播基本原理－电波传播方式：无线传播基本原理－频谱划分通常无线电波所指的是从极低频10KHz到极超高频的顶点300GHz（GigaHertz）。通常划分成八个区域，参看下表：移动通信系统中频段的划分为：由上表可以看出移动通信频段位于UHF频段范围内，是以空间波的方式进行传输的。无线传播基本原理－频谱划分无线传播基本原理－传播途径在UHF

2、频段，从发射机到接收机的电磁波的主要传播模式是直射和散射，即视距直线传播以及从建筑物平面反射或从人工、自然物体折射。在典型的蜂窝移动通信环境中，移动台一般比基站天线矮很多，接收机与发射机之间的直达路径往往被建筑物或其他物体所阻碍。所以，在蜂窝基站与移动台之间的通信不一定是通过直达路径，而是通过许多其他路径完成的。无线传播基本原理－传播途径（多径）时间接收信号强度发射信号无线传播环境－信号衰落快衰落：大量传播路径的存在就产生了所谓的多径现象，其合成波的幅度和相位随移动台的运动产生很大的起伏变化，这就是所谓

3、的快衰落或多径衰落，因为其电场强度概率函数是服从瑞利分布，也称为瑞利衰落。合成波的振幅和相位随移动台的运动起伏变化很大，衰落的振幅、相位、角度随机。无线传播环境－信号衰落快衰落无线传播环境－信号衰落慢衰落：移动台接收的信号除瞬时出现快速瑞利衰落外，其场强中值随着地区位置改变出现较慢的变化，这就是所谓的慢衰落或阴影衰落，慢衰落的场强中值服从对数正态分布。电波传播路径上遇有高大建筑物、树林、地形起伏等障碍物的阻挡，就会产生电磁场的阴影。衰落深度与与位置/地点相关，衰落的速度取决于移动台移动的速度。无线传播环

4、境－信号衰落慢衰落无线传播环境－信号衰落距离(m)接收功率(dBm)102030-20-40-60慢衰落快衰落总的来说，在蜂窝环境中有两种影响：第一种是多径，从建筑物表面或其他物体反射、散射而产生的短期衰落；第二种是直接可见路径产生的主要信号强度的缓慢变化，即长期场强变化。也就是说，信道工作于符合瑞利分布的快衰落并叠加有信号幅度满足对数正态分布的慢衰落。无线传播环境－信号衰落抗快衰落主要措施－分集时间分集空间分集频率分集极化分集克服慢衰落的主要方法是加大发射功率，提高接收灵敏度，宏观分集等。无线传播环境

5、－传播损耗在研究传播时，特定接收机功率接收的信号电平是一个主要特性。由于传播路径和地形干扰，传播信号减小，这种信号减小称为传播损耗。自由空间的传播损耗可以由下式表示：其中f为频率(MHz)，d为距离(km)。上式与距离d，频率f成反比，当距离或频率增加一倍时，自由空间的路径损耗增加6dB(信号场强衰减4倍）。无线传播环境－传播损耗当已知频率f还可以简化上式：式中γ＝2。γ称为路径损耗倾斜因子。在实际的信号空间传播中，地形、信号在不同介质上的绕射、反射、穿透都会导致不同的传播损耗，不同环境下γ的取值范围：

6、无线传播环境－传播损耗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传播方式。影响无线电波传播方式的主要因素有：自然地形（高山、丘陵、平原、水域）人工建筑的数量、分布、材料特性植被特征天气状况无线传播环境－传播损耗无线传播模型和校正随着网络规模的扩大，对通信质量要求的提高，网络规划、覆盖预测已不可能靠手工运算来完成。通过计算机应用传播模型就能够很好的解决这一问题。通过模型进行预测能够得到误差在10dB以内的路径损耗的本地均值。·移动通信中用到的传播模型有很多,常见的有：●Hata-Okum

7、ura模型●Walfisch-Ikegami模型●Planet通用模型不同的模型有不同的特点，有各自的适用范围。无线传播模型和校正PlaNET通用模型由下面的方程确定：L(dB)=PTX-PRX=-K1-K2㏒d-K3㏒(Heff)-K4(Diffraction)-K5㏒(Heff)㏒d-K6(Hmeff)-Kclutter式中,PRX为接收功率（dBm）;PTX为发射功率（dBm）;K1为偏置常量(dB）;K2为距离衰减常数;K3为基站天线高度补偿修正系数;K4为多重绕射损耗修正系数;K5为㏒(Hef

8、f)㏒d多重修正因子;K6为移动台天线有效高度增益修整因子;d为基站到移动台之间的距离（m）;Heff为基站天线有效高度（m）;K4(Diffraction)为有障碍物阻挡时的绕射路径损耗;Kclutter为地貌衰减系数（dB）;Hmeff为移动台天线有效高度.无线传播模型和校正传播模型用于预测地形、障碍物及人为环境对无线电波传播中路径损耗的影响。传播模型是移动通信网小区规划的基础。采用模型的价值就是在保证精度的同时节省了人力、费用和时间。