无线电波传播理论

1、,无线电波传播理论,WCDMA网络规划组制作,无线电波波段划分,不同的频段内的频率具有不同的传播特性,电磁波的产生,根据Maxwell方程组： 空间某处只要有变化的磁场就能激发出涡旋电场，而变化的电场又能激发涡旋磁场。 交变的电场和磁场互相激发就形成了连续不断的电磁振荡即电磁波。 电磁波的速度只随介质的电和磁的性质而变化，电微波在真空中传播的速度，等于光在真空中传播的速度。 光和电磁波在本质上是相同的，光是一定波长的电磁波。,电磁波的传播,池塘中的波纹：能量从源点向四周传播，并逐渐减弱 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

2、同，空气、障碍物、反射物,无线传播的理论基础,在自由空间中，由点源发射的正弦波向各个方向辐射球面波，此时该点源称为各向同性辐射源 假设点源发射功率为Prad (W)，在距离d (m)处的单位面积功率（即Poynting矢量）为：,对于实际天线，若辐射功率为Pt (W)，天线增益为Gt (dBi) ，则Poynting矢量为：,无线传播的理论基础,若接收天线有效接收面积为Ae (m2)，增益为Gr (dBi) ，则两者关系：,因此在距离d处接收到的功率为：,无线网络规划、设计的理论基础是传播损耗，自由空间传播损耗为：,其它传播模型都是以自由空间传播模型为理论基础发展起来的,建筑物反射波 绕射波

3、直射波 地面反射波,无线传播的特点,陆地移动通信的电波传播机制,实际环境的无线传播,LOS和NLOS,无线信道特征,无线信道随用户的位置和时间而变化 多径散射、阴影遮挡使得接收功率发生剧烈变化,慢衰落 衰减：Pr正比于1/dn 阴影：障碍物遮挡 快衰落 多径效应 在很小的距离间隔和时间间隔上，信号强度快速变化 产生Doppler频移 产生时延扩展,分集技术,抗快衰落措施分集技术,显分集 空间分集 极化分集 频率分集：GSM-跳频，WCDMA-扩频技术 其它：方向性分集、场分集、发射分集,隐分集 隐分集即是利用信号处理技术将分集作用隐含在被传输信号之中，如RAKE接收技术、信道交织、纠错编码等

4、可看作时间分集,时延扩展,多径传播：不同路径的信号到达接收机的时间不同 当多径信号不能被接收机区分时就产生同信道干扰（CCI），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 典型值 (s): Open 0.2, Suburban = 0.5, Urban = 3,Doppler频移,Doppler效应的例子：火车经过你的身边,移动通信中的Doppler频移,V：移动台速度 ：信号到达角度,绕射损耗,穿透损耗,地物损耗,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,绕射损耗,电磁波穿透墙体的反射

5、和折射,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,穿透损耗,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，-1.9dB/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：10dB,穿透损耗,反射损耗,无线传播环境,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。影响传播环境的主要因素： 地貌：高山、丘陵、平原、水域、植被 地物：建筑物、道路、桥梁 噪声：自然噪声、人为噪声 气候：雨、雪、冰（对UHF频段影响微小）,无线传播环