移动通信网络优化-无线传播理论

无线传播理论一、无线传播基本原理二、无线传播环境信号衰落传播损耗三、无线传播模型四、模型校正目录一、无线传播基本原理二、无线传播环境信号衰落传播损耗三、无线传播模型四、模型校正无线传播理论提纲无线传播基本原理——频谱划分不同的频段内的频率具有不同的传播特性直射波及地面反射波（最一般的传播形式）对流层反射波（传播具有很大的随机性）山体绕射波（阴影区域信号来源）电离层反射波（超视距通讯途径）无线传播基本原理——传播途径①建筑物反射波②绕射波③直达波④地面反射波无线传播基本原理——传播途径无线传播理论提纲一、无线传播基本原理二、无线传播环境信号衰落传播损耗三、无线传播模型四、模型校正无线传播环境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。影响环境的主要因素：

自然地形（高山、丘陵、平原、水域）人工建筑的数量、分布、材料特性该区域植被特征天气状况自然和人为的电磁噪声状况

人为环境乡村地区准郊区郊区市区地形结构开阔区平滑地形丘陵地形山区无线传播环境无线传播理论提纲一、无线传播基本原理二、无线传播环境

信号衰落传播损耗三、无线传播模型四、模型校正无线传播环境

——信号衰落距离(m)接收功率(dBm)102030-20-40-60慢衰落快衰落无线传播环境

——信号衰落抗快衰落措施－分集时间分集符号交织、检错、纠错编码空间分集采用主、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。频率分集

GSM通信采用跳频起源于反射，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

发射信号来自远离接收天线的物体无线传播环境

——时间色散解决自适应均衡技术、站址调整无线传播理论提纲一、无线传播基本原理二、无线传播环境信号衰落

传播损耗三、无线传播模型四、模型校正Ploss=32.44+20lgfMHz+20lgdkm设f=900MHz，该传播损耗可描述为：Ploss=91.52+20lgd=L0+10lgdL0=91.52=2 路径损耗斜率 在实际通信环境中，一般在3至5之间

自由空间传播损耗无线传播环境

——传播损耗无线传播环境

——传播损耗平坦地形传播损耗Ploss

=10lgd-20lghb-20lghm=4 路径损耗斜率hb：基站天线高度hm：移动台高度基站天线高度增加一倍，可补偿6dB的路径损耗无线传播环境

——传播损耗准平滑地形及不规则地形传播损耗准平滑地形表面起伏平缓，起伏高度小于等于20米的地形不规则地形除了准平滑地形之外的其余地形，可按状态分为：丘陵地形、孤立山岳、倾斜地形、水陆混合地形等RTTR其它传播损耗TRTR无线传播环境

——传播损耗绕射损耗穿透损耗地物损耗无线传播理论——绕射损耗特点电磁波在绕射点四处扩散绕射波函盖除障碍物外的所有方向扩散损耗最为严重计算公式复杂，随不同绕射常数变化无线传播理论——建筑物穿透损耗（一）XdBmWdBm穿透损耗=X-W=BdB电磁波穿透墙体的反射和折射

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无线传播理论——建筑物穿透损耗（二）

物体阻挡/穿透损耗为：

隔墙阻挡：5～20dB

楼层阻挡：＞20dB，

室内损耗值是楼层高度的函数，-1.9dB/层

家具和其它障碍物的阻挡：2～15dB

厚玻璃：6～10dB

火车车厢的穿透损耗为：15～30dB

电梯的穿透损耗：30dB左右

茂密树叶损耗：10dB

无线传播理论——反射损耗地面性质水面稻田田野城市、山地、森林等效地面反射系数0.9～10.6～0.80.3～0.50.1～0.2反射损耗（dB）0～12～46～1014～20无线传播理论提纲一、无线传播基本原理二、无线传播环境信号衰落传播损耗三、无线传播模型四、模型校正无线传播模型传播模型用于预测地形、障碍物及人为环境对电波传播中路径损耗的影响，一般分：

室外传播模型室内传播模型GSM常用传播模型

Okumura(奥村)/Hata模型

适用于900M宏蜂窝预测

COST231-Hata模型适用于1800M宏蜂窝预测

COST231Walfish-Ikegami模型

适用于900M和1800M的微蜂窝

规划软件ASSET的传播模型适用于900M和1800M的宏蜂窝常见传播模型无线传播模型无线传播模型Lp=69.55+26.16logf-13.82loghb+(44.9-65.5loghb)logd-a(hm)hb：基站天线高度；hm：移动台天线高度对中等城市或大城市：

A(hm)=(1.1logf-0.7)hm-(1.56logf-0.8)对于郊区： Lps=Lp-2[log(f/28)]2-5.4对于开阔地：Lpo=Lp-4.78[log(f)]2+18.33logf-40.94Okumura(奥村)/Hata模型无线传播模型Ploss=K1+K2lgd+K3(Hms)+K4lg(Hms)+K5lg(Heff)+K6lg(Heff)lg(d)+K7+KclutterPathloss： 路径损耗(dB)K1： 与频率相关的常数K2： 距离衰减常数K3、K4： 移动台天线高度修正系数K5、K6： 基站天线高度修正系数K7： 绕射修正系数Kclutter： 地物衰减修正系数d： 基站与移动台之间的距离(km)Hms、Heff： 移动台天线和基站天线的有效高度(m)华为规划软件模型（一）K参数参考值K1146/900MUrban,154/1800MUrbanK244.90K3-2.88K40.00K5-13.82K6-6.55K7-0.70无线传播模型华为规划软件模型（二）Clutter衰耗值参考值InlandWater-3.00Wetland-3.00OpenAreas-2.00Rangeland-1.00Forest13.00Industrial&CommercialAreas5.00Village-2.90Parallel_Low_Buildings-2.50Suburban-2.50Urban0Denseurban5HighBuilding16无线传播模型应用环境最低接收功率备注：手机接收电平=天线口功率-路径传播损耗大楼室内-70dBm手机灵敏度-