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1、移動通信設(shè)計基礎(chǔ)一、無線通信基本原理二、規(guī)劃設(shè)計流程三、基站站址選擇和工藝要求無線傳播基本原理-電波傳播方式:無線傳播基本原理-電波傳播方式:無線傳播基本原理-頻譜劃分通常無線電波所指的是從極低頻10KHz到極超高頻的頂點300GHz(GigaHertz)。通常劃分成八個區(qū)域,參看下表:移動通信系統(tǒng)中頻段的劃分為:由上表可以看出移動通信頻段位于UHF頻段范圍內(nèi),是以空間波的方式進(jìn)行傳輸?shù)?。無線傳播基本原理-頻譜劃分無線傳播基本原理-傳播途徑在UHF頻段,從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)的電磁波的主要傳播模式是直射和散射,即視距直線傳播以及從建筑物平面反射或從人工、自然物體折射。在典型的蜂窩移動通
2、信環(huán)境中,移動臺一般比基站天線矮很多,接收機(jī)與發(fā)射機(jī)之間的直達(dá)路徑往往被建筑物或其他物體所阻礙。所以,在蜂窩基站與移動臺之間的通信不一定是通過直達(dá)路徑,而是通過許多其他路徑完成的。無線傳播基本原理-傳播途徑(多徑)時間接收信號強(qiáng)度發(fā)射信號無線傳播環(huán)境-信號衰落快衰落:大量傳播路徑的存在就產(chǎn)生了所謂的多徑現(xiàn)象,其合成波的幅度和相位隨移動臺的運(yùn)動產(chǎn)生很大的起伏變化,這就是所謂的快衰落或多徑衰落,因為其電場強(qiáng)度概率函數(shù)是服從瑞利分布,也稱為瑞利衰落。合成波的振幅和相位隨移動臺的運(yùn)動起伏變化很大,衰落的振幅、相位、角度隨機(jī)。無線傳播環(huán)境-信號衰落慢衰落:移動臺接收的信號除瞬時出現(xiàn)快速瑞利
3、衰落外,其場強(qiáng)中值隨著地區(qū)位置改變出現(xiàn)較慢的變化,這就是所謂的慢衰落或陰影衰落,慢衰落的場強(qiáng)中值服從對數(shù)正態(tài)分布。電波傳播路徑上遇有高大建筑物、樹林、地形起伏等障礙物的阻擋,就會產(chǎn)生電磁場的陰影。衰落深度與與位置/地點相關(guān),衰落的速度取決于移動臺移動的速度。無線傳播環(huán)境-信號衰落距離(m)接收功率(dBm)102030-20-40-60慢衰落快衰落總的來說,在蜂窩環(huán)境中有兩種影響:第一種是多徑,從建筑物表面或其他物體反射、散射而產(chǎn)生的短期衰落;第二種是直接可見路徑產(chǎn)生的主要信號強(qiáng)度的緩慢變化,即長期場強(qiáng)變化。也就是說,信道工作于符合瑞利分布的快衰落并疊加有信號幅度滿足對數(shù)正態(tài)分布
4、的慢衰落。無線傳播環(huán)境-信號衰落抗快衰落主要措施-分集時間分集空間分集頻率分集極化分集克服慢衰落的主要方法是加大發(fā)射功率,提高接收靈敏度,宏觀分集等。無線傳播環(huán)境-傳播損耗在研究傳播時,特定接收機(jī)功率接收的信號電平是一個主要特性。由于傳播路徑和地形干擾,傳播信號減小,這種信號減小稱為傳播損耗。自由空間的傳播損耗可以由下式表示:其中f為頻率(MHz),d為距離(km)。上式與距離d,頻率f成反比,當(dāng)距離或頻率增加一倍時,自由空間的路徑損耗增加6dB(信號場強(qiáng)衰減4倍)。無線傳播環(huán)境-傳播損耗當(dāng)已知頻率f還可以簡化上式:式中γ=2。γ稱為路徑損耗傾斜因子。在實際的信號空間傳播中,地形
5、、信號在不同介質(zhì)上的繞射、反射、穿透都會導(dǎo)致不同的傳播損耗,不同環(huán)境下γ的取值范圍:無線傳播環(huán)境-傳播損耗電波傳播受地形結(jié)構(gòu)和人為環(huán)境的影響,無線傳播環(huán)境直接決定無線傳播方式。影響無線電波傳播方式的主要因素有:自然地形(高山、丘陵、平原、水域)人工建筑的數(shù)量、分布、材料特性植被特征天氣狀況無線傳播環(huán)境-傳播損耗無線傳播模型和校正隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大,對通信質(zhì)量要求的提高,網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、覆蓋預(yù)測已不可能靠手工運(yùn)算來完成。通過計算機(jī)應(yīng)用傳播模型就能夠很好的解決這一問題。通過模型進(jìn)行預(yù)測能夠得到誤差在10dB以內(nèi)的路徑損耗的本地均值?!ひ苿油ㄐ胖杏玫降膫鞑ツP陀泻芏?常見的有:●Hata-O
6、kumura模型●Walfisch-Ikegami模型●Planet通用模型不同的模型有不同的特點,有各自的適用范圍。無線傳播模型和校正PlaNET通用模型由下面的方程確定:L(dB)=PTX-PRX=-K1-K2㏒d-K3㏒(Heff)-K4(Diffraction)-K5㏒(Heff)㏒d-K6(Hmeff)-Kclutter式中,PRX為接收功率(dBm);PTX為發(fā)射功率(dBm);K1為偏置常量(dB);K2為距離衰減常數(shù);K3為基站天線高度補(bǔ)償修正系數(shù);K4為多重繞射損耗修正系數(shù);K5為㏒(Heff)㏒d多重修正因子;K6為移動臺天線有效高度增益修整因子;d為基站到移
7、動臺之間的距離(m);Heff為基站天線有效高度(m);K4(Diffraction)為有障礙物阻擋時的繞射路徑損耗;Kclutter為地貌衰減系數(shù)(dB);Hmeff為移動臺天線有效高度.無線傳播模型和校正傳播模型用于預(yù)測地形、障礙物及人為環(huán)境對無線電波傳播中路徑損耗的影響。傳播模型是移動通信網(wǎng)小區(qū)規(guī)劃的基礎(chǔ)。采用模型的價值就是在保證精度的同時節(jié)省了人力、費用和時間。蜂窩理論移動通信網(wǎng)是由大區(qū)制演變成蜂窩結(jié)構(gòu)的。在大區(qū)制條件下,用戶少,話務(wù)量低,頻率相對豐富。大區(qū)制的網(wǎng)絡(luò)由一個