第2章电波的传播特性

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1、1移动通信技术(第2版)第2章电波的传播特性2第2章电波的传播特性内容电波传播中的衰落OM模型概念及场强衰耗中值的预测任意地形、地物衰耗场强中值和信号中值的预测电波传播电路的计算、覆盖设计3第2章电波的传播特性重点OM模型及任意地形、地物情况下电波传播衰耗中值的预测系统均衡难点电波传播衰耗特性的统计数字特征量任意地形、地物情况下电波传播衰耗中值的预测目的和要求了解衰落对信号传输的影响理解表征电波传播衰耗特性的统计数字特征量掌握自由空间传输衰耗、OM模型及电波传播衰耗中值的计算方法42.1无线电波2.1.1无线电波的概念无线电波是一种能量的传输形式电场和磁场在空间交替变换，向前行进传播过程中，电

2、场和磁场在空间是相互垂直的，同时这两者又都垂直于传播方向5无线电波的传播速度传播速度和传播媒质有关真空中的传播速度等于光速(Ｃ＝3×108m／s)空气中的传播速度略小于光速通常认为它等于光速无线电波的波长、频率和传播速度的关系：λ＝Ｖ/ｆＶ为速度(m/s)；ｆ为频率(Hz)；λ为波长(m)不同介质中传播速度不同、波长不同6无线电波的极化概念：无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律而变化电波的极化方向：无线电波的电场方向极化波必须用对应的极化特性的天线接收否则在接收过程中会产生极化损失极化的类型线极化水平极化、垂直极化+45°倾斜极化、-45°倾斜极化椭圆极化圆极化78双极化天线两个天

3、线为一个整体，有两个独立的波，这两个波的极化方向相互垂直类型V/H（垂直/水平）极化倾斜（+45°/-45°）极化92.1.2电波的传播方式电波的传播方式在分析电波传播特性时总是以自由空间的传播环境为参考进行自由空间一种理想的、均匀的、各向同性的介质空间当电磁波在自由空间中传播时直线传播，不发生反射、折射、散射和吸收现象只存在电磁波能量扩散而引起的传播损耗实际传播环境中电波的传播方式直射、反射、绕射、散射10超短波传播特性无线电波的波长不同，传播特点也不完全相同主要传播特性视距传播多径传播绕射能力弱电波传播中的三种损耗路径传播损耗慢衰落损耗快衰落损耗11室内环境的传播电波在建筑物内传播的类型由

4、室外向建筑物内的穿透传播电波只在建筑物内传播室内无线环境特点覆盖范围小传播距离短传播时延要小的多室内环境中用户多处于静止和慢速移动状态，可忽略多普勒频移室内环境变化更复杂，电波传播受建筑类型、室内布局、建筑材料影响较大即使在同一个建筑物内的不同位置，其传播环境也不尽相同，甚至差别很大122.2电波传播中的衰落电波传播的衰落特性场强估算模型132.2.1电波传播的衰落特性衰落的概念由于实际传播环境中复杂的地形地物对传播信号的阻挡，及反射、绕射和散射引起的无线信号的多径传播都会对电磁波的传播产生影响，导致接收信号的随机变化衰落的类型阴影衰落（阴影效应、气象条件变化）场强中值的缓慢变化（慢衰落）

5、多径衰落（多径效应）瞬时值有快速、大幅度的变化（快衰落）14表征衰落的统计数字特征场强中值E0概念：场强值超过设定场强值的概率为50%时，该设定值为场强中值若场强中值等于接收机最低门限值，则可通信率为50%。（只有50%的时间可正常通信）场强中值不能反映衰落的严重程度例：统计时间为T，超过E0的时间为t1、t2、t3则：超过E0的概率为p(t)=(t1+t2+t3)/T×100%当p(t)=50%时，E0为场强中值15衰落深度：衡量衰落的严重程度接收电平与场强中值电平之差表示以场强中值电平为参考，表明信号起伏偏离其中值电平的程度衰落深度=20Lg（Ei/Eo)若为电平值，则衰落深度=Ei-E

6、o16衰落速率N衡量场强变化的快慢，即频繁程度单位时间内场强包络与给定电平值ER相交次数的一半衰落率与工作频率、移动台行进速度和方向等因素有关平均衰落率：其中v（km/h）、f（MHz）系统设计时，音频通带或信令数据通带的低端应高于衰落率17衰落持续时间场强低于某一给定电平值的持续时间表示信息传输的受影响程度或信令误码的长度182.2.2场强估算模型电波传播受地形地物的影响即电波传播特性与实际空间环境相关预测时在自由空间基础上考虑具体环境影响OM模型Egli模型BM模型Cost231模型19以日本东京城市场强中值实测结果得到的经验曲线构成的模型。模型：城市视为准平滑地形，给出经验曲线其他地形地

7、物情况则给出修正值适用范围：频率：100MHz～1500MHzBTS天线高度：30m～200mMS天线高度：1m～10m传播距离：1km～20km1.OM模型(Okumura-M.Hata奥村哈达)20美国陆上移动通信、VHF、UHF信号预测方法，对丘陵地形预测较准在传播地形起伏高度为20m的基本条件下，基本传播衰减公式：L(dB)=177+20lgd+20lgf-20lghThR单位：d(英里)