移动通信-第三章.ppt

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1、第三章移动通信电波传播移动通信电波传播 无线电波传播特点：无线电波传播特点：由移动所带来的随机性；由移动所带来的随机性；复杂的路径带来信号电平的衰耗；复杂的路径带来信号电平的衰耗；移动台的速度也会对信号电平的衰落带来移动台的速度也会对信号电平的衰落带来影响。影响。传播模型的建立：传播模型的建立：集中于给定范围内平均接收场强的预测，和集中于给定范围内平均接收场强的预测，和特定位置附近场强的变化。特定位置附近场强的变化。分为分为大尺度传播模型大尺度传播模型和和小尺度传播模型小尺度传播模型：1 1 大尺度传播模型：描述发射机和接收机之间大尺度传播模型：描述发射机和接收机之间（T-RT-R）长距离（几

2、百米或几千米）上的场）长距离（几百米或几千米）上的场强变化的模型。强变化的模型。2 2 描述短距离（几个波长）或短时间（秒级）描述短距离（几个波长）或短时间（秒级）内的接收场强的快速波动的传播模型。内的接收场强的快速波动的传播模型。3.1 VHFUHFVHFUHF频段电波传播特性频段电波传播特性当前陆地移动通信主要使用的频段当前陆地移动通信主要使用的频段VHFVHF和和UHF,UHF,即即150MHz150MHz、450MHz450MHz、900MHz900MHz、1800MHz1800MHz。其频率收发间隔分别为：其频率收发间隔分别为：5.7MHz 5.7MHz、10MHz 10MHz、45

3、MHz 45MHz、95MHz95MHz。移动通信中传播的方式主要有移动通信中传播的方式主要有直射波直射波、反反射波射波、绕射波绕射波、散射波散射波和和地表面波地表面波等传播等传播方式。方式。在分析移动通信信道时，主要考虑直射波在分析移动通信信道时，主要考虑直射波和反射波的影响和反射波的影响 。图图3-13-1为典型的移动信道电波传播路径。为典型的移动信道电波传播路径。图图3-1 3-1 典型的移动信道电波传播路径典型的移动信道电波传播路径 3.1.1 3.1.1 直射波直射波直射波传播直射波传播 ：在自由空间在自由空间中中,电波沿直线传播而电波沿直线传播而不被吸收不被吸收,也不发生反射、折射

4、和散射等现象而也不发生反射、折射和散射等现象而直接到达接收点的传播方式。直接到达接收点的传播方式。直射波传播损耗可看成自由空间的电波传播损耗直射波传播损耗可看成自由空间的电波传播损耗:其中其中,d,d为距离为距离(km),fkm),f为工作频率为工作频率(MHz)(MHz)。3.1.2 3.1.2 视距传播的极限距离视距传播的极限距离视线所能到达的最远距离称为视线所能到达的最远距离称为视线距离视线距离d d0 0。已知地球半径为已知地球半径为R R=6370km=6370km，设发射天，设发射天线和接收天线高度分别为线和接收天线高度分别为h hT T和和h hR R(单位单位m)m)，理论上可

5、得视距传播的极限距离为：，理论上可得视距传播的极限距离为：当考虑空气的不均匀性对电波传播轨当考虑空气的不均匀性对电波传播轨迹的影响后，等效为地球半径迹的影响后，等效为地球半径R R=8500km=8500km，可得修正后的视距传播的，可得修正后的视距传播的极限距离：极限距离：3.1.3 3.1.3 绕射损耗绕射损耗绕射：当接收机和发射机之间的无线路径绕射：当接收机和发射机之间的无线路径被尖利被尖利的边缘阻挡时的边缘阻挡时发生绕射。由阻挡表面产生的二次发生绕射。由阻挡表面产生的二次波散布于空间，甚至于阻挡体的背面。波散布于空间，甚至于阻挡体的背面。绕射损耗绕射损耗 ：各种障碍物对电波传输所引起的

6、损：各种障碍物对电波传输所引起的损耗耗 。菲涅尔余隙菲涅尔余隙 ：设障碍物与发射点、接收点的相：设障碍物与发射点、接收点的相对位置如图对位置如图3-33-3所示，图中所示，图中x x表示障碍物顶点表示障碍物顶点P P至至直线直线TRTR之间的垂直距离，在传播理论中之间的垂直距离，在传播理论中x x称为菲称为菲涅尔余隙。涅尔余隙。（a a）负余隙）负余隙 （b b）正余隙）正余隙 图图3-3 3-3 菲涅尔余隙菲涅尔余隙障碍物引起的绕射损耗与菲涅尔余隙障碍物引起的绕射损耗与菲涅尔余隙之间的关系如图之间的关系如图3-43-4所示。其中所示。其中x1x1称菲称菲涅尔半径（第一菲涅尔半径）。涅尔半径（

7、第一菲涅尔半径）。结论结论：当横坐标：当横坐标x/x10.5x/x10.5时，则障碍时，则障碍物对直射波的传播基本上没有影响。物对直射波的传播基本上没有影响。当当x=0 x=0时，时，TRTR直射线从障碍物顶点擦直射线从障碍物顶点擦过时，绕射损耗约过时，绕射损耗约6dB6dB；当；当x0 x0时，时，TRTR直射线低于障碍物顶点，损耗急剧增直射线低于障碍物顶点，损耗急剧增加。加。图图3-4 3-4 绕射损耗与菲涅尔余隙之间的关系绕射损耗与菲涅尔余隙之间的关系 3.1.4 3.1.4 反射波反射波电波在传输过程中，电波在传输过程中，遇到两种不同介质的光滑遇到两种不同介质的光滑界面时界面时，就会发

8、生反射现象。，就会发生反射现象。图图3-53-5给出了从发射天线到接收天线的电波由反给出了从发射天线到接收天线的电波由反射波和直射波组成的情况。反射波与直射波的射波和直射波组成的情况。反射波与直射波的行距差为：行距差为：两路信号到达接收天线的时间差换算成相位差两路信号到达接收天线的时间差换算成相位差为：为：图图3-5 3-5 反射波和直射波反射波和直射波 3.1.5 3.1.5 散射散射散射：当波穿行的介质中散射：当波穿行的介质中存在小于波长的存在小于波长的物体并且单位体积内阻挡体的个数非常巨物体并且单位体积内阻挡体的个数非常巨大时大时，发生散射。，发生散射。散射波产生于粗糙表面，小物体或其他

9、不散射波产生于粗糙表面，小物体或其他不规则物体。在实际的通信系统中，树叶、规则物体。在实际的通信系统中，树叶、街道标志和灯柱等会引发散射。街道标志和灯柱等会引发散射。3.1.6 3.1.6 多径效应与瑞利型衰落特性多径效应与瑞利型衰落特性设发射机发出的信号为：设发射机发出的信号为：则接收机接收端收到的合成信号为：则接收机接收端收到的合成信号为：式中式中 为第为第i i条路径的接收信号；条路径的接收信号；为第为第i i条路条路径的传输时间；径的传输时间；为第为第i i条路径的相位滞后，条路径的相位滞后，（3-83-8）和和 随时间的变化与发射信号的载频周期相随时间的变化与发射信号的载频周期相比，

10、通常要缓慢得多，所以，可以认为是缓慢变比，通常要缓慢得多，所以，可以认为是缓慢变化的随机过程化的随机过程 。所以（所以（3-83-8）式可写成：）式可写成：（3-93-9）设：设：则（则（3-93-9）式可写为：）式可写为：为合成波为合成波 的包络；的包络；为合成波为合成波 的相位。的相位。通常通常 满足满足瑞利分布瑞利分布，相位，相位 满足满足均匀分布均匀分布，可视可视为一个窄带过程。为一个窄带过程。则：由上式可得出瑞利衰落的一些特性：由上式可得出瑞利衰落的一些特性：均值为：均值为：方差为：方差为：3.1.7 3.1.7 莱斯（莱斯（RiceamRiceam）衰落分布）衰落分布在移动通信中，

11、如果存在一个在移动通信中，如果存在一个起支配作用的起支配作用的直达波直达波（未受衰落影响），此时，接收端接（未受衰落影响），此时，接收端接收信号的包络为收信号的包络为莱斯（莱斯（RiceamRiceam）分布）分布。设设若若莱斯分布莱斯分布 瑞利分布瑞利分布 3.2 3.2 电波传播特性的估算（工程计算）电波传播特性的估算（工程计算）3.2.1 3.2.1 Egli.John.JEgli.John.J.场强计算公式场强计算公式在实际中，由于移动通信的移动体在不停地在实际中，由于移动通信的移动体在不停地运动。计算绕射损耗中的运动。计算绕射损耗中的x x、x1x1的数值处于的数值处于变化中。变化中

12、。Egli.John.JEgli.John.J.提出一种经验模型，并根据此模提出一种经验模型，并根据此模型提出经验修正公式，认为不平坦地区的场型提出经验修正公式，认为不平坦地区的场强等于平面大地反射公式算出的场强加上一强等于平面大地反射公式算出的场强加上一个修正值，其修正值为：个修正值，其修正值为：则不平坦的场强公式为则不平坦的场强公式为 或者说，不平坦地带传播衰减为或者说，不平坦地带传播衰减为如果如果h1h1、h2h2用米表示，用米表示，d d用公里用公里(km)(km)表示，表示，f f用用MHzMHz表示，则表示，则常用的传播模型常用的传播模型室外：室外：Longley-RiceLong

13、ley-Rice模型模型：应用于：应用于f f为为40MHz40MHz到到100GHz100GHz之间，不之间，不同种类的地形中点对点的通信系统。可以做到点到点同种类的地形中点对点的通信系统。可以做到点到点方式的预测和区域预测。方式的预测和区域预测。DurkinDurkin模型模型：建立访问服务区的地形数据库，可看成：建立访问服务区的地形数据库，可看成是二维阵列，然后计算沿径向的路径损耗，最后仿真是二维阵列，然后计算沿径向的路径损耗，最后仿真的接收机位置可被重复地移动到服务区不同的位置来的接收机位置可被重复地移动到服务区不同的位置来推导出信号场强轮廓。推导出信号场强轮廓。OkumuraOkum

14、ura模型模型：应用最广泛。：应用最广泛。HataHata模型模型：根据：根据OkumuraOkumura曲线图所作的经验公式，频率曲线图所作的经验公式，频率范围从范围从150MHz150MHz到到1500MHz1500MHz。以市区传播损耗为标准，。以市区传播损耗为标准，其他地区在此基础上进行修正。其他地区在此基础上进行修正。WalfishWalfish和和BertoniBertoni模型模型宽带宽带PCSPCS微蜂窝模型微蜂窝模型室内室内（室内信道分为视距和阻挡两种）（室内信道分为视距和阻挡两种）分隔损耗（同楼层）模型分隔损耗（同楼层）模型楼层间分隔损耗模型楼层间分隔损耗模型对数距离路径损

15、耗模型对数距离路径损耗模型EricssonEricsson多重断点模型多重断点模型衰减因子模型衰减因子模型3.2.2 3.2.2 奥村奥村(Okumura)(Okumura)模型模型OMOM模型（模型（OkumuraOkumura模型）：由奥村等人，在日本东京，模型）：由奥村等人，在日本东京，使用不同的频率，不同的天线高度，选择不同的距离使用不同的频率，不同的天线高度，选择不同的距离进行一系列测试，最后绘成经验曲线构成的模型。进行一系列测试，最后绘成经验曲线构成的模型。思路思路：将城市视为：将城市视为“准平滑地形准平滑地形”，给出城市场强中值。，给出城市场强中值。对于郊区，开阔区的场强中值，则

16、以城市场强中值为对于郊区，开阔区的场强中值，则以城市场强中值为基础进行修正。对于基础进行修正。对于“不规划地形不规划地形”也给出了相应的也给出了相应的修正因子。由于这种模型给出的修正因子较多，可以修正因子。由于这种模型给出的修正因子较多，可以在掌握详细地形，地物的情况下，得到更加准确的预在掌握详细地形，地物的情况下，得到更加准确的预测结果。测结果。OMOM模型适用的范围模型适用的范围：频率：频率150MHZ 1500MHZ150MHZ 1500MHZ（可扩（可扩展到展到3000MHz3000MHz），基地站天线高度为），基地站天线高度为3020030200米，移动台米，移动台天线高度为天线高度

17、为110110米，传播距离为米，传播距离为120120千米的场强预测。千米的场强预测。市区传播衰耗中值市区传播衰耗中值在城市街道地区，电波传播衰耗取决于传播在城市街道地区，电波传播衰耗取决于传播距离距离d d、工作频率、工作频率f f、基地站天线有效高度、基地站天线有效高度h hb b、移动台天线高度移动台天线高度h hm m以及街道的走向和宽度等。以及街道的走向和宽度等。准平滑地形，市区的传播衰耗中值又称其为准平滑地形，市区的传播衰耗中值又称其为基本衰耗中值基本衰耗中值（或基准衰耗中值）。（或基准衰耗中值）。OMOM模型模型中，给出了准平滑地形，市区传播衰耗中值中，给出了准平滑地形，市区传播

18、衰耗中值的预测曲线族，如图的预测曲线族，如图3-63-6所示。所示。图中是在基地站天线有效高度图中是在基地站天线有效高度h hb b=200m=200m，移动，移动台天线高度台天线高度h hm m=3m=3m，以自由空间传播衰耗为，以自由空间传播衰耗为基准基准(0dB)(0dB)，求得的衰耗中值的修正值，求得的衰耗中值的修正值A Am m(f,d(f,d)图图3-6 3-6 准平滑地形大城市基本衰耗中值准平滑地形大城市基本衰耗中值Am(f,dAm(f,d)图图3-7 3-7 基地站天线高度增益因子基地站天线高度增益因子 图图3-8 3-8 移动台天线高度增益因子移动台天线高度增益因子 由曲线上

19、查得的基本衰耗中值由曲线上查得的基本衰耗中值A Am m(f,d(f,d)加上自由空加上自由空间的传播衰耗间的传播衰耗L Lbsbs才是实际路径衰耗才是实际路径衰耗L LT T。若若基地站天线有效高度不是基地站天线有效高度不是200m200m，可利用图，可利用图3-73-7查查出修正因子出修正因子H Hb b（h hb b，d d），对基本衰耗中值加以修），对基本衰耗中值加以修正，称为正，称为基站天线高度的增加因子基站天线高度的增加因子。若若移动台天线高度不等于移动台天线高度不等于3m3m时时，可利用图，可利用图3-83-8查出查出修正因子修正因子H Hm m（h hm m，f f），对基本衰

20、耗中值进行修正，），对基本衰耗中值进行修正，称为称为移动台天线高度的增益因子移动台天线高度的增益因子。在考虑基站天线高度因子与移动台天线高度因子的在考虑基站天线高度因子与移动台天线高度因子的情况下，市区路径传播衰耗中值应为：情况下，市区路径传播衰耗中值应为：例：计算准平滑地形，城市地区的路径衰耗中值例：计算准平滑地形，城市地区的路径衰耗中值 。已知：。已知：h hb b=200m,h=200m,hm m=3m,d=10km,f=900MHz=3m,d=10km,f=900MHz 解：首先求得自由空间的传播衰耗中值解：首先求得自由空间的传播衰耗中值L Lbsbs为：为：查图查图3-63-6可求得

21、可求得Am(f,dAm(f,d)，即，即利用式利用式(3.18)(3.18)就可以计算出准平滑地形，城就可以计算出准平滑地形，城市街道地区的传播衰耗中值：市街道地区的传播衰耗中值：若h hb b=50m,h=50m,hm m=2m=2m，其他条件不变，求损耗中值。，其他条件不变，求损耗中值。查图查图3-73-7得得查图查图3-83-8得得 在上题结果的基础上，要再加入基站和移动台的在上题结果的基础上，要再加入基站和移动台的高度增益因子。高度增益因子。则修正后的路径衰耗中值为：则修正后的路径衰耗中值为：郊区和开阔区的传播衰耗中值郊区和开阔区的传播衰耗中值 市区衰耗中值与郊区衰耗中值之差称为市区衰

22、耗中值与郊区衰耗中值之差称为郊区郊区修正因子修正因子k kmrmr，k kmrmr为增益因子。它随工作频率为增益因子。它随工作频率和传播距离的变化关系如图和传播距离的变化关系如图3-93-9所示。所示。开阔区，准开阔区（开阔区与郊区之间的过开阔区，准开阔区（开阔区与郊区之间的过渡地区）的衰耗中值相对于市区衰耗中值的渡地区）的衰耗中值相对于市区衰耗中值的修正曲线，如图修正曲线，如图3-103-10所示。所示。Q Q0 0为为开阔区修正开阔区修正因子因子；Q Qr r为为准开阔区修正因子准开阔区修正因子。在求郊区或开阔区，准开阔区的传播衰耗中在求郊区或开阔区，准开阔区的传播衰耗中值时，应在市区衰耗

23、中值的基础上，减去由值时，应在市区衰耗中值的基础上，减去由图图3-93-9或或3-103-10查得的修正因子。查得的修正因子。图图3-9 3-9 郊区修正因子郊区修正因子 图图3-10 3-10 开阔区、准开阔区修正因子开阔区、准开阔区修正因子 不规则地形上的传播衰耗中值不规则地形上的传播衰耗中值 丘陵地的修正因子丘陵地的修正因子 丘陵地的地形参数可用丘陵地的地形参数可用“地形起伏地形起伏”高度高度h h表示。其定义是：自接收点向发射点延表示。其定义是：自接收点向发射点延伸伸10km10km范围内，地形起伏的范围内，地形起伏的90%90%与与10%10%处的处的高度差。高度差。基本衰耗中值与丘

24、陵地衰耗中值之差。常称基本衰耗中值与丘陵地衰耗中值之差。常称为为丘陵地形修正因子丘陵地形修正因子k kh h，k kh h为增益因子。为增益因子。丘陵地上起伏的顶部和谷部的微小修正值丘陵地上起伏的顶部和谷部的微小修正值k khfhf 。它是在。它是在k kh h的基础上，进一步修正的微小修的基础上，进一步修正的微小修正值。正值。孤立山岳地形的修正因子孤立山岳地形的修正因子 在使用在使用450MHz450MHz，900MHz900MHz频段，山岳高度频段，山岳高度H=110350mH=110350m时，基本衰耗中值与实测的衰时，基本衰耗中值与实测的衰耗中值的差值，并归一化为耗中值的差值，并归一化

25、为H=200mH=200m时的值，时的值，即即孤立山岳修正因子孤立山岳修正因子k kjs js 。k kjs js亦为增益因子。亦为增益因子。当山岳高度不等于当山岳高度不等于200m200m时，查得的时，查得的k kjs js值还需值还需乘以一个系数乘以一个系数 斜坡地形的修正因子斜坡地形的修正因子 斜坡地形系指在斜坡地形系指在510km510km内倾斜的地形。若在内倾斜的地形。若在电波传播方向上，地形逐渐升高，称为正斜电波传播方向上，地形逐渐升高，称为正斜坡，倾角为坡，倾角为+m m；反之为负斜坡，倾角为；反之为负斜坡，倾角为-m m。斜坡地形修正因子斜坡地形修正因子k kspsp也是增益因

26、子也是增益因子 。水陆混合地形的修正因子水陆混合地形的修正因子 水陆混合地形修正因子水陆混合地形修正因子k ks s为增益因子。为增益因子。任意地形的信号中值预测任意地形的信号中值预测 计算自由空间的传播衰耗计算自由空间的传播衰耗根据式（根据式（3-13-1），自由空间的传播衰耗），自由空间的传播衰耗L Lbsbs为：为：计算准平滑地形市区的信号中值计算准平滑地形市区的信号中值 计算任意地形地物情况下的信号中值计算任意地形地物情况下的信号中值 K KT T为地形地物修正因子为地形地物修正因子式中：式中：K Kmrmr：郊区修正因子；：郊区修正因子；Q Q0 0，Q Qr r：开阔区，准开阔区修

27、正因子；：开阔区，准开阔区修正因子；K Kh h，K Khfhf：丘陵地形修正因子及丘陵地微小修正值；：丘陵地形修正因子及丘陵地微小修正值；K Kjs js：孤立山丘地形修正因子；：孤立山丘地形修正因子；K Kspsp：斜坡地形修正因子；：斜坡地形修正因子；K Ks s：水路混合地形修正因子：水路混合地形修正因子根据实际的地形地物情况，根据实际的地形地物情况，K KT T因子可能只有其中因子可能只有其中的某几项或为零。的某几项或为零。例：某一移动电话系统，工作频率为例：某一移动电话系统，工作频率为450MHZ450MHZ，基地站天线高度为基地站天线高度为70m70m，移，移 动台天线高度为动台

28、天线高度为1.5m1.5m，在市区工作，传播路径为准平滑地形，在市区工作，传播路径为准平滑地形，通信距离为通信距离为20km20km，求传播路径的衰耗中值？，求传播路径的衰耗中值？解：解：求自由空间的传播衰耗求自由空间的传播衰耗L Lbsbs由图由图3-63-6查得：查得：由图由图3-73-7查得：查得：由图由图3-83-8查得：查得：计算准平滑地形市区的衰耗中值计算准平滑地形市区的衰耗中值 所以准平滑地形市区衰耗中值为：所以准平滑地形市区衰耗中值为：计算任意地形地物情况下的衰耗中值计算任意地形地物情况下的衰耗中值 根据已知条件可知：根据已知条件可知：例例2 2：若上题改为在：若上题改为在郊区

29、郊区工作，传播路径是工作，传播路径是正斜坡正斜坡，且且Q Qm m=15mr=15mr，其它条件不变，再求传播路径的衰耗，其它条件不变，再求传播路径的衰耗中值？中值？解：根据已知条件，由图解：根据已知条件，由图3 39 9查得查得 ：由图由图3 31414查得：斜坡修正因子查得：斜坡修正因子所以地形地物修正因子所以地形地物修正因子K KT T为：为：因此传播路径衰耗中值因此传播路径衰耗中值L LA A为：为：郊区修正因子郊区修正因子 其它因素的影响其它因素的影响 街道走向的影响街道走向的影响电波传播的衰耗中值与街道的走向（相对电波传播的衰耗中值与街道的走向（相对于电波传播方向）有关。在于电波传

30、播方向）有关。在纵向街道上衰纵向街道上衰耗较小，横向街道上衰耗较大耗较小，横向街道上衰耗较大。也就是说，。也就是说，在纵向街道上的场强中值高于基准场强中在纵向街道上的场强中值高于基准场强中值，在横向街道上的场强中值低于基准场值，在横向街道上的场强中值低于基准场强中值。强中值。纵向修正因子纵向修正因子k kal al和横向修正因子和横向修正因子k kacac如图如图3-3-1616所示。所示。图图3-16 3-16 市区街道走向修正值市区街道走向修正值 建筑物的穿透衰耗建筑物的穿透衰耗一般来说一般来说波长越短，穿透能力越强波长越短，穿透能力越强。各个建。各个建筑物对电波的吸收也是不同的。不同的材

31、料，筑物对电波的吸收也是不同的。不同的材料，结构和楼房层数，其吸收衰耗的数据都不一结构和楼房层数，其吸收衰耗的数据都不一样。例如，砖石的吸收较小，钢筋混凝土的样。例如，砖石的吸收较小，钢筋混凝土的大些，钢结构的最大。大些，钢结构的最大。如果移动台要在室内使用，在计算传播衰耗如果移动台要在室内使用，在计算传播衰耗和场强时，需要把建筑物的穿透衰耗也计算和场强时，需要把建筑物的穿透衰耗也计算进去，才能保持良好的可通率。进去，才能保持良好的可通率。式中式中L Lb b为实际路径衰耗中值，为实际路径衰耗中值，L L0 0在街心的衰在街心的衰耗中值，耗中值，L Lp p为建筑物的穿透衰耗。为建筑物的穿透衰

32、耗。植被衰耗植被衰耗树木、植被对电波有吸收作用。在传播路树木、植被对电波有吸收作用。在传播路径上，由树木、植被引起的附加衰耗不仅径上，由树木、植被引起的附加衰耗不仅取决于树木的高度、种类、形状、分布密取决于树木的高度、种类、形状、分布密度、空气湿度及季节变化，还取决于工作度、空气湿度及季节变化，还取决于工作频率、天线极化、通过树木的路径长度等频率、天线极化、通过树木的路径长度等多方面因素。多方面因素。一般来说，一般来说，垂直极化波比水平极化波的衰垂直极化波比水平极化波的衰耗稍大些耗稍大些。隧道中的传播衰耗隧道中的传播衰耗 空间电波在隧道中传播时，由于隧道壁的吸收空间电波在隧道中传播时，由于隧道

33、壁的吸收及电波的干涉作用而受到较大的衰耗。及电波的干涉作用而受到较大的衰耗。电波在隧道中的衰耗还与工作频率有关，电波在隧道中的衰耗还与工作频率有关，频率频率越高，衰耗越小越高，衰耗越小。当隧道出现分支或转弯时，。当隧道出现分支或转弯时，衰耗会急剧增加，衰耗会急剧增加，弯曲度越大，衰耗越严重弯曲度越大，衰耗越严重。解决电波在隧道中的传播问题，通常可采用解决电波在隧道中的传播问题，通常可采用两种措施：两种措施：在较高频段（数百兆赫），使用在较高频段（数百兆赫），使用强方向性强方向性天线天线，把电磁波集中射入隧道中内，但传播，把电磁波集中射入隧道中内，但传播距离也不能很长。距离也不能很长。在隧道中，

34、在隧道中，纵向沿隧道壁铺设导波线纵向沿隧道壁铺设导波线(通常通常为泄漏电缆为泄漏电缆)，使电磁波沿着导波线在隧道，使电磁波沿着导波线在隧道中传播，从而减小传播衰耗。中传播，从而减小传播衰耗。3.2.3 Okumura-3.2.3 Okumura-HataHata方法方法HataHata对对OkumuraOkumura提出的基本中值场强曲线进行了公提出的基本中值场强曲线进行了公式化处理后所得的基本传输损耗的计算公式如下：式化处理后所得的基本传输损耗的计算公式如下：式中：式中：d d为收发天线之间的距离（为收发天线之间的距离（kmkm）；）；f f为工作频率（为工作频率（MHzMHz）h hb b

35、为基站天线有效高度（为基站天线有效高度（m m）；）；h hm m为移动台天线高度（为移动台天线高度（m m）为移动台天线高度校正因子。为移动台天线高度校正因子。此公式此公式适用范围适用范围为：为：150MHz150MHzf f1500MHz1500MHz，30m30mh hb b200m200m，1m1mh hm m10m10m，1km1kmd d20km20km，准平滑地形。，准平滑地形。由下式计算：由下式计算：3.2.4 3.2.4 微蜂窝系统的覆盖区预测模式微蜂窝系统的覆盖区预测模式Okumura-Okumura-HataHata模型模型适用于基站天线高度高于其周适用于基站天线高度高于

36、其周围屋顶的宏蜂窝系统围屋顶的宏蜂窝系统，因为在宏蜂窝中，基站天，因为在宏蜂窝中，基站天线都安装在高于屋顶的位置，传播路径损耗主要线都安装在高于屋顶的位置，传播路径损耗主要由移动台附近的屋顶绕射和散射决定。由移动台附近的屋顶绕射和散射决定。在微蜂窝系统中，基站天线高度通常低于屋顶，在微蜂窝系统中，基站天线高度通常低于屋顶，电波传播由其周围建筑物的绕射和散射决定。即电波传播由其周围建筑物的绕射和散射决定。即主要射线传播是在类似于槽形波导的街道峡谷中主要射线传播是在类似于槽形波导的街道峡谷中进行，可用进行，可用COST-231-Walfish-IkegamiCOST-231-Walfish-Ike

37、gami模型做微蜂模型做微蜂窝系统传播损耗预测窝系统传播损耗预测。在做微蜂窝覆盖区预测时，必须有详细的街道及在做微蜂窝覆盖区预测时，必须有详细的街道及建筑物的数据，不能采用统计近似值。建筑物的数据，不能采用统计近似值。微蜂窝覆盖区预测计算模式分为两部分：微蜂窝覆盖区预测计算模式分为两部分：视视距传播距传播和和非视距传播非视距传播。具体计算参见教材上。具体计算参见教材上P54P54页的内容。页的内容。微蜂窝覆盖区预测计算的适用条件为：微蜂窝覆盖区预测计算的适用条件为：f f：8002000MHz8002000MHz；h hb b：450m450m；h hm m：13m13m；d d：0.025km0.025km作业题作业题P55 2 4 5 P55 2 4 5 6 6（先预习，实验一做此方法的计算（先预习，实验一做此方法的计算机编程（机编程（MatlabMatlab或或C C语言均可语言均可）