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1、HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.Internal HUAWEI Confidential 无线传播理论HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential l学习完本课程，您将能够：掌握无线电波传播原理，为后续的链路预算等做理论准备。Page 2HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 第一章第一章 无线电波基本原理无线电波基本原理第二章第二章 无线电波传播特性无线电波传播特性第三章第三章 无线电波传播模型无线电波传播模型Page 3HUAWEI TECHNOLOGIES C
2、O.,LTD.HUAWEI Confidential 基本原理无线频谱不同的频段内的频率具有不同的传播特性不同的频段内的频率具有不同的传播特性FrequencyClassificationDesignation3-30Hz30-300HzExtremely Low FrequencyELF300-3000HzVoice FrequencyVF3-30KHzVery-low FrequencyVLF30-300KHzLow FrequencyLF300-3000KHzMedium FrequencyMF3-30MHzHigh FrequencyHF30-300MHzVery High Frequ
3、encyVHF300-3000MHzUltra High FrequencyUHF3-30GHzSuper High FrequencySHF30-300GHzExtremely High FrequencyEHF300-3000GHzPage 4HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 电场电场电场电场电场电场振振子子电波传输方向电波传输方向磁场磁场磁场磁场基本原理电磁波的传播l无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律而变化的，这种现象称为无线电波的极化。无线电波的电场方向称为电波的极化方向。无线电波的电场方向称为电波的极化方向。如
4、果电波的电场方向垂直于地面，为垂直极化波如果电波的电场方向与地面平行，为水平极化波Page 5HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 基本原理电磁波的传播l池塘中的波纹：能量从源点向四周传播，并逐渐减弱l电磁波的传播与此类似，不同之处（当辐射源是各向同性的理想点源时）：在三维空间以球面波的形式传播传播介质不同，空气、障碍物、反射物Page 6HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 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）
5、电离层反射波（超视距通讯途径）基本原理传播途径Page 7HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 建筑物反射波建筑物反射波建筑物反射波建筑物反射波绕射波绕射波绕射波绕射波直达波直达波直达波直达波地面反射波地面反射波地面反射波地面反射波基本原理传播路径Page 8HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 第一章第一章 无线电波基本原理无线电波基本原理第二章第二章 无线电波传播特性无线电波传播特性第三章第三章 无线电波传播模型无线电波传播模型Page 9HUAWEI TECHNOLOGIE
6、S CO.,LTD.HUAWEI Confidential 无线传播环境l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Page 10HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential RTTR地形分类l准平滑地形准平滑地形 表面起伏平缓，起伏高度小于等于20米的地形l不规则地形不规则地形 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Page 11HUAWEI TECHN
7、OLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 距离距离(m)接收功率接收功率(dBm)102030-20-40-60慢衰落慢衰落快衰落快衰落信号衰落Page 12HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 信号分集抗快衰落措施分集抗快衰落措施分集l时间分集符号交织、检错、纠错编码、RAKE接收技术l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。l极化分集l频率分集GSM体制采用跳频CDMA体制采用扩频技术Page 13
8、HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 解解 决决均衡、均衡、RAKE技术技术电波时延扩展l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，当多径信号不能被接收机区分时就产生同信道干扰（CCI），l对于WCDMA系统，多径时延必须大于一个码片周期(0.26s)才能被识别l典型值(s)：，Urban=3Page 14HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential lDoppler效应的例子：火车经过你的身边V：移动台速度：信号到达角度Doppler频移
9、l移动通信中的Doppler频移Page 15HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential TR绕射损耗l电磁波在绕射点四处扩散l绕射波覆盖除障碍物外的所有方向l扩散损耗最为严重l计算公式复杂，随不同绕射常数变化Page 16HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential XdBmWdBm穿透损耗穿透损耗=X-W=B dB电磁波穿透墙体的反射和折射穿透损耗（1）l室内信号取决于建筑物的穿透损耗l室内窗口处与室内中部信号差别较大l建筑物材质对穿透损耗影响较大l电磁波的入射角对穿透损耗影响较大Page
10、 17HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential TR穿透损耗（2）l物体阻挡/穿透损耗为：隔墙阻挡：520dB楼层阻挡：20dB，室内损耗值是楼层高度的函数，层家具和其它障碍物的阻挡：215dB厚玻璃：610dB火车车厢的穿透损耗为：1530dB电梯的穿透损耗：30dB左右茂密树叶损耗：10dBPage 18HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 第一章第一章 无线电波基本原理无线电波基本原理第二章第二章 无线电波传播特性无线电波传播特性第三章第三章 无线电波传播模型无线电波传播模型P
11、age 19HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 常用传播模型l自由空间传播模型lOkumura(奥村)/Hata模型lCOST231-Hata模型lCOST231 Walfish-Ikegami模型lKeenan-Motley模型l计算机辅助计算模型Page 20HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 自由空间传播模型l自由空间传播模型适用于具有各向同性传播介质（如真空）的无线环境，是理论模型。该环境在现实中并不存在，但空气介质近似于各向同性介质。Lo=91.48+20lgd,f
12、or f=900MHzLo=97.51+20lgd,for f=1800MHzLo=98.84+20lgd,for f=2100MHzPage 21HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 适用范围：适用范围：频率范围 f:1501500MHz基站天线高度 Hb:30200m移动台高度 Hm:110m距离 d:120kmOkumura-Hata模型l宏蜂窝模型l基站天线高度高于周围建筑物l1km以内预测不适用l频率超过1500MHz以上时不适用Page 22HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confide
13、ntial 适用范围：适用范围：频率范围 f:15002000MHz基站天线高度 Hb:30200m移动台高度 Hm:110m距离 d:120kmCOST 231-Hata模型l宏蜂窝模型l基站天线高度高于周围建筑物l1km以内预测不适用l频率超过2000MHz或低于1500MHz时不适用Page 23HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 适用范围：适用范围：频率范围 f:8002000MHz基站天线高度 Hbase:450m移动台高度 Hmobile:13m距离 d:0.025km建筑物高度 Hroof(m)路面宽度 w(m)建筑物间
14、距 b(m)相对直射波方向的街道走向()COST 231 Walfish-Ikegami模型l市区环境，宏蜂窝或微蜂窝l郊区环境或乡村环境不适用Page 24HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Keenan-Motley模型l在自由空间传播模型的基础上增加了墙壁和地板的穿透损耗l P墙壁损耗参考值，W墙壁数目l主要适用室内环境l没有考虑到多径的影响 Page 25HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential Pathloss=K1+K2lgd+K3(Hms)+K4lg(Hms)+K5l
15、g(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)ASSET规划软件规划软件模型模型K参数参数参考值参考值K1152/1800M UrbanK244.90K3-2.55K40.00K5-13.82K6-6.55K7-0.80计算机辅助计算模型（1）Page 26HUAWEI TECHNOLOGIES
16、 CO.,LTD.HUAWEI Confidential 计算机辅助计算模型（2）Pathloss：路径损耗(dB)K1：偏置常数K2：距离衰减常数K3：基站天线高度修正系数K4：绕射计算的乘数（必须为正数）K5：log(HTxeff)log(d)的乘数K6：移动台天线高度修正系数Kclutter：地物衰减修正系数d：基站与移动台之间的距离(m)Hmeffs、Heff：移动台天线和基站天线的有效高度(m)U-net规划软件规划软件模型模型K参数参数参考值参考值K1-52.92K268.6K35.83K41K5-6.55K60Pathloss=K1+K2logd+K3log(Heff)+K4Di
17、ffraction +K5log(d)log(Heff)+K6(Hmeff)+Kclutterf(clutter)Page 27HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 理论传播模型l射线跟踪模型Volcano传播模型利用计算机辅助计算，计算每一条从发射机经过传播路径到达接收机的信号，并加以合成要求高精度的电子地图精度5米以上Page 28HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 思考题l移动通信系统使用的是无线电波的哪个频段？l无线电波主要有哪几种传播方式？l无线传播环境中，信号衰落主要有哪两种形式？各自的特点及产生原因是什么？l无线传播环境中，信号传播损耗主要有哪几种形式？l常见的传播模型有哪些？各自的应用环境是什么？Page 29HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 课程小结l本章主要讲述了无线电波的相关知识，需要掌握的知识包括：无线电波的传播途径无线电波的损耗和色散特性，以及主要的补偿方案常用的无线电波模型，掌握主要涉及的参数Page 30谢谢