2.1-移动信道的传播特性ppt课件

1、1张燕张燕zy29209163第三章第三章 移动信道的传播特性移动信道的传播特性2补充：补充：dB、dBm、dBW dB是一个纯计数单位是一个纯计数单位XdBlg10例例 甲功率比乙功率大一倍，那么甲功率比乙功率大一倍，那么10lg(甲功甲功率率/乙功率乙功率)=10lg2=3dB。也就是说，甲的功。也就是说，甲的功率比乙的功率大率比乙的功率大3 dB。常用于两个量的比值，表示两个量的相对常用于两个量的比值，表示两个量的相对大小关系。大小关系。3dBm是一个表示功率绝对值的值，是以是一个表示功率绝对值的值，是以1mW功率为基准的一个比值，计算公式功率为基准的一个比值，计算公式 mW1lg10功

2、率值dBmmWmWmW011lg101例例 发射功率为发射功率为1mW，换算成，换算成dBm就是就是dBmmWmWW50110100lg101003例例 100W功率，换算成功率，换算成dBm就是就是4dBW也是一个表示功率绝对值的值，是以也是一个表示功率绝对值的值，是以1W功率为基准的一个比值，计算公式功率为基准的一个比值，计算公式 W1lg10功率值dBWWWW011lg101例例 发射功率为发射功率为1W，换算成，换算成dBW就是就是dBmmWmWWdBW30110lg10103换算成换算成dBm就是就是5例如，输入功率为例如，输入功率为50mW，相对，相对1mW而言，而言，输入功率为输

3、入功率为dBWW1311050lg103如果紧接着在链路上损耗了如果紧接着在链路上损耗了10dB，则链路，则链路输出的绝对功率为输出的绝对功率为17-10=7dBm。如果相对如果相对1W而言，则输入功率为而言，则输入功率为dBmmWmWlg1715010链路损耗链路损耗10dB，则链路输出的绝对功率为，则链路输出的绝对功率为-13-10=-23dBW。6移动无线信道概述移动无线信道概述移动信道的衰落特性取决于无线电波传播移动信道的衰落特性取决于无线电波传播环境环境不同的环境，其传播特性不尽相同。不同的环境，其传播特性不尽相同。 复杂、恶劣的传播条件是移动信道的特征复杂、恶劣的传播条件是移动信道

4、的特征这是由在运动中进行无线通信这一方式本这是由在运动中进行无线通信这一方式本身所决定的身所决定的 采用理论分析，场强实测统计和计算机模采用理论分析，场强实测统计和计算机模拟三种方法描述移动无线信道拟三种方法描述移动无线信道7主要内容主要内容3.1 无线电波传播特性无线电波传播特性3.2 移动信道的特征移动信道的特征3.3 陆地移动信道的传输损耗陆地移动信道的传输损耗思考题与习题思考题与习题83.1 无线电波传播特性无线电波传播特性3.1.1 电波传播方式电波传播方式 直射波直射波地面反射波地面反射波地表面波地表面波9直射波反射波绕射波散射波10 1) 直射波直射波 电波传播过程中没有遇到任何

5、的障碍物电波传播过程中没有遇到任何的障碍物, 直接到达接收端的电波直接到达接收端的电波, 称为直射波。直射称为直射波。直射波更多出现于理想的电波传播环境中。波更多出现于理想的电波传播环境中。 2) 反射波反射波 电波在传播过程中遇到比自身的波长电波在传播过程中遇到比自身的波长大得多的物体时大得多的物体时, 会在物体表面发生反射会在物体表面发生反射, 形成反射波。形成反射波。 反射常发生于地表、建筑物反射常发生于地表、建筑物的墙壁表面等。的墙壁表面等。 11 3) 绕射波绕射波 电波在传播过程中被尖利的边缘阻挡时电波在传播过程中被尖利的边缘阻挡时, 会由阻挡表面产生二次波会由阻挡表面产生二次波,

6、 二次波散布于空间二次波散布于空间, 那些到达阻挡体背面的电波就称为绕射波。那些到达阻挡体背面的电波就称为绕射波。由于地球表面的弯曲性和地表物体的密集性由于地球表面的弯曲性和地表物体的密集性, 绕射波在电波传播过程中起到了重要作用。绕射波在电波传播过程中起到了重要作用。 4) 散射波散射波 电波在传播过程中遇到障碍物表面粗糙电波在传播过程中遇到障碍物表面粗糙或者体积小但数目多时或者体积小但数目多时, 会在其表面发生散射会在其表面发生散射, 形成散射波。散射波可能散布于许多方向形成散射波。散射波可能散布于许多方向, 因因而电波的能量也被分散于多个方向。而电波的能量也被分散于多个方向。 12直射波

7、直射波直射波可按自由空间传播来考虑。直射波可按自由空间传播来考虑。所谓自由空间传播，是指天线周围为无限所谓自由空间传播，是指天线周围为无限大真空时的电波传播，它是理想传播条件。大真空时的电波传播，它是理想传播条件。 电波在自由空间传播时，其能量既不会被电波在自由空间传播时，其能量既不会被障碍物所吸收，也不会产生反射或散射。障碍物所吸收，也不会产生反射或散射。自由空间传播模型用于预测接收机和发射自由空间传播模型用于预测接收机和发射机之间是完全无阻挡的视距路径时的接收机之间是完全无阻挡的视距路径时的接收信号场强。信号场强。13虽然电波在自由空间里传播不受阻挡，不虽然电波在自由空间里传播不受阻挡，不

8、产生反射、折射、绕射、散射和吸收，但产生反射、折射、绕射、散射和吸收，但是，当电波经过一段路径传播之后，能量是，当电波经过一段路径传播之后，能量仍会受到衰减，这是由辐射能量的扩散而仍会受到衰减，这是由辐射能量的扩散而引起的。引起的。假设发送方全向天线的辐射功率为假设发送方全向天线的辐射功率为PT瓦，瓦，距离距离d米的接收天线获取的功率为米的接收天线获取的功率为PR瓦，瓦，自由空间传播损耗自由空间传播损耗(衰落衰落) Lfs为为RTfsPPL 14 由电磁场理论推导，自由空间传播损耗由电磁场理论推导，自由空间传播损耗(衰落衰落) Lfs可定义为可定义为 fdLfslg20lg2044.32式中，

9、式中，d为传播距离，单位为为传播距离，单位为km， f为工作频率，单位为为工作频率，单位为MHz。24dGGPPLRTRTfs以以dB为单位，为单位，GT=1，GR=1时，时，Lfs为为15 从上式可看出从上式可看出 传播距离传播距离d越远，自由空间路径损耗越远，自由空间路径损耗Lfs越越大，当传播距离大，当传播距离d加大一倍时，自由空间加大一倍时，自由空间路径损耗路径损耗Lfs就增加就增加6dB。 电波频率电波频率f 越高，自由空间路径损耗越高，自由空间路径损耗Lfs就就越大，当电波频率越大，当电波频率f 提高一倍时，自由空提高一倍时，自由空间传播损耗间传播损耗Lfs就增加就增加6 dB。

10、在无线电传播中，自由空间传播是最简单在无线电传播中，自由空间传播是最简单的形式。当讨论其他传播方式时，常用自的形式。当讨论其他传播方式时，常用自由空间传播作为参考。由空间传播作为参考。 16反射波反射波由发射点发出的电波分别经过直射线与地由发射点发出的电波分别经过直射线与地面反射路径到达接收点，由于两者的路径面反射路径到达接收点，由于两者的路径不同，从而会产生附加相移。不同，从而会产生附加相移。 TaobcRhrd1d2ht17绕射绕射在实际陆地无线通信中，发射与接收之间在实际陆地无线通信中，发射与接收之间的传播路径上，往往有山丘、建筑物、树的传播路径上，往往有山丘、建筑物、树木等障碍物存在。

11、此时，电波根据绕射原木等障碍物存在。此时，电波根据绕射原理越过障碍物的，由此而引起的损耗称为理越过障碍物的，由此而引起的损耗称为绕射损耗。绕射损耗。绕射损耗与障碍物顶点至直射线的距离绕射损耗与障碍物顶点至直射线的距离x ,障碍物与发射点的距离障碍物与发射点的距离d1，与接收点的距，与接收点的距离离d2，以及电波的波长，以及电波的波长都有关系。都有关系。18图图3-3 障碍物与余隙障碍物与余隙(a) 负余隙；负余隙； (b) 正余隙正余隙19图图34 绕射损耗与余隙关系绕射损耗与余隙关系 20散射散射实际移动无线环境中，接收信号和单独绕实际移动无线环境中，接收信号和单独绕射和反射模型预测的不同。

12、这是因为当电射和反射模型预测的不同。这是因为当电波遇到粗糙表面或体积小但数目多的障碍波遇到粗糙表面或体积小但数目多的障碍物时，反射能量由于散射而散布于所有方物时，反射能量由于散射而散布于所有方向。例如树木。向。例如树木。实际移动信道中，散射体很多，因此接收实际移动信道中，散射体很多，因此接收信号是由多个电波合成的。信号是由多个电波合成的。21建筑物的穿透传播建筑物的穿透传播发射机在建筑物外部时发射机在建筑物外部时, 电磁波可能会在电磁波可能会在穿透建筑物后继续传播穿透建筑物后继续传播, 称为穿透传播。称为穿透传播。穿透传播会造成穿透损耗。穿透损耗可定穿透传播会造成穿透损耗。穿透损耗可定义为建筑

13、物室外场强与室内场强之比义为建筑物室外场强与室内场强之比(用用dB表示表示)。影响穿透损耗的几点要素有建筑物结构影响穿透损耗的几点要素有建筑物结构(砖石、钢筋混凝土、土等砖石、钢筋混凝土、土等)和建筑物厚度、和建筑物厚度、电波频率、楼层高度、进入室内的深度等。电波频率、楼层高度、进入室内的深度等。 22简单来说简单来说钢筋混凝土结构的穿透损耗大于砖石或土钢筋混凝土结构的穿透损耗大于砖石或土结构的穿透损耗；结构的穿透损耗；电波频率越高，穿透能力越强越有利于在电波频率越高，穿透能力越强越有利于在建筑物内部传播；建筑物内部传播；同一建筑物，高楼层比低楼层信号损耗小，同一建筑物，高楼层比低楼层信号损耗

14、小，地下室信号损耗较大地下室信号损耗较大; 近窗口处的损耗一般小于远离窗口的地方近窗口处的损耗一般小于远离窗口的地方;建筑物内的损耗随电波穿透深度建筑物内的损耗随电波穿透深度(即进入室即进入室内的深度内的深度)而增大。而增大。23900M信号的穿透损耗参数表信号的穿透损耗参数表 隔墙阻挡：隔墙阻挡：520dB楼层阻挡：楼层阻挡：20dB，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/层层家具和其它障碍物的阻挡：家具和其它障碍物的阻挡： 215dB厚玻璃：厚玻璃： 610dB火车车厢的穿透损耗为：火车车厢的穿透损耗为：1530dB 电梯的穿透损耗：电梯的穿透损耗： 30d

15、B左右左右茂密树叶损耗：茂密树叶损耗：10dB24移动通信电波传播路径损耗和多径衰落移动通信电波传播路径损耗和多径衰落 253.2 移动信道的特征移动信道的特征空间中电波的传播由于阻挡、距离等多种空间中电波的传播由于阻挡、距离等多种因素使得其必然存在传播损耗，移动台接因素使得其必然存在传播损耗，移动台接收信号的强度随移动台的运动产生随机变收信号的强度随移动台的运动产生随机变化，即衰落化，即衰落 。这种变化的周期从几分之一。这种变化的周期从几分之一秒至几小时不等。因此移动通信电波传播秒至几小时不等。因此移动通信电波传播中的衰落又常分为慢衰落和快衰落两种。中的衰落又常分为慢衰落和快衰落两种。其中，

16、接收信号强度曲线的中值呈现慢速其中，接收信号强度曲线的中值呈现慢速变化，称为慢衰落；曲线的瞬时值呈快速变化，称为慢衰落；曲线的瞬时值呈快速变化，称快衰落。变化，称快衰落。 26图图3-7 典型信号衰落特性典型信号衰落特性 快衰落快衰落慢衰落慢衰落273.2.1 快衰落快衰落 快衰落快衰落(也称短期衰落或多径衰落也称短期衰落或多径衰落)指的指的是接收信号强度随机变化较快，具有几秒钟是接收信号强度随机变化较快，具有几秒钟或几分钟的短衰落周期。有两种效应都会导或几分钟的短衰落周期。有两种效应都会导致这种信号幅度快速波动。致这种信号幅度快速波动。 第一种称为多径衰落它是由于沿不同路第一种称为多径衰落它

17、是由于沿不同路径到达的信号相加而产生的。径到达的信号相加而产生的。 第二种称为多普勒效应，它是由于移动第二种称为多普勒效应，它是由于移动终端朝着或背向基站发送器运动而产生的。终端朝着或背向基站发送器运动而产生的。281、多径衰落、多径衰落无线电波在传输过程中会受到地形、地物的影无线电波在传输过程中会受到地形、地物的影响而产生反射、绕射、散射等响而产生反射、绕射、散射等, 从而使电波沿着从而使电波沿着各种不同的路径传播各种不同的路径传播, 这称为多径传播。这称为多径传播。多径传播使得接收端接收到的信号是在幅度、多径传播使得接收端接收到的信号是在幅度、相位、频率和到达时间上都不尽相同的多条路相位、

18、频率和到达时间上都不尽相同的多条路径上信号的合成信号径上信号的合成信号, 不同相位的多个信号在接不同相位的多个信号在接收端叠加，有时同相叠加而增强，有时反相叠收端叠加，有时同相叠加而增强，有时反相叠加而减弱。这样，接收信号的幅度将急剧变化，加而减弱。这样，接收信号的幅度将急剧变化，即产生了衰落，称为多径衰落，或称多径效应。即产生了衰落，称为多径衰落，或称多径效应。29yxSi(t)基站天线i图图3-8 3-8 移动台接收移动台接收N N条路径信号条路径信号30当发射机和接收机之间没有视距传播路径当发射机和接收机之间没有视距传播路径时，多径效应使接收信号包络变化接近瑞时，多径效应使接收信号包络变

19、化接近瑞利分布，这种多径衰落称为瑞利衰落。在利分布，这种多径衰落称为瑞利衰落。在典型移动信道中，衰落深度达典型移动信道中，衰落深度达30dB左右，左右，衰落速率衰落速率(每秒钟信号包络经过中值电平每秒钟信号包络经过中值电平的来回次数的来回次数)约约3040次次/秒。秒。当两者之间有一条视距传播路径，而且信当两者之间有一条视距传播路径，而且信号很强时，接收信号的包络服从莱斯分布。号很强时，接收信号的包络服从莱斯分布。多径效应会产生信号的时延扩展和频率选多径效应会产生信号的时延扩展和频率选择性衰落现象。择性衰落现象。31(a) 多径时散多径时散多径效应在时域上将造成数字信号波形的多径效应在时域上将

20、造成数字信号波形的展宽，这种因多径传播造成信号时间扩散展宽，这种因多径传播造成信号时间扩散的现象，称为多径时散。的现象，称为多径时散。图图3-14 多径时散示例多径时散示例32所谓时延扩展是指由于电波传播存在多条不所谓时延扩展是指由于电波传播存在多条不同的路径，路径长度不同，且传输路径随移同的路径，路径长度不同，且传输路径随移动台的运动而不断变化，因而可能导致发射动台的运动而不断变化，因而可能导致发射端一个较窄的脉冲信号，在到达接收端时变端一个较窄的脉冲信号，在到达接收端时变成了由许多不同时延脉冲构成的一组信号。成了由许多不同时延脉冲构成的一组信号。时延扩展可直观地理解为在一串接受脉冲中，时延

21、扩展可直观地理解为在一串接受脉冲中，最大传输时延和最小传输时延的差值，即最最大传输时延和最小传输时延的差值，即最后一个可分辨的延时信号与第一个延时信号后一个可分辨的延时信号与第一个延时信号到达时间的差值，记为到达时间的差值，记为 。实际上，。实际上， 就就是脉冲展宽的时间。是脉冲展宽的时间。严格意义上，时延扩展严格意义上，时延扩展可以用实测信号的可以用实测信号的统计平均的方法来定义。统计平均的方法来定义。33图图 3 - 16 多径时延信号强度多径时延信号强度 0omax0 dB30 dB相对强度 / dBt(相对时延时间)E(t)34多径时散的影响多径时散的影响在数字传输中，由于时延扩展，接

22、收信号在数字传输中，由于时延扩展，接收信号中一个码元的波形会扩展到其他码元周期中一个码元的波形会扩展到其他码元周期中，引起码间串扰中，引起码间串扰(ISI)(ISI)。 为了避免码间串扰，应使码元周期大于多为了避免码间串扰，应使码元周期大于多径效应引起的时延扩展径效应引起的时延扩展。或者等效地说。或者等效地说码元速率码元速率RbRb小于时延扩展的倒数。即小于时延扩展的倒数。即1bR35 时延大小主要取决于地形和地物时延大小主要取决于地形和地物(如高大如高大建筑建筑)的影响。一般情况下，市区的时延要比的影响。一般情况下，市区的时延要比郊区大。也就是说，从多径时散考虑，市区郊区大。也就是说，从多径

23、时散考虑，市区传播条件更恶劣。传播条件更恶劣。表表3-1 多径时散参数典型值多径时散参数典型值 参数参数市区市区郊区郊区平均时延平均时延 / s对应路径距离差对应路径距离差 /m1.52.54507500.12.0300600时延扩展时延扩展 / s1.03.00.22.0最大时延最大时延 max / s5.0123.07.036(b) 频率选择性衰落频率选择性衰落根据衰落与频率的关系，可将衰落分为两根据衰落与频率的关系，可将衰落分为两种：非频率选择性衰落种：非频率选择性衰落( (又称为平坦衰落又称为平坦衰落) )与频率选择性衰落。与频率选择性衰落。 所谓非频率选择性衰落是指信号中各分量所谓非

24、频率选择性衰落是指信号中各分量的衰落状况与频率无关，即信号经过传输的衰落状况与频率无关，即信号经过传输后，各频率分量所遭受的衰落具有一致性，后，各频率分量所遭受的衰落具有一致性，即相关性，因而衰落信号的波形不失真。即相关性，因而衰落信号的波形不失真。37所谓频率选择性衰落是指信号中各分量的所谓频率选择性衰落是指信号中各分量的衰落状况与频率有关，即传输信道对信号衰落状况与频率有关，即传输信道对信号中不同频率成分有不同的随机的响应。由中不同频率成分有不同的随机的响应。由于信号中不同频率分量衰落不一致，因此于信号中不同频率分量衰落不一致，因此衰落信号波形将产生失真。衰落信号波形将产生失真。 从频域观

25、点而言，多径时散现象将导致频从频域观点而言，多径时散现象将导致频率选择性衰落，即信道对不同频率成分有率选择性衰落，即信道对不同频率成分有不同的响应。若信号带宽过大，不同的响应。若信号带宽过大， 就会引就会引起严重的失真。起严重的失真。38对于移动信道来说，存在一个相关带宽对于移动信道来说，存在一个相关带宽BcBc当信号的带宽小于相关带宽时，发生非频当信号的带宽小于相关带宽时，发生非频率选择性衰落。率选择性衰落。当信号带宽大于相关带宽时，发生频率选当信号带宽大于相关带宽时，发生频率选择性衰落。择性衰落。实际上，由于移动信道的复杂性，很难准实际上，由于移动信道的复杂性，很难准确地分析相关带宽的大小

26、。实际中，常用确地分析相关带宽的大小。实际中，常用最大时延最大时延maxmax的倒数来规定相关带宽，的倒数来规定相关带宽，即即 max1cB392、多普勒效应、多普勒效应 多普勒效应指出，波在波源移向观察者时多普勒效应指出，波在波源移向观察者时频率变高频率变高,而在波源远离观察者时频率变低。而在波源远离观察者时频率变低。 在移动通信中，当移动台移向基站时，接在移动通信中，当移动台移向基站时，接收频率变高，远离基站时，频率变低收频率变高，远离基站时，频率变低 。 频率的变化值即多普勒频移频率的变化值即多普勒频移fd为为cosvfd40多普勒效应会引起接收功率谱的展宽，称多普勒效应会引起接收功率谱

27、的展宽，称为多普勒频展。为多普勒频展。用用FDFD表示多普勒频展的宽度，将其倒数定表示多普勒频展的宽度，将其倒数定义为相关时间：义为相关时间：DcFT1多普勒频展和时间选择性衰落多普勒频展和时间选择性衰落 相关时间表征的是时变信道对信号的衰相关时间表征的是时变信道对信号的衰落节拍，这种衰落在时域具有选择性，落节拍，这种衰落在时域具有选择性，称为时间选择性衰落。称为时间选择性衰落。41对于移动信道对于移动信道当发送信号的持续时间当发送信号的持续时间TTcTTc，则会产生时，则会产生时间选择性衰落，快衰落。间选择性衰落，快衰落。当当TTcTTc，产生慢衰落。，产生慢衰落。当当TTc TTc ，多普

28、勒扩展可不考虑。，多普勒扩展可不考虑。时间选择性衰落对数字信号的误码性能有时间选择性衰落对数字信号的误码性能有明显影响，为了减少其影响，要求码元速明显影响，为了减少其影响，要求码元速率远大于衰落节拍的速率。率远大于衰落节拍的速率。时间选择性衰落时间选择性衰落423.2.2 慢衰落慢衰落慢衰落指的是接收信号强度随机变化缓慢，慢衰落指的是接收信号强度随机变化缓慢，具有十几分钟或几小时的长衰落周期。具有十几分钟或几小时的长衰落周期。慢衰落产生的原因：慢衰落产生的原因：障碍物阻挡电磁波产生的阴影区，因此慢障碍物阻挡电磁波产生的阴影区，因此慢衰落也被称为阴影衰落。主要受地形地物衰落也被称为阴影衰落。主要

29、受地形地物的影响。的影响。天气变化、障碍物和移动台的相对速度、天气变化、障碍物和移动台的相对速度、电磁波的工作频率等有关。电磁波的工作频率等有关。43慢衰落速率主要决定于传播环境，即移动慢衰落速率主要决定于传播环境，即移动台周围地形，包括山丘起伏，建筑物的分台周围地形，包括山丘起伏，建筑物的分布与高度，街道走向，基站天线的位置与布与高度，街道走向，基站天线的位置与高度，移动台行进速度等。高度，移动台行进速度等。慢衰落的特性可用电场实测的方法找出其慢衰落的特性可用电场实测的方法找出其统计规律。统计规律。 通常把同一类地形、地物中某通常把同一类地形、地物中某一段距离作为样本区间，进行统计分析。一段

30、距离作为样本区间，进行统计分析。慢衰落近似服从对数正态分布。慢衰落近似服从对数正态分布。440.110.015 102030 50 708090 95 9999.999.99信号强度超出纵轴值的概率 / %(a)201001020相对电平 / dB201001020ABA：453 MHzB：920 MHz 对数正态分布5 dB图图3-11(a) 市区信号慢衰落特性曲线市区信号慢衰落特性曲线 450.110.015 102030 50 708090959999.999.99信号强度超出纵轴值的概率 / %(b)201001020相对电平 / dB201001020ABB： d1030 km 对数

31、正态分布7 dB453 MHzd10 kmA：图图3-11(b) 郊区信号慢衰落特性曲线郊区信号慢衰落特性曲线 46图图 3 - 12 慢衰落中值标准偏差慢衰落中值标准偏差 12108642100200300500100070020003000频率 f / MHz标准偏差 / dB市区郊区丘陵473.2.3、衰落储备、衰落储备为了防止因衰落为了防止因衰落(包括快衰落和慢衰落包括快衰落和慢衰落)引引起的通信中断，在信道设计中，必须使信起的通信中断，在信道设计中，必须使信号的电平留有足够的余量，以使中断率号的电平留有足够的余量，以使中断率R小于规定指标。这种电平余量称为衰落储小于规定指标。这种电平

32、余量称为衰落储备。衰落储备的大小决定于地形、地物、备。衰落储备的大小决定于地形、地物、工作频率和要求的通信可靠性指标。通信工作频率和要求的通信可靠性指标。通信可靠性也成为可通率，用可靠性也成为可通率，用T表示，它与中表示，它与中断率断率R的关系是的关系是T=1-R。48图图3-13 衰落储备量衰落储备量 493.3 陆地移动信道的传输损耗陆地移动信道的传输损耗由于移动信道中电波传播的条件十分恶劣由于移动信道中电波传播的条件十分恶劣和复杂，因而通常采用分析和统计相结合和复杂，因而通常采用分析和统计相结合的方法计算传播损耗。的方法计算传播损耗。在陆地移动通信信道中，我们先以自由空在陆地移动通信信道

33、中，我们先以自由空间传播为基础，再分别考虑各种地形、地间传播为基础，再分别考虑各种地形、地物对电波传播的实际影响，并逐一予以必物对电波传播的实际影响，并逐一予以必要的修正。并在信道设计中保留足够的衰要的修正。并在信道设计中保留足够的衰落储备。落储备。50地形的分类和定义地形的分类和定义实际地形虽然千差万别，但从电波传播的实际地形虽然千差万别，但从电波传播的角度考虑，可分为两大类，即中等起伏地角度考虑，可分为两大类，即中等起伏地形和不规则地形，并以中等起伏地形作传形和不规则地形，并以中等起伏地形作传播基准。播基准。 所谓中等起伏地形，是指在传播路径的地所谓中等起伏地形，是指在传播路径的地形剖面图

34、上，地面起伏高度不超过形剖面图上，地面起伏高度不超过20m，且，且起伏缓慢，峰点与谷点之间的水平距离大起伏缓慢，峰点与谷点之间的水平距离大于起伏高度。于起伏高度。其它地形如丘陵、其它地形如丘陵、 孤立山岳、孤立山岳、 斜坡和水陆斜坡和水陆混合地形等统称为不规则地形。混合地形等统称为不规则地形。51地物分类地物分类不同地物环境其传播条件不同，不同地物环境其传播条件不同， 按照地物按照地物的密集程度不同可分为三类地区：的密集程度不同可分为三类地区：开阔地。在电波传播的路径上无高大树木、开阔地。在电波传播的路径上无高大树木、建筑物等障碍物，呈开阔状地面，如农田、建筑物等障碍物，呈开阔状地面，如农田、

35、荒野、广场、沙漠和戈壁滩等。荒野、广场、沙漠和戈壁滩等。郊区。在靠近移动台近处有些障碍物但不郊区。在靠近移动台近处有些障碍物但不稠密，例如，有少量的低层房屋或小树林稠密，例如，有少量的低层房屋或小树林等。等。 市区。有较密集的建筑物和高层楼房。市区。有较密集的建筑物和高层楼房。52中等起伏地形上市区传播损耗的中值中等起伏地形上市区传播损耗的中值在计算各种地形、在计算各种地形、 地物上的传播损耗时，地物上的传播损耗时， 均以中等起伏地上市区的损耗中值或场强均以中等起伏地上市区的损耗中值或场强中值作为基准，因而把它称作基准中值或中值作为基准，因而把它称作基准中值或基本中值。基本中值。537060d

36、 / km5040302010100200 30050070010002000 30001009080706050403020105321d / km1009080706050403020105321频率 / MHz市区hb200 mhm3 m基本损耗中值 Am(f, d) / dB图图 3 - 23 中等起伏地上市区基本损耗中值中等起伏地上市区基本损耗中值 542000100070040020010010020040010001075321505101520市区移动台天线高度增益因子 Hm(hm , f) / dB移动台天线高度 hm / m中等城市400 MHz200 MHz(MHz)市区

37、hb200 m基站天线高度增益因子 Hb(hb , d) / dB3040201053110080705060203050 70 100200300 500700 1000基站天线有效高度 hb / m20100102030d / km70100604020110d / km(a)大城市(b)图图 3 - 24 天线高度增益因子天线高度增益因子(a) 基站基站Hb(hb, d); (b) 移动台移动台Hm(hm, f)55100705030201075864202468距离 d / km纵向线路修正值 Kal /dB横向线路修正值 Kac / dB(b) Kac(a) Kal(a)为纵向路线K

38、al； (b)为横向路线Kac图图 3 - 25 街道走向修正曲线街道走向修正曲线56200010007005003002001000510152025郊区修正因子 Kmr / dB频率 f / MHzd 1 km5 km10 km20 km图图 3 - 26 郊区修正因子郊区修正因子Kmr57Qo：开阔地Qr：准开阔地3530252015100200300500 700 10002000频率 f / MHz开阔地修正因子 Qo / dB准开阔地修正因子 Qr / dBQrQo图图 3 - 27 开阔地、准开阔地修正因子开阔地、准开阔地修正因子Qo、Qr581001020301020 3050

39、 70100200300 500h / m丘陵地修正因子 Kh / dB基站发射dm10 kmhh的定义10%90%10203050 70100200300 50001020h / m微小修正值 Khf / dBh地形起伏与电场变化的对应关系电场变化按 (a)修正后的中值地形起伏 Khf Khf(a)(b)图图 3 - 28 丘陵地场强中值修正因子丘陵地场强中值修正因子(a) 修正因子修正因子Kh; (b) 微小修正因子微小修正因子Khf592010010200246810孤立山岳至移动台的距离 d2 / km孤立山岳修正因子 Kjs / dBA曲线： d160 kmB曲线： d130 kmC

40、曲线： d115 kmABC孤立山岳典型地形T(基站)(基站)T3 10 13kmd1d2HR(移动台)H200 m图图 3 - 29 孤立山岳修正因子孤立山岳修正因子Kjs 60201001020201001020斜坡地形修正因子 Ksp / dB平均倾角m / mradd60 kmd30 kmd30 kmd30 km基站发射mm图图 3 - 30 斜坡地形修正因子斜坡地形修正因子Ksp 61100806040200101520水面距离与全距离的比率( dSR / d ) / %水陆混合路径修正因子 KS / dBd30 kmd60 kmAABB移动台RdSRddSRd(A) 实线T移动台R

41、(B) 虚线5基站T基站图图3-31 水陆混合路径修正因子水陆混合路径修正因子KS 62任意地形地区的传播损耗的中值任意地形地区的传播损耗的中值任意地形地区接收信号的功率中值任意地形地区接收信号的功率中值PP等于等于 PP=P0-Am(f,d)+KP0是由空间传播条件下的接收信号功率是由空间传播条件下的接收信号功率Am(f, d)是中等起伏地市区的基本损耗中值是中等起伏地市区的基本损耗中值K是各种天线增益和地形地物修正因子之和是各种天线增益和地形地物修正因子之和任意地形地区的传播损耗中值任意地形地区的传播损耗中值LA则等于则等于 LA=Lfs+ Am(f,d)-K63Am(f, d)中等起伏地

42、上市区基本损耗中值，图中等起伏地上市区基本损耗中值，图3-23;Hb(hb, d)基站天线高度增益因子，图基站天线高度增益因子，图3-24(a);Hm(hm, f)移动台天线高度增益因子，图移动台天线高度增益因子，图3-24(b);Kal、Kac街道走向，纵向或横向路径的修正值，街道走向，纵向或横向路径的修正值，图图3-25;Kmr郊区修正因子，图郊区修正因子，图3-26；Qo、Qr开阔地或准开阔地修正因子，图开阔地或准开阔地修正因子，图3-27；Kh、Khf丘陵地修正因子及微小修正因子丘陵地修正因子及微小修正因子, 图图3-28;Kjs孤立山岳修正因子，图孤立山岳修正因子，图3-29;Ksp斜坡地形修正因子，图斜坡地形修正因子，图3-30;KS水陆混合路径修正因子，图水陆混合路径修正因子，图3-31。64例例3-2 某一移动信道，工作频段为某一移动信道，工