无线移动通信信道.

（阴影区域信号来源）
dB
（超视距通讯途径）
传播途径
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）
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电离层反射波 （超视距通讯途径）
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传播途径
•直射：自由空间传播； •反射：在电波传播的路径上有一个体积远大于电波波长的物体， 电波不能绕射过该物体； •绕射：在发射机与接收机之间有边缘光滑且不规则的阻挡物体， 该物体的尺寸与电波波长接近，电波可以从该物体的边缘绕射过 去； •衍射：当电磁波的传播路由上存在小于波长的物体、并且单位 体积内这种障碍物体的数目非常巨大时，发生衍射。衍射发生在 粗糙表面、小物体或其它不规则物体，如：树叶、街道标志和灯 柱等
传播环境
无线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
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传播环境

地形结构

传播损耗

建筑物穿透损耗
•
•
• •
•
• •
•
•
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
（水平极化）
0 j 60 而 其中，ε为介电常数，σ为电导率，λ为波长。
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传播损耗


绕射损耗
特点 电磁波在绕射点四处扩散 绕射波覆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
T R
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传播损耗

R
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3.2.1理想介质表面的反射
反射：当电波传播过程中遇到两种不同介质的光滑界面时， 会发生反射。 反射系数（R） sin z 入射波与反射波的比值 R θ为入射角 sin z 式中 0 cos2 (垂直极化） z
0
z 0 cos2
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传播损耗

反射损耗
地面性质 水面 稻田 田野 城市、山地、 森林


ห้องสมุดไป่ตู้
穿透损耗 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

T
R
w1 ε 0μ 0
d D
w2 ε 0μ 0
εμ
E2
θ θ
WdBm XdBm
E1
电磁波穿透墙体的反射和折 射
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穿透损耗=X-W=B dB
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3-30MHz
30-300MHz
短波（HF，高频）
超短波（VHF，甚高频）
10e2～10m
10～1m
300-3000MHz
3-30GHz 30-300GHz
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分米波（UHF，超高频）
厘米波（SHF，特高频） 毫米波（EHF，极高频） 亚毫米波（超极高频）
10e2～10cm
10～1cm 10～1mm 1～0.1mm
移动通信技术
阳旭艳
无线电波频谱划分
波段 3-30Hz 30-300Hz 300-3000Hz 3-30KHz 30-300KHz 300-3000KHz 波段 极长波（EFL，极低频） 特长波（SLF，特低频） 超长波（ULF，超低频） 甚长波（VLF，甚低频） 长波（LF，低频） 中波（MF，中频） 波长范围 10e5～10e4km 10e4～10e3km 10e3～10e2km 10e2～10km 10～1km 10e3～10e2m
传播损耗和弥散 阴影衰落 直射波及地面反射波 多径衰落 （最一般的传播形式）

I.
对流层反射波 （传播具有很大的随机性）
接收数据 研究无线移动通信信道的基本方法： 0
-5 理论分析。用电磁场理论和统计理论分析电波在移动环境中的传播特性， -10 -15 -20 -25 -30 -35
II.
现场电波实测。在不同的传播环境中，做电波实测实验，验证和校正理 山体绕射波 电离层反射波 论分析结果。 3 2018/10/8
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300-3000GHz
3.1 概 述
移动通信信道:基站天线、移动用户天线和两付天线之间的传播路径 无线电波传播方式:直射、反射、绕射和散射以及它们的合成 衰落:接收端信号幅度的随机起伏变化现象。电波传播的基本特性即 移动信道的基本特性——衰落特性 衰落的原因:复杂的无线电波传播环境 发射数据 衰落的表现
几乎任何一次通信的过程，都是这多种传播方式的 组合
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3.2 自由空间的无线电传播
三种基本电波的传播机制
阻挡体
反射 （引起多径衰落） 绕射
散射
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比传输波长 大的多的物体 尖利边缘
粗糙表面
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传播环境
①建筑物反射波 ②绕射波 ③直达波 ④地面反射波
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人为环境



开阔区 平滑地形 丘陵地形 山区
市区 郊区 准郊区 乡村地区
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信号衰落
接收功率(dBm)
-20
快衰落 慢衰落
-40
-60
10
20
30
距离(m)
慢衰落在几十个波长的长度上呈现比较慢的变化趋势、快 衰落则是叠加在其上的快变化成分
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2.5 移动通信信道的三大损耗


2.5.1 路径损耗—俗称路损 2.5.2 慢衰落损耗—俗称慢衰 2.5.3 快衰落损耗—俗称快衰
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3.2 自由空间的无线电传播
自由空间传播是指在理想的、均匀的、各向同性的介质中传 播，电波传播不发生反射、绕射、散射和吸收现象，只存在由电 磁波能量扩散而引起的传播损耗。 若以分贝表示，则有
L(dB) 32.45 20lg f 20lg d
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传播损耗

准平滑地形及不规则地形 传播损耗
T R

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 T