無(wú)線傳播理論及模型(v

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1、CDMA無(wú)線傳播理論和模型提綱基本概念三種基本傳播機(jī)制移動(dòng)通信中無(wú)線電波傳播的特點(diǎn)傳播模型的分類常用傳播模型傳播模型在蜂窩設(shè)計(jì)中的應(yīng)用大尺度路徑損耗和小尺度衰落大尺度路徑損耗描述的是發(fā)射機(jī)天線和接收機(jī)天線之間（T－R）長(zhǎng)距離（幾百米或幾千米）上的場(chǎng)強(qiáng)變化。小尺度衰落當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在極小的范圍內(nèi)移動(dòng)或短時(shí)間內(nèi)，可能引起瞬時(shí)接收?qǐng)鰪?qiáng)的快速波動(dòng)，即小尺度衰落。ERP與EIRP的定義有效全向發(fā)射功率EIRP有效發(fā)射功率ERP因此對(duì)于同一傳輸系統(tǒng)，ERP比EIRP低2.15dB。表示同理想全向天線相比，可由發(fā)射機(jī)獲得的在最大天線增益方向上的

2、最大發(fā)射功率，定義為：表示同半波耦極子天線相比的最大發(fā)射功率。天線的近場(chǎng)與遠(yuǎn)場(chǎng)天線的近場(chǎng)與遠(yuǎn)場(chǎng)是以距離劃分：（D為天線的最大物理尺寸）且要求及水平極化和垂直極化水平極化：電場(chǎng)的方向平行于水平面垂直極化：電場(chǎng)的方向垂直于水平面路徑損耗路徑損耗表示有效發(fā)射功率與接收功率之間的差值，表示信號(hào)衰減，單位為dB的正值，可以包括天線增益，也可以不包括天線增益：提綱基本概念三種基本傳播機(jī)制移動(dòng)通信中無(wú)線電波傳播的特點(diǎn)傳播模型的分類常用傳播模型傳播模型在蜂窩設(shè)計(jì)中的應(yīng)用平坦的開闊地的電波傳播接收到的信號(hào)主要是直射波和反射波的疊加密集城區(qū)的電

3、波傳播很少有直射波能直接到達(dá)移動(dòng)臺(tái)，大部分情況，接收的信號(hào)主要是反射波、繞射波和散射波的疊加反射當(dāng)電磁波遇到比波長(zhǎng)大得多的物體時(shí)發(fā)生反射反射發(fā)生于地球、建筑物和墻壁等物體的表面電介質(zhì)的反射電波在不同性質(zhì)的介質(zhì)交界處，會(huì)有一部分發(fā)生反射，一部分通過(guò)如果第二介質(zhì)為理想導(dǎo)體，則所有的入設(shè)能量被反射會(huì)第一介質(zhì)，沒(méi)有能量損耗電介質(zhì)的反射反射波和傳輸波的電場(chǎng)強(qiáng)度取決于菲涅爾反射系數(shù)反射系數(shù)與材料的電導(dǎo)率、介電常數(shù)，以及波的極化方式、入射角和頻率有關(guān)垂直極化的反射系數(shù)大于水平極化的反射系數(shù)電磁波投射到介質(zhì)分界面上而不發(fā)生反射的入射角稱為B

4、rewster（布魯斯特）角，此時(shí)反射系數(shù)為0繞射當(dāng)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間的無(wú)線路徑被物體的邊緣阻擋時(shí)發(fā)生繞射。繞射使得無(wú)線電信號(hào)能夠傳播到阻擋物后面。繞射損耗繞射損耗與遮擋物的位置及高度有關(guān)多個(gè)遮擋物繞射損耗計(jì)算每個(gè)障礙物的損耗單獨(dú)計(jì)算總的損耗為各個(gè)單獨(dú)損耗相加Epstein－peterson模型：散射當(dāng)電磁波穿行的介質(zhì)中存在小于波長(zhǎng)的物體并且單位體積內(nèi)阻擋體的個(gè)數(shù)非常巨大時(shí)，發(fā)生散射。散射波產(chǎn)生于粗糙表面、小物體或其它不規(guī)則物體。在實(shí)際通信系統(tǒng)中，樹葉、街道標(biāo)志和燈柱都會(huì)引發(fā)散射。提綱基本概念三種基本傳播機(jī)制移動(dòng)通信中無(wú)線電

5、波傳播的特點(diǎn)傳播模型的分類常用傳播模型傳播模型在蜂窩設(shè)計(jì)中的應(yīng)用移動(dòng)通信中無(wú)線電波傳播的特點(diǎn)基站發(fā)出的無(wú)線電信號(hào)的傳播路徑損耗受地面地形地物的影響很大，基站越高信號(hào)傳得越遠(yuǎn)。無(wú)線電波傳播極其復(fù)雜，受到反射、繞射和散射等多徑傳播的影響，有時(shí)會(huì)引起嚴(yán)重的信號(hào)衰落。無(wú)線電波傳播還和頻率相關(guān)，頻率越高，傳播路徑損耗越大，繞射能力越弱，傳播的距離也越近。提綱基本概念三種基本傳播機(jī)制移動(dòng)通信中無(wú)線電波傳播的特點(diǎn)傳播模型的分類常用傳播模型傳播模型在蜂窩設(shè)計(jì)中的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒?jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪歉鶕?jù)大量的測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析后導(dǎo)出的公式。用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ皖A(yù)測(cè)路徑

6、損耗的方法很簡(jiǎn)單，不需要相關(guān)環(huán)境的精確信息，但是不能提供非常精確的路徑損耗估算值。Okumura－Hata模型COST231-Hata模型Lee模型等確定性模型確定性模型是對(duì)具體的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境直接應(yīng)用電磁理論計(jì)算的方法。環(huán)境的描述從地形地物數(shù)據(jù)庫(kù)中得到，環(huán)境描述的精度決定確定性模型的精度。在確定性模型中，已使用的幾種技術(shù)通?；谏渚€跟蹤的方法：幾何繞射理論（GTD）、物理光學(xué)（PO）以及不經(jīng)常用的精確方法。在市區(qū)、山區(qū)和室內(nèi)環(huán)境情況中，確定性的無(wú)線傳播預(yù)測(cè)是一種極其復(fù)雜的電磁問(wèn)題。半經(jīng)驗(yàn)半確定性模型半經(jīng)驗(yàn)半確定性模型先從確定性模

7、型導(dǎo)出的公式入手。為了改善預(yù)測(cè)路徑損耗精度，使理論預(yù)測(cè)和實(shí)驗(yàn)測(cè)量一致，需要從實(shí)驗(yàn)上對(duì)模型進(jìn)行校正。這類模型比經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵蟾敿?xì)的環(huán)境信息，但又少于確定性模型所要求的環(huán)境信息。從模型的表達(dá)式看，半經(jīng)驗(yàn)半確定性模型類似于經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停玫捷^為廣泛的應(yīng)用。Ikegami模型COSTWalfish-Ikegani模型經(jīng)?？紤]的三類小區(qū)宏小區(qū)（宏蜂窩）宏小區(qū)是面積很大的區(qū)域，覆蓋半徑約1～30km，基站發(fā)射天線通常架設(shè)在周圍建筑物上方。通常，在收發(fā)之間沒(méi)有直達(dá)射線。經(jīng)?？紤]的三類小區(qū)微小區(qū)（或微蜂窩）微小區(qū)的覆蓋半徑在0.1～1km之間，

8、覆蓋面積不一定是圓的。發(fā)射天線的高度可以和周圍建筑物的高度相同或者略高于或低于。通常，根據(jù)收發(fā)天線和環(huán)境障礙物的相對(duì)位置分成兩類情況：LOS（視距）情況和NLOS（非視距）情況。經(jīng)?？紤]的三類小區(qū)微微小區(qū)（或微微蜂窩）微微小區(qū)的典型半徑是在0.01～0.1km之間。微微小區(qū)可以分為兩類：室