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无线通信基本原理 1.无线电波传播的基础理论 2.移动通信基本原理 华信邮电咨询设计研究院有限公司 无线设计研究院 1.无线电波传播的基础理论 无线传播基本原理－电波传播方式： 无线传播基本原理－电波传播方式： 无线传播基本原理－频谱划分 通常无线电波所指的是从极低频10KHz到极超高频的顶点300GHz（Giga Hertz）。通常划分成八个区域，参看下表： 无线传播基本原理－频谱划分 无线传播基本原理－传播途径 在UHF频段，从发射机到接收机的电磁波的主要传播模式是直射和散射，即视距直线传播以及从建筑物平面反射或从人工、自然物体折射。 在典型的蜂窝移动通信环境中，移动台一般比基站天线矮很多，接收机与发射机之间的直达路径往往被建筑物或其他物体所阻碍。所以，在蜂窝基站与移动台之间的通信不一定是通过直达路径，而是通过许多其他路径完成的。 无线传播基本原理－传播途径（多径） 无线传播环境－信号衰落 快衰落： 大量传播路径的存在就产生了所谓的多径现象，其合成波的幅度和相位随移动台的运动产生很大的起伏变化，这就是所谓的快衰落或多径衰落，因为其电场强度概率函数是服从瑞利分布，也称为瑞利衰落。 合成波的振幅和相位随移动台的运动起伏变化很大 ，衰落的振幅、相位、角度随机。 无线传播环境－信号衰落 无线传播环境－信号衰落 慢衰落： 移动台接收的信号除瞬时出现快速瑞利衰落外，其场强中值随着地区位置改变出现较慢的变化，这就是所谓的慢衰落或阴影衰落，慢衰落的场强中值服从对数正态分布。电波传播路径上遇有高大建筑物、树林、地形起伏等障碍物的阻挡，就会产生电磁场的阴影。衰落深度与与位置/地点相关，衰落的速度取决于移动台移动的速度。 无线传播环境－信号衰落 无线传播环境－信号衰落 无线传播环境－信号衰落 抗快衰落主要措施－分集 时间分集 空间分集 频率分集 极化分集 克服慢衰落的主要方法是加大发射功率，提高接收灵敏度，宏观分集等。 无线传播环境－传播损耗 在研究传播时，特定接收机功率接收的信号电平是一个主要特性。由于传播路径和地形干扰，传播信号减小，这种信号减小称为传播损耗。 自由空间的传播损耗可以由下式表示： 其中f为频率(MHz)，d为距离(km)。上式与距离d，频率f成反比，当距离或频率增加一倍时，自由空间的路径损耗增加6dB(信号场强衰减4倍）。 无线传播环境－传播损耗 当已知频率f还可以简化上式： 式中γ＝2。γ称为路径损耗倾斜因子。在实际的信号空间传播中，地形、信号在不同介质上的绕射、反射、穿透都会导致不同的传播损耗，不同环境下γ的取值范围： 无线传播环境－传播损耗 无线传播环境－传播损耗 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无线传播方式。影响无线电波传播方式的主要因素有： 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 植被特征 天气状况 无线传播模型和校正 随着网络规模的扩大，对通信质量要求的提高，网络规划、覆盖预测已不可能靠手工运算来完成。通过计算机应用传播模型就能够很好的解决这一问题。通过模型进行预测能够得到误差在10dB以内的路径损耗的本地均值。 · 移动通信中用到的传播模型有很多,常见的有： ● Hata-Okumura模型 ● Walfisch-Ikegami模型 ● Planet通用模型 不同的模型有不同的特点，有各自的适用范围。 无线传播模型和校正 PlaNET通用模型由下面的方程确定： L (dB) = PTX - PRX = - K1 - K2 ㏒d - K3 ㏒(Heff) - K4 (Diffraction)- K5 ㏒(Heff) ㏒d - K6 (Hmeff) - Kclutter 式中, PRX为接收功率（dBm）;PTX为发射功率（dBm）;K1为偏置常量(dB）; K2为距离衰减常数;K3为基站天线高度补偿修正系数;K4为多重绕射损耗修正系数;K5为㏒ (Heff) ㏒ d多重修正因子;K6为移动台天线有效高度增益修整因子;d为基站到移动台之间的距离（m）; Heff为基站天线有效高度（m）; K4(Diffraction)为有障碍物阻挡时的绕射路径损耗;Kclutt