《移动通信电波传播》PPT课件.ppt

1、第3章，移动通信传播，3.1 VHFUHF频带传播特性，目前主要用于陆地移动通信的频率VHF和UHF，即150MHZ、450MHZ、900MHZ、1800MHZ、2000MHZ。在移动通信中传播的方式主要有直射波、反射波、面波等传播方式。在分析移动通信信道时，主要考虑直射波和反射波的影响。图3-1是典型的移动信道传播传播路径。图3-1中的典型移动信道传播路径，3.1.1直射，直射传播：在自由空间期间，传播不被吸收，而是沿着直线传播，不发生反射、折射、散射等现象，直接到达接收点的传播方式。直射波传播损耗可视为自由空间传播损耗：其中D是距离(KM)，F是操作频率(MHz)。3.1.2视线传播的极限

2、距离，视线能到达的最远距离称为视线距离d0。已知地球半径R=6370km，设置发射天线和接收天线高度hT和hR (m)，理论上可用视距传播的极限距离为：考虑了空气的非均匀性对传播传播传播轨迹的影响后，对应于地球半径R=8500km，设定了修正的视距传播的极限距离：3 fresnel净空：图3-3所示的障碍物和发射点，接收点的相对位置。在图中，X表示障碍物顶点P到直线TR的垂直距离，在传播理论中，X称为fresnel jugan。(a)负余量(b)正余量图3-3 fresnel空闲空间，根据fresnel迂回理论，可以得到障碍物引起的迂回损失和fresnel空闲空间之间的关系，如图3-4所示。其

3、中，x1得出fresnel半径(第一fresnel半径):图3-4的衍射损耗与fresnel裕度的关系，即横坐标x/x10.5中，障碍物对直纹波的传播影响很小。X=0时，TR直射在障碍物顶点处过时，约6dB掩盖的损失。在X0处，TR直射低于障碍物顶点，损失急剧增加。3.1.4反射波，在无线电传输过程中，两个茄子其他介质的无缝接口发生时，会发生反射现象。图3-5示出了从发射天线到接收天线的无线电波由反射波和直射波组成的情况。反射波和直射波的行距差异如下：到达接收天线的两个信号的时间差转换为相位差。图3-5反射波和直射波，合成波的相位。通常可以视为瑞利分布满足、拓扑满足均匀分布、窄频带过程。，Jo

4、hn.J场强计算公式实际上是因为移动通信的移动体在不断地移动。在衍射损耗计算中，x，x1的值发生了变化。Egli。John.J提出了经验模型，并根据牙齿模型提出了经验修正公式。非平坦地区的场强等于平面大地测量反射公式计算的场强加上修正值，3 . 2 . 2 Okumura模型、OM模型(Okumura模型):Okumura等，在日本东京选择不同的频率、天线高度、不同的距离进行了一系列测试，最后绘制成由经验曲线构成的模型。事故：将城市视为“准平滑地形”，提供城市场强的中位数。在郊区情况下，根据城市场强中值修改开放区域的场强中值。还提供了地形规划渡边杏箱的修改器。牙齿模型提供了更多的修改器，因此，

5、在确定详细的地形、地物时，可以获得更准确的预测结果。OM型号的复盖范围：频率150 1920MHZ，可扩展到3000MHZ，基站天线高度201000m，移动台天线高度110m，传播距离1100千米。市区传播衰减中心值在城市街道区域中，传播衰减取决于传播距离D、工作频率F、基站天线有效高度HB、移动台天线高度hm、距离方向和宽度等。准平滑地租，市区传播衰退中间值，也称为默认衰退中间值(或基准衰退中间值)。在OM模型中，给出了图3-6所示的准平滑地形，并给出了市区传播衰退中值的预测曲线族。在图中，纵坐标以分贝测量，即基站天线有效高度hb=200m、移动台天线高度hm=3m、通过自由空间传播衰减基准

6、(0dB)计算的衰退中心值的校正值Am(f，d)。图3-6准平滑地形大都市基本衰退中值Am(f，D)、图3-7基站天线高度增益系数、图3-8移动台天线高度增益系数、从曲线获得的基本衰退中值Am(f，D)和自由空间传播衰退Lbs是实际路径衰退基站天线的有效如果移动台天线高度不是3m牙齿，则可以使用图3-8来定位修正器Hm(hm，F)，以修改称为移动台天线高度增益系数的默认衰退中值。考虑基站天线高度系数和移动台天线高度系数时，市区路径传播衰减中值应如下：范例：准平滑地形计算，城市区域的路径衰退中央值。已知：hb=50m，hm=2m，d=10km，f=900MHz，分析：首先求出自由空间传播衰退中值

7、Lbs。图3-6可以获得Am(f，d)。根据操作频率和传播距离的变化，如图3-9所示。如图3-10所示，开放区域、准开放区域(开放区域与郊区之间的切换区域)的衰退中心值是相对于市区衰退中心值的校正曲线。Q0是开放区域修改器。Qr是准开放区域修改器。查找郊区或开放区域时，在计算准开放区域的传播衰退中间值时，必须根据市区衰退中间值减去从图3-9或3-10中获得的修改器。图3-9郊区修改器，图3-10开放区域，准开放区域修改器，不规则地形上的传播衰退中值，丘陵地形参数“地形起伏”高度H。定义为从接收点到发射点10公里范围内曲面起伏的90%和10%的高度差。基本衰退中值和丘陵衰退中值之间的差异。也称为

8、丘陵地形修改器KH，KH是增益系数。丘陵起伏的顶部和山谷的小水晶值khf。基于Kh的小修正值。，使用450MHz、900MHz频段、山区高度H=110350m时，使用默认衰退中值和实测衰退中值之间的差值，将孤立山区地形的修改器规范化为H=200m的值。这是孤立的山地修改器kjs。Kjs也是增益系数。如果山区高度不是200m，则调查的kjs值应乘以系数。倾斜地形的修改后的斜坡是510公里以内的倾斜地形。在无线电波传播方向上，地形逐渐升高，称为正坡度，倾斜角为M。相反，坡度为负，倾斜角度为-m。倾斜地形修正因子ksp也是增益系数。水陆混合地形的修改器水陆混合地形修改器ks是增益系数。随机地形的信号

9、中值预测、计算自由空间传播衰退基准(3-1)、自由空间传播衰退Lbs为：准平滑地形市区信号中值计算、随机地形地物条件信号中值计算、KT为地形地物修正因子、公式中：Kmr:郊区修正因子；Q0，Qr:开放区域，准开放区域修改器；Kh，Khf:丘陵地形修改器和丘陵地形的小修正值Kjs:孤立山丘地形修改器；Ksp:坡度地形修改子；Ks:渠道混合地形修改器KT元素可能是其中的一部分，也可能是0，具体取决于实际地形地物情况。示例1: 450MHZ的工作频率、基站天线高度70米、移动台天线高度1.5米、市区工作、传播路径准平滑地形、通信距离20公里、传播路径衰退中值查找？解决方案：寻找自由空间无线电衰减Lb

10、s。在图3-6中确定：在图3-7中确定：在图3-8中确定：准平滑曲面市区衰退中值计算，因此准平滑曲面市区衰退中值：解释：根据已知条件在图3-9中确定也就是说，垂直距离的场强度中间值高于基准场强度中间值，水平距离的场强度中间值低于基准场强度中间值。垂直修改器kal和水平修改器KAC如图3-16所示。图3-16市区距离朝着水晶值，建筑物的渗透衰退，各频段的电波穿透建筑物的能力不同。一般来说，波长越短，渗透能力越强。同时，各建筑物对电波的吸收也不同。徐璐不同材料、结构、建筑层数、吸收衰退的数据都不同。例如，砖吸收少，钢筋混凝土大小大，钢结构最大。移动台要在室内使用，在计算电波衰减和电场强度时，还要计

11、算建筑物的渗透衰减，才能保持良好的通速率。在表达式中，Lb是实际路径衰退中值，L0是距离中心的衰退中值，Lp是建筑物的渗透衰退。植物衰退树，植物吸收无线电波。传播路径中树、植物引起的进一步衰退取决于多种因素，包括树的高度、种类、形状、分布密度、空气湿度和季节变化，以及操作频率、天线极化、通过树的路径长度等。一般来说，垂直极化波比水平极化波的衰退稍大。隧道中的传播衰减空间传播在隧道中传播时，由于隧道壁的吸收和传播的干扰作用，经历了巨大的衰减。隧道中无线电波的衰退也与工作频率有关，频率越高，衰退越小。隧道分岔或转弯，衰退急剧增加，弯曲越大，衰退越严重。为了解决隧道中无线电波的传播问题，一般可以采取

12、两种茄子措施。也就是说，可以在高频段(数百兆赫)使用强方向性天线，将电磁波集中注入隧道，但传播距离也不能很长。隧道沿隧道壁纵向铺设引导线(通常是泄漏电缆)，通过沿电磁波无线电波线通过隧道传播，减少传播衰减。3.2.3 Okumura-Hata方法，Hata将Okumura建议的默认中值场强度曲线公式化，计算得出的默认传输损耗，如下所示：格式中：D是发送和接收天线之间的距离(以KM为单位)。f是操作频率(MHz)。Hb是基站天线的有效高度(m)。Hm是移动台天线高度(m)。移动台天线高度修正系数。牙齿公式应用范围为150MHzf1500MHz、30mhb200m、1mhm10m、1kmd20km和准平滑曲面。自下而上计算：3.2.4微蜂窝系统的复盖范围预测模式，Okumura-Hata模型适用于基站天线高度高于周围屋顶的宏蜂窝系统。在宏蜂窝中，基站天线安装在高于屋顶的位置，因此传播路径损失主要由移动台附近的屋顶衍射和散射决定。在微蜂窝系统中，基站天线高度通常低于屋顶，电波传播是由周围建筑物的衍射和散射决定的。也就