移动通信传播模型介绍课件.ppt

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1、前言传播模型是移动通信网小区规划的基础，传播模型的准确与否关系到小区规划是否合理，运营商是否以比较经济合理的投资满足了用户的需求。由于我国幅员辽阔，各省、市的无线传播环境千差万别。例如，处于丘陵地区的城市与处于平原地区的城市相比，其传播环境有很大不同，两者的传播模型也会存在较大差异。因此如果仅仅根据经验而无视各地不同地形、地貌、建筑物、植被等参数的影响，必然会导致所建成的网络或者存在覆盖、质量问题，或者所建基站过于密集，造成资源浪费。传播环境对无线传播模型的建立起关键作用，确定某一特定地区的传播环境的主要因素有：自

2、然地形（高山、丘陵、平原、水域等）       人工建筑的数量、高度、分布和材料特性       该地区的植被特征       天气状况       自然和人为的电磁噪声状况另外，无线传播模型还受到系统工作频率和移动台运动因素的影响。在相同地区，工作频率不同，接收信号衰落各异；静止的移动台与高速运动的移动台的传播环境也大不相同。传播模型的研究可分为两类：一类是基于无线电传播理论的理论分析方法；       一类是建立在大量测试数据和经验公式基础上的实测统计方法。在移动通信系统中，由于移动台不断运动，传播信

3、道不仅受到多普勒效应的影响，而且还受地形、地物的影响，另外移动系统本身的干扰和外界干扰也不能忽视。基于移动通信系统的上述特性，严格的理论分析很难实现，往往需对传播环境进行近似、简化，从而使理论模型误差较大。而最著名的统计模型是Okumura模型，它是Okumura以其在日本的大量测试数据为基础统计出的以曲线图表示的传播模型。在Okumura模型的基础上，利用回归方法拟合出便于计算机计算的解析经验公式。这些经验公式有适用于GSM900宏蜂窝的Okumura-Hata公式、适用于GSM1800宏蜂窝的Hata扩展公式。

4、另外还有适用于微蜂窝的Walfisch公式及室内传播环境使用的Keenan-Motley公式。这些经验公式计算繁琐并且与实际环境之间存在着或大或小的误差。因此在实际的场强预测中，一般都以修正的Okumura-Hata模型作为预测模型，利用计算机进行辅助预测，在这种规划软件中，可以针对当地的实际无线环境作CW测试后对上述公式进行修正。需要说明的是，如果已有地形地物相似城市的模型参数，可以直接用于规划预测，而没有必要重做CW测试和模型校正，以节省人力物力。无线电波波段划分电磁波的产生根据Maxwell方程组：空间某处只

5、要有变化的磁场就能激发出涡旋电场，而变化的电场又能激发涡旋磁场。交变的电场和磁场互相激发就形成了连续不断的电磁振荡即电磁波。电磁波的速度只随介质的电和磁的性质而变化，电微波在真空中传播的速度，等于光在真空中传播的速度。光和电磁波在本质上是相同的，光是一定波长的电磁波。电场电场电场振子电波传输方向磁场磁场电磁波的传播池塘中的波纹：能量从源点向四周传播，并逐渐减弱电磁波的传播与此类似，不同之处（当辐射源是各向同性的理想点源时）：在三维空间以球面波的形式传播传播介质不同，空气、障碍物、反射物无线传播的理论基础在自由空间中

6、，由点源发射的正弦波向各个方向辐射球面波，此时该点源称为各向同性辐射源假设点源发射功率为Prad(W)，在距离d(m)处的单位面积功率（即Poynting矢量）为：对于实际天线，若辐射功率为Pt(W)，天线增益为Gt(dBi)，则Poynting矢量为：无线传播的理论基础若接收天线有效接收面积为Ae(m2)，增益为Gr(dBi)，则两者关系：因此在距离d处接收到的功率为：无线网络规划、设计的理论基础是传播损耗，自由空间传播损耗为：无线传播的特点陆地移动通信的电波传播机制实际环境的无线传播LOS和NLOS①建筑物反射

7、波②绕射波③直射波④地面反射波无线信道特征无线信道随用户的位置和时间而变化多径散射、阴影遮挡使得接收功率发生剧烈变化慢衰落衰减：Pr正比于1/dn阴影：障碍物遮挡快衰落多径效应在很小的距离间隔和时间间隔上，信号强度快速变化产生Doppler频移产生时延扩展d(m)Pr(dBm)102030-20-40-60慢衰落快衰落分集技术抗快衰落措施－分集技术－显分集空间分集极化分集频率分集：GSM--跳频，WCDMA--扩频技术其它：方向性分集、场分集、发射分集－显分集空间分集极化分集频率分集：GSM--跳频，WCDMA--

8、扩频技术其它：方向性分集、场分集、发射分集时延扩展多径传播：不同路径的信号到达接收机的时间不同当多径信号不能被接收机区分时就产生同信道干扰（CCI），对于WCDMA系统，多径时延必须大于一个码片周期(0.26µs)才能被识别典型值(µs):Open<0.2,Suburban=0.5,Urban=3解决均衡、RAKE技术损耗绕射损耗TR穿透损耗TR绕射损耗特点