无线传输模型
第3章 无线传播理论与模型
传播途径
无线电波可通过多种方式从发射天线传播到接收天线：直射波或地面反 射波、绕射波、对流层反射波、电离层反射波。如图所示。 还有了一种：表面波的传播方式，主要利用左边这两种。
学习完本课程，您应该能够：
掌握无线传播理论基本知识
掌握传播模型的作用，记住几种常用模型的名称和适用范围。
理解链路预算的基本参数和计算方法。
了解一些产品在覆盖规划中如何应用
无线传播理论概述
电磁波传播的机理是多种多样的，但总体上可以归结为反射、绕射和散 射。大多数蜂窝无线系统运作在城区，发射机和接收机之间一般不存在 直接视距路径，且存在高层建筑，因此产生了绕射损耗。此外由于不同 物体的多路径反射，经过不同长度路径的电磁波相互作用产生了多径损 耗，同时也存在随着发射机和接收机之间距离的不断增加而引起电磁强 度的衰减。 对传播模型的研究，传统上集中于给定范围内平均接收场强的预测，和 特定位臵附近场强的变化。对于预测平均场强并用于估计无线覆盖范围 的传播模型，由于它们描述的是发射机和接收机之间（T－R）长距离（ 几百米或几千米）上的场强变化，所以被称为大尺度传播模型。另一方 面，描述短距离（几个波长）或短时间（秒级）内的接收场强的快速波 动的传播模型，称为小尺度衰减模型。
无线传播理论概述
当移动台在极小的范围内移动时，可能引起瞬时接收场强的快速波动， 即小尺度衰减。其原因是接收信号为不同方向信号的合成。由于相位变 化的随机性，其合成信号变化范围很大。在小尺度衰减中，当接收机移 动距离与波长相当时，其接收场强可以发生3或4个数量级（30dB或 40dB）的变化。当移动台远离发射机时，当地平均场强逐渐减弱，该 平均接收场强由大尺度传播模型预测。典型地，当地平均接收场强由从 5 到40 范围内信号测量平均值计算得到，对于频段从1GHz到2GHz的蜂 窝系统，相应测量在1米到10米范围内。
无线电波传播模型与分析
无线电波传播模型与分析无线电波作为一种无形却又普遍存在的物理现象，其传播规律一直是物理学研究的热点之一。
传统的无线电波传播模型以自由空间衰减模型为核心，将空间中无障碍物的传播视作自由空间传播，采用信号强度随距离平方衰减的方式进行模拟。
然而，在实际应用中，传播环境往往十分复杂，存在着各种影响因素，如建筑物、地形、植被、大气、非理想发射和接收情况等等，这些因素都会对信号的传播产生一定程度的影响。
因此，在不同的传播环境下，需要根据实际情况选择相应的传播模型。
一般而言，可将无线电波传播模型分为三类：自由空间传播模型、统计模型和几何光学模型。
自由空间传播模型较为简单，只考虑无障碍物的传播。
因此，其适用范围有限，但是对于频率较高（例如2.4GHz、5.8GHz）的局域网应用，可以作为一个简单的信号估计模型。
统计模型则采用大量的实测数据进行统计分析，得到理论模型。
这类模型适用范围广泛，其建模所依据的实测数据越多，预测精度就越高，常用于卫星通信、移动通信等领域。
几何光学模型则着重考虑传输媒介的影响，绘制出空间中传播路径，通过这些路径对传播场景进行分析。
通俗易懂的解析几何光学模型是射线传输模型，其将传播路径看作由无数个微小的射线构成，但由于其缺乏对传输介质非线性的考虑，该模型受限于折射率变化小的传输介质，适用范围较窄。
针对不同的应用场景，选择不同的无线电波传播模型十分重要。
在具体应用中，需要综合考虑一些实际情况，诸如频率、传播距离、障碍物、天气变化等，对不同的环境进行合理的选型和调整。
值得注意的是，无线电波传播模型是一个广泛而且复杂的领域。
追求高精度的建模不仅需要大量的数据支持，而且需要掌握相关的物理学知识，对信号处理、模型分析等方面都有一定的要求。
因此，在实际应用中，传播模型的选择，需要以实际效果为主要参考，充分发挥工程师的经验和专业知识。
无线电波传播模型的发展历程，便是一部先进科学技术的发展史。
随着技术的不断升级和应用领域的拓宽，无线电波传播模型的未来也一定会不断创新，推陈出新，将无线技术的发展提升到新的高度。
无线传输模型
研究频率与穿透、衰减等方面特性对于自由空间传播传输损耗的计算：Los(dB)=32.44 +20lgD(km) +20lgF(MHz)式中Los为传输损耗，D为传输距离，F为频率。
由上式可见，自由空间中电波传播损耗（亦称衰减）只与工作频率F和传播距离D有关，当F或D增大一倍时，﹝Los﹞将分别增加6dB。
所谓自由空间传播系指天线周围为无限大真空时的电波传播，它是理想传播条件。
电波在自由空间传播时，其能量既不会被障碍物所吸收，也不会产生反射或散射。
这是理想状况下的传输，实际的环境是多铝粉介质，并不是理想的自由空间，无线通信要受到各种外界因素的影响，如反射、折射等造成的损耗，那么实际的环境里，其传输损耗更大。
研究铝粉中传输合适的频率自由空间损耗为了简化链路计算而定义的一个参数，根据链路计算公式：Pr=Pt+Gt-Los+Gr式中Pt是发射功率，Gt是发射天线增益，Los是自由空间损耗，Gr是接收天线增益。
根据前面的自由空间损耗计算公式，可以计算出自由空间中的频率。
在实际的多铝粉介质中，需要加上外界环境的影响，从而可以确定其合适的频率。
由于实际情况不同，无线数据传输的方法也不同，目前常用的有电感耦合方式（距离）和电磁场耦合方式（远距离1M以上）。
电感耦合式应答器由一个电子数据做载体，通常由单个微型芯片一级用作天线的大面积线圈组成。
电感耦合应答器几乎是无源工作的，这意味着：微型芯片工作所需的全部能量必须由阅读器供应。
高频的强磁场由阅读器的天线线圈产生，这种磁场穿过线圈横截面和线圈周围的空间。
因为使用频率范围的波长比阅读器天线和应答器之间的距离大好多倍，可以把应答器到阅读器之间的电磁场当做交变磁场来对待。
发射磁场的一小部分磁力线穿过距离阅读器天线线圈一定距离的应答器天线线圈。
通过感应，在应答器天线线圈上产生一个电压。
应答器的天线线圈和电容器并联构成振荡回路，谐振到阅读器的发射频率。
通过该回路的谐振，应答器的线圈上的电压达到最大值。
WIFI信号传播模型的建立与应用
WIFI信号传播模型的建立与应用一、概述随着无线技术的发展，WIFI已经成为了近年来最为流行的无线网络技术。
WIFI信号的传播模型是研究WIFI信号在空间中的传输过程，并确定信号强度、衰减、传播距离等参数的方法。
建立WIFI信号传播模型可以有助于了解WIFI信号传输的特点，预测WIFI信号传输范围，优化WIFI网络设施等。
本文将着重介绍WIFI信号传播模型的建立方法和应用场景。
二、WIFI信号传播模型的分类WIFI信号传播模型可以分为两类：统计模型和物理模型。
1.统计模型统计模型基于大量的实验数据，采用经验法则或统计方法来描述WIFI信号在传输过程中的特性，如信号强度、衰减率等。
其中比较常见的统计模型有Path Loss模型、Log Normal Shadowing模型、Rayleigh Fading模型等。
Path Loss模型用于描述信号随着距离的增加而衰减的情况。
它采用线性或非线性函数来近似表示信号强度和距离之间的关系。
Path Loss模型广泛应用于室内环境和城市环境下的WIFI网络。
Log Normal Shadowing模型则考虑到了信号传输过程中的随机因素，如建筑物的遮挡、信道干扰等。
它采用高斯分布函数来描述信号衰减和噪声影响，适用于不同的室内和室外环境。
Rayleigh Fading模型则主要研究WIFI信道中的多径衰减和散射效应，是一种物理随机模型。
Rayleigh Fading模型可以有效地解释信号在空气、树林等非常规环境中的传输特性。
2.物理模型物理模型是基于电磁波传输的物理机制和数学方程来建立WIFI信号传输模型的。
物理模型需要以物理原理为基础，考虑更多的因素如天线、信道环境、噪声等，从而比统计模型更加准确。
物理模型具有良好的适应性和可扩展性，因此被广泛应用于更加复杂的场景中，如无线传感器网络、室内定位等。
常见的物理模型有Free Space Path Loss模型、Two-ray模型、Ricean Fading模型等。
无线射频基础知识-无线传播原理与传播模型
P波段：230~1000MHz； L波段：1000MHz~2000MHz；
大家熟知的GPS系统，其工作频率就在此波段（1575MHz左右）；
S波段：2000MHz~4000MHz； C波段：4000MHz~8000MHz；目前主要用于卫星电视转播； X波段：8000MHz~12.5GHz；目前主要用于微波中继； Ku波段：12.5GHz~18GHz；目前主要用于微波中继和卫星电视转播； K波段：18GHz~26.5GHz； Ka波段：26.5GHz~40GHz； 频率越低，传播损耗越小，覆盖距离越远，绕射能力越强。但是，低频段频率 资源紧张，系统容量有限，因此主要应用于广播、电视、寻呼等系统。 高频段频率资源丰富，系统容量大；但是频率越高，传播损耗越大，覆盖距离 越近，绕射能力越弱。另外频率越高，技术难度越大，系统的成本也相应提高。
慢衰落损耗是由于在电波传播路径上受到建筑物及山丘等的阻挡所产生的阴影 效应而产生的损耗。它反映了中等范围内数百波长量级接收电平的均值变化而 产生的损耗，一般遵从对数正态分布。 快衰落损耗是由于多径传播而产生的损耗，它反映微观小范围内数十波长量级 接收电平的均值变化而产生的损耗，一般遵从瑞利分布或莱斯分布。快衰落又 可以细分为以下3类：
从公式可以推导出以下结论：
无线电波在地面传播时，在同样的传播距离上，其传播损耗比自由空间传播时 要大得多：当取值为4时，距离d加倍，传播损耗增加12dB，即：信号衰减16 倍； 增加天线高度，可以减少传播损耗。
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无线射频基础知识－无线传播原理与传播模型
在规划和建设一个移动通信网时，从频段的确定、频率分配、无线电波的覆盖范围、计 算通信概率及系统间的电磁干扰，直到最终确定无线设备的参数，都必须依靠对电波传 播特性的研究、了解和据此得到的传播模型进行场强预测。
通信系统中的无线信号传播模型与特点
通信系统中的无线信号传播模型与特点无线通信是指通过无线电波或红外线等无线电磁波来实现信息传输的通信方式。
现如今，无线通信系统已经广泛应用于无线电、移动通信、卫星通信、无线局域网等多个领域。
无线信号传播模型与特点对于确保通信质量和提高通信效率非常重要。
一、信号传播模型无线信号传播模型是描述无线信号在空间传播过程中衰减和传播路径的模型。
常用的信号传播模型主要包括自由空间传播模型、自由路径传播模型和多径传播模型。
1. 自由空间传播模型：自由空间传播模型是最简单的无线信号传播模型，它假设空间中没有障碍物，信号在传播过程中不会受到衰减。
该模型适用于空旷的地区，如在广场上使用遥控器控制无人机。
2. 自由路径传播模型：自由路径传播模型考虑到了地面、建筑物等直射路径上的障碍物对信号传播的影响。
一般采用二维平面模型或三维平面模型来描述信号的传播路径。
该模型可以应用于城市中高楼大厦之间的通信。
3. 多径传播模型：多径传播模型认为信号在传播过程中会经历多条传播路径，包括直射路径、反射路径和散射路径。
反射路径是信号经过建筑物等物体表面反射，并到达接收点。
散射路径是信号在随机散射体表面发生散射后到达接收点。
该模型可以应用于室内无线通信和城市中街道间的通信。
二、信号传播特点无线信号传播具有独特的特点，了解这些特点对于设计和优化无线通信系统非常重要。
1. 多径效应：多径效应是指信号在传播过程中经历了多条路径，导致接收信号中出现多个分量。
这些分量之间存在相位差和时间延迟，会造成信号的频谱扩展和码间干扰。
在调制解调、信道估计和误码控制等方面需要针对多径效应进行处理。
2. 反射和折射：无线信号在传播过程中会经过建筑物、树木等物体的表面，发生反射和折射。
这会导致信号的强度、相位和传播路径的改变。
因此，在设计信号传播模型时需要考虑建筑物和其他物体对信号传播的影响。
3. 阻塞效应：阻塞效应是指由于障碍物的存在，信号不能直接到达接收点。
这会导致信号衰减、散射和影子区等问题。
无线电波传播原理及主要传播模型
无线电波传播原理1无线电波传播原理• 1.1 电磁场与电磁波基础• 1.2 无线电波传播原理• 1.3 无线传播环境• 1.4 无线信道分析1.1 电磁场与电磁波基础1820年奥斯特电磁1831年法拉第磁电产生产生变化的电场磁场变化的磁场电场激发?电磁场理论麦克斯韦在总结前人工作的基础上，提出了著名的电磁场理论（经典电磁场理论），指出变化电场和变化磁场形成了统一的电磁场，预言电磁场能以波动的形式在空间传播，称为电磁波；并得到电磁波在真空中传播的速度等于光速，从而断定光在本质上就是一种电磁波。
后来，赫兹用振荡电路产生了电磁波，使麦克斯韦的学说得到了实验证明，为电学和光学奠定了统一的基础。
因此，麦克斯韦的经典电磁场理论是人类对电磁规律的历史性总结，是19世纪物理学发展的最辉煌成就，是物理学发展史上一个重要的里程碑。
电磁波的诞生赫兹----德国物理学家赫兹对人类伟大的贡献是用实验证实了电磁波的存在，发现了光电效应。
1888年，成了近代科学史上的一座里程碑。
开创了无线电电子技术的新纪元。
赫兹用各种实验，证明了不仅电磁波的性质和光波相同，而且传播速度也相同，并可发生反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象，即电磁波服从一般波动所具有的一切规律。
如果空间的电场或磁场变化是周期性的，我们用周期和频率来描述变化快慢。
电磁场变化过程中产生的电磁波的频率等于电磁场的变化频率；电磁波在传播中从一种介质进入另一种介质时，其频率不会发生改变，但其传播速度会发生改变。
电磁波的应用从1888年赫兹用实验证明了电磁波的存在，1895年俄国科学家波波夫发明了第一个无线电报系统。
1914年语音通信成为可能。
1920年商业无线电广播开始使用。
20世纪30年代发明了雷达。
40年代雷达和通讯得到飞速发展，自50年代第一颗人造卫星上天，卫星通讯事业得到迅猛发展。
如今电磁波已在通讯、遥感、空间控测、军事应用、科学研究等诸多方面得到广泛的应用。
无线电通信的起源1897 年：马可尼完成无线通信试验——电报发收两端距离为18 海里试验是在固定站与一艘拖船之间进行的20 世纪初：两次世界大战导致无线通信蓬勃发展步话机、对讲机等1941 年美陆军就开始装备步话机短波波段，电子管电磁波分类-按传输方式电磁波分类-按传输方式电磁波分类-按波长电磁波分类-按波长各波段电磁波特点长波通信：沿地面传播，衰减小、穿透能力强 中波通信：地波传播及夜晚电离层反射传播 短波通信：天波传播，适合远距离传输超短波通信：直线传播，视距通信，广播电视、移动通信微波通信：工作频带宽，长距离接力通信第1讲无线电波传播原理• 1.1 电磁场与电磁波基础• 1.2 无线电波传播原理• 1.3 无线传播环境• 1.4 无线信道分析传播途径①建筑物反射波②绕射波③直射波④地面反射波①建筑物反射波②绕射波③直射波④地面反射波第1讲无线电波传播原理• 1.1 电磁场与电磁波基础• 1.2 无线电波传播原理• 1.3 无线传播环境• 1.4 无线信道分析1.3 无线传播环境•问题：移动通信比较固定通信有那些特殊性呢?•多径无线传播无线路径是一个很复杂的传播媒介•手机发射功率有限手机的发射功率客观限制了蜂窝小区的服务范围手机电池寿命和对人体危害决定了发射功率大小•频率资源有限带宽一定信道编码等占用额外频率资源频率需要被重复利用==> 产生同频干扰•用户行为的不确定性第1讲无线电波传播原理• 1.1 电磁场与电磁波基础• 1.2 无线电波传播原理• 1.3 无线传播环境• 1.4 无线信道分析无线信道分析在移动通信研究中的意义无线通信系统的信道十分复杂：9地理环境的复杂性和多样性9用户移动的随机性9多径传播无线信道是制约移动通信质量的主要因素无线信道是研究各种技术的主要推动力量无线信道的建模对于整个移动通信系统仿真的正确性和可靠性有着举足轻重的意义1.4 无线信道分析•无线信道中的损耗一般分为三个层次：—大尺度（又称路径损耗）【path loss】—中等尺度（阴影衰落、慢衰落）【shadowing】—小尺度衰落（快衰落）【fast fading】无线信道分析场强平均值随距离增加而衰减（路径损耗，大尺度衰落）•电磁波在空间传播的损耗场强中值呈慢速变化（慢衰落，阴影衰落，中等尺度衰落）•由地形地貌导致场强瞬时值呈快速变化（快衰落，小尺度衰落）•多径效应——由移动体周围的局部散射体引起的多径传播，表现为快衰落•多普勒效应——由移动体的运动引起，多径条件下引起频谱展宽三种衰落区别•大尺度衰落主要是路径损耗，可用自由空间传播模型来近似；其特点是：慢变，信道在很长时间内可以认为是恒定的，而且衰落的幅度很小。
无线电波传播模型与仿真
无线电波传播模型与仿真在现代的通信领域中，无线电波的传播模型成为了一个重要的研究主题。
当我们需要传输数据、信息或者信号的时候，我们需要通过无线电波来实现。
无线电波传播模型和仿真技术的研究，可以帮助我们更好地了解无线电波在传播过程中的特点，为我们设计和优化无线电通信系统提供重要的依据。
1. 无线电波传播模型在无线电通信中，无线电波的传播受到诸多因素的影响。
传输距离、频率、天线高度和地形都会影响无线电波的传播。
1.1 自由空间模型自由空间模型是一种最简单的无线电波传播模型。
在自由空间中，无线电波沿直线传输，向四面八方辐射。
此时，无线电波传输的距离和波长有关，距离越远，信号衰减越严重。
自由空间模型适用于在太空中，或没有障碍的通信环境中使用。
1.2 多径模型在现实的通信环境中，无线电波遇到各种障碍物后会发生反射、折射、绕射等现象，从而可能产生多路径效应。
因此，多径模型被广泛应用于无线电通信系统的研究中。
在多径模型中，无线电波的传播路径包括直射路径、反射路径、绕射路径和散射路径等。
多径模型中的多路传输会使接收信号出现干扰，影响通信的可靠性。
1.3 表面波模型在表面波模型中，无线电波沿着地表层或者水面传播。
这种模型适用于低频率的无线电通信。
表面波模型的一个缺陷是信号的传输距离较短。
2. 无线电波传播仿真无线电波传播仿真是指通过计算机模拟无线电波的传播过程，以求出在各种条件下无线电波的传播特性。
无线电波仿真的目的是为了给通信工程师提供一个可靠的工具，以便进行通信系统的规划、设计和优化。
2.1 无线电波传播仿真软件无线电波传播仿真软件是通信工程师研究和设计无线电通信系统的必备工具。
在现代通信领域中，有许多广泛使用的仿真软件，比如：MATLAB、OPTIWAVE、HFSS等。
这些软件能够根据实验数据和实际场景模拟无线电波传播的行为，进行通信系统的优化和规划。
2.2 仿真参数在进行无线电波仿真时，需要输入一些参数来模拟无线电波的传输过程。
无线信道的传输模型解读
波的遮挡引起的随机性，表现为慢衰落 多径效应：由移动体周围的局部散射体引起的 多径传播，表现为快衰落 多普勒效应：由于移动体的运动速度和方向引 起,多径条件下，引起多普勒频谱展宽 远近效应：由于接收用户的随机移动性，移动 用户与基站之间的距离也是在随机变化，若各 移动用户发射信号功率一样，那么到达基站时 信号的强弱将不同，离基站近者信号强，离基 站远者信号弱。通信系统中的非线性将进一步 加重信号强弱的不平衡性，甚至出现了以强压 弱的现象，即使离基站较远的用户产生掉话(通 2018/12/3 信中断)现象，通常称这一现象为远近效应。
2018/12/3
为什么要研究无线信道? 无线通信系统的性能主要受到移动无线信道的制约, 移动无线信道具有多样性,同一无线空中接口在不同 的移动无线信道中的性能大不相同. 如何描述移动无线信道? 采用理论分析,场强实测统计和计算机模拟三种方法 .
2018/12/3
内容提要
◆无线电波传播特性分析
2018/12/3
2018/12/3
2018/12/3
传播路径
◆直射波---视距传播 ◆反射波 ◆地表面波
发射天线 直射波 反射波 接收天线
地表面波
2018/12/3
反射（Reflection）
当电磁波遇到比波长大得多的物体时， 发生反射。反射发生在地球表面、建筑 物和墙壁表面
ห้องสมุดไป่ตู้
2018/12/3
2018/12/3
实际空间传播
2018/12/3
移动通信环境---场强测试曲线
Cellular station
Cn
n V
Radio Building Tower
(完整版)无线信号传播模型简介
无线信号传播模型简介1概述无线电波信道要成为稳定而高速的通信系统的媒介要面临很多严峻的挑战。
它不仅容易受到噪声、干扰、阻塞（blockage）和多径的影响，而且由于用户的移动,这些信道阻碍因素随时间而随机变化。
在这里，由于路径损耗和信号阻塞,我们试图找出接收信号强度随距离而变化的规律。
路径损耗（path loss）——被定义成接收功率和发射功率之差——是发射机的辐射和信道传播效应引起的功率损耗引起的。
路径损耗模型假设在相同的发射——接收距离下，路径损耗是相同的。
信号阻塞（signal blockage）是接收机和发射机之间吸收功率的障碍物引起的。
路径损耗引起的变化只有距离改变很大(100-1000米）时才明显；而信号阻塞（signal blockage）引起的变化对距离要敏感得多,变化的尺度与障碍物体的尺寸成比例（室外环境是10—100米,室内环境要小一些)。
由于路径损耗和信号阻塞引起的变化都是在较大的距离变化下才比较明显,它们有时候被称为大尺度传播效应。
而由于大量多径信号分量相互之间的相加(constructive）干涉和相消（destructive）干涉引起的信号强度变化在很短的距离下-—接近信号的波长-—就很明显，因此这种改变被称为小尺度传播效应。
下图是综合了路径损耗、阻塞和多径三种效应后，接收功率和发射功率的比值随距离而变化的假设图。
在简单介绍了信号模型后，我们先从最简单的信号传播模型讲起-—自由空间损耗。
两点之间既没有衰减又没有反射的信号传播遵循自由空间传播规律。
接着我们介绍射线追踪(ray tracing)传播模型。
这些模型都是用来近似模拟可以由麦克斯韦方程组严格计算的电磁波传播模型。
当信号的多径分量比较少时，这些模型的准确度很高。
射线追踪(ray tracing）传播模型受信号传播所在区域的几何形状和导电特性的影响很大。
我们还列出了一些更简化的、参数更少的、主要应用于实际网络的工程分析和无需复杂计算的网络设计的通用传播模型。
几种典型的无线传播模型介绍
几种典型的无线传播模型介绍传播模型是非常重要的。
传播模型是移动通信网小区规划的基础。
模型的价值就是保证了精度，同时节省了人力、费用和时间。
在规划某 - 区域的蜂窝系统之前，选择信号覆盖区的蜂窝站址使其互不干扰，是一个重要的任务。
如果不用预期方法，唯 - 的方法就是尝试法，通过实际测量进行。
这就要进行蜂窝站址覆盖区的测量，在所建议的方案中，选择最佳者。
这种方法费钱，费力。
利用高精度的预期方法并通过计算机计算，通过比较和评估计算机输出的所有方案的性能，我们就能够很容易地选出最佳蜂窝站址配置方案。
因此，可以说传播模型的准确与否关系到小区规划是否合理，运营商是否以比较经济合理的投资满足了用户的需求。
由于我国幅员辽阔，各省、市的无线传播环境千差万别。
例如，处于丘陵地区的城市与处于平原地区的城市相比，其传播环境有很大不同，两者的传播模型也会存在较大差异。
因此如果仅仅根据经验而无视各地不同地形、地貌、建筑物、植被等参数的影响，必然会导致所建成的网络或者存在覆盖、质量问题，或者所建基站过于密集，造成资源浪费。
随着我国移动通信网络的飞速发展，各运营商越来越重视传播模型与本地区环境相匹配的问题。
一个优秀的移动无线传播模型要具有能够根据不同的特征地貌轮廓，像平原、丘陵、山谷等，或者是不同的人造环境，例如开阔地、郊区、市区等，做出适当的调整。
这些环境因素涉及了传播模型中的很多变量，它们都起着重要的作用。
因此，一个良好的移动无线传播模型是很难形成的。
为了完善模型，就需要利用统计方法，测量出大量的数据，对模型进行校正。
传播模型的校正问题将在第 4 节中做具体的介绍。
一个好的模型还应该简单易用。
模型应该表述清楚，不应该给用户提供任何主观判断和解释，因为主观判断和解释往往在同 - 区域会得出不同的预期值。
一个好的模型应具有好的公认度和可接受性。
应用不同的模型时，得到的结构有可能不-致。
良好的公认度就显得非常重要了。
多数模型是预期无线电波传播路径上的路径损耗的。
无线传播模型
无线传播模型2.2无线传播模型2.2.1无线传播机制?直射波：指在自由空间中，电磁波沿直线传播而不被吸收，且不发生反射、折射和散射等现象而直接到达接收点的传播方式。
2.2无线传播模型2.2.1无线传播机制反射波：指从其他物体反射后到达接收点的传播信号，反射波信号强度次于直射波。
2.2.1无线传播机制绕射波：指从障碍物绕射后到达接收点的传播信号。
通常，绕射波的强度与反射波相当。
12.2.1无线传播机制散射波：当波穿行的介质中存在小于波长的物体并且单位体积内物体的个数非常巨大时，会发生散射，散射波信号强度相对较弱。
Wireless and Mobile Networks Technology Zhenzhou Tang@ Wenzhou University 1 22.2 无线传播模型2.2.2 自由空间传播模型为了给通信系统的规划和设计提供依据，人们通过理论分析或实测等方法，对电磁波在某些特定环境下的传播特性进行统计分析，从而总结和建立了一些具有普遍性的数学模型。
我们将这些模型称为无线传播模型（Propagation Model ）。
自由空间传播模型（Free Space Propagation Model ）是最简单、理想情况的无线电波传播模型。
PG G λ2P (d ) = t t r r (4π)2 d 2L4πd2 ?10 l og P r = 10 log P t + 10 log G t + 10 log G r - 10 log L - 10 log ?λ ? ??Wireless and Mobile Networks Technology Zhenzhou Tang @ Wenzhou University132.2 无线传播模型2.2.2自由空间传播模型自由空间路径损耗用于描述信号衰减，定义为有效发射功率和接收功率之间的差值，不包括天线增益PL(dB) = 10 l og P tPr=-147.56 + 20 log d + 20 log fWireless and Mobile Networks Technology Zhenzhou Tang @ Wenzhou University 1 42.2 无线传播模型2.2.3 双线地面反射模型双线地面反射模型（Two-ray Ground Reflection Propagation Model ）除了考虑直线传播路径外，还考虑了地面反射路径PG G h 2 h 2P r (d ) = t t r t rd 4 L双线地面反射模型在描述短距离情况时的效果并不准确。
无线电传输模型简介
无线电传输模型简介翻译&整理：Lyra参考资料：《爱立信：无线电波传输指南》无线电波在空间的传输受限于作用距离之外，很大程度上还取决于传输环境。
研究显示，不同的传输环境（如：城区、郊区、农村等），无线电波的传输效果不尽相同。
下面简要描述常用的无线电传输信道模型。
1) 自由空间传输模型该模型假设发射天线和接收天线相隔很远，且周围没有其他物体，则传输损耗为：4[]20log bf d L dB πλ⎛⎫=⋅ ⎪⎝⎭，(m)(m)d λ距离，单位、波长，单位上式可以改写为：32.420log 20log bf L d f =++，[],[]d km f MHz2) 平坦大地传输模型考虑地面绝对平坦，且b m h h d λ<<，20log 4b bf b m d L L h h λπ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭，其中(m)(m)b m h h 基站天线高度，、移动站天线高度，该模型适于简单估计传输路径中无阻隔，且距离不大的传输损耗。
3) 双斜线模型图 1双斜线模型实际测量显示，信号强度与距离(对数)有上图所示关系：在靠近基站附近，斜率接近自由空间衰减模型，20dB/十倍距离；从某个距离brk d 开始，斜率开始接近平坦大地衰减模型，40dB/十倍距离。
brk d =其中,b m b m h h h h ∑=-∆=- 4) Egli 模型信号衰减程度和信号频率相关，在考虑“地形因子”的情况下，衰减为：()40log 20log 20log 40b b m f L d h h ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭，[]f MHz该模型适用于40MHz 以上的情况，且模型精度较低，仅在没有更多地形信息可利用的情况下可使用该模型。
5) Okumura-Hata 模型上述模型都只是简单的模型，只能用于链路损耗的粗测。
实际经验告诉我们： ● 路径损耗随着距离和频率升高而增加；● 路径损耗随着基站天线和移动站天线升高而降低；● 路径损耗受小区类型、衍射、天气、一年中的时间、障碍物类型等影响。
莱斯衰落模型分布
莱斯衰落模型分布莱斯衰落模型分布是一种常见的无线信道传输模型，用于描述信号在空气传播过程中的衰落特性。
本文将介绍莱斯衰落模型的基本原理、特点和在实际应用中的一些具体应用案例。
一、莱斯衰落模型基本原理莱斯衰落模型最早由英国物理学家Lord Rayleigh在1887年提出，是描述无线电波在空气传播过程中受到干扰影响的数学模型。
莱斯衰落模型主要基于两个假设：1、接收信号由发射端的多个信号叠加组成；2、多个信号之间的幅度和相位存在随机变化。
这些随机波的总和呈现出一种瞬时的功率变化模式，这称为莱斯衰落。
另外，莱斯衰落模型假设在空气中传播的信号波可以分为两部分：一个是直达信号和散射信号。
直达信号是从发射机向接收机发送信号的直达路径。
散射信号是从其他方向散射而来的信号，可能与直达信号干扰。
二、莱斯衰落模型特点莱斯衰落模型的主要特点是它的概率密度函数（PDF）具有单峰性质。
这意味着莱斯衰落模型往往适用于信道特性比较均衡的情况下。
莱斯衰落模型具有以下特点：1、在信号发射到达接收点时，经常受到随机干扰的影响。
2、莱斯衰落模型的信号在瞬间内的强度与接收位置是相关的。
3、该模型对于信号强度的变化和波形的变化有很多的分布形式。
三、莱斯衰落模型在实际应用中的案例莱斯衰落模型在现代通讯系统中得到了广泛的应用。
它是无线电通信系统信号传输模型中使用最广泛的模型之一。
以下是该模型在实际应用中的几个案例：1、在电视信号系统中，可以使用莱斯衰落模型来计算信号在传输过程中的衰减和干扰。
2、在无线电系统中，莱斯衰落模型常用于测量无线电信号传输的信噪比。
3、在复杂的环境下，如城市建筑物遮挡的信道中，莱斯衰落模型也被广泛使用。
4、在无线电发射和接收机设计中，莱斯衰落模型可以作为实验数据的基础，为信号传输过程的设计和调整提供较准确的参考。
四、总结莱斯衰落模型是一种常见的无线信道传输模型，用于描述信号在空气传播过程中的衰落特性。
在实际应用中，该模型被广泛应用于各种通信系统的设计、调整和测量中。
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研究频率与穿透、衰减等方面特性
对于自由空间传播传输损耗的计算：
Los(dB)=32.44 +20lgD(km) +20lgF(MHz)
式中Los为传输损耗，D为传输距离，F为频率。
由上式可见，自由空间中电波传播损耗（亦称衰减）只与工作频率F和传播距离D有关，当F或D增大一倍时，﹝Los﹞将分别增加6dB。
所谓自由空间传播系指天线周围为无限大真空时的电波传播，它是理想传播条件。
电波在自由空间传播时，其能量既不会被障碍物所吸收，也不会产生反射或散射。
这是理想状况下的传输，实际的环境是多铝粉介质，并不是理想的自由空间，无线通信要受到各种外界因素的影响，如反射、折射等造成的损耗，那么实际的环境里，其传输损耗更大。
研究铝粉中传输合适的频率
自由空间损耗为了简化链路计算而定义的一个参数，根据链路计算公式：
Pr=Pt+Gt-Los+Gr
式中Pt是发射功率，Gt是发射天线增益，Los是自由空间损耗，Gr是接收天线增益。
根据前面的自由空间损耗计算公式，可以计算出自由空间中的频率。
在实际的多铝粉介质中，需要加上外界环境的影响，从而可以确定其合适的频率。
由于实际情况不同，无线数据传输的方法也不同，目前常用的有电感耦合方式（距离）和电磁场耦合方式（远距离1M以上）。
电感耦合式应答器由一个电子数据做载体，通常由单个微型芯片一级用作天线的大面积线圈组成。
电感耦合应答器几乎是无源工作的，这意味着：微型芯片工作所需的全部能量必须由阅读器供应。
高频的强磁场由阅读器的天线线圈产生，这种磁场穿过线圈横截面和线圈周围的空间。
因为使用频率范围的波长比阅读器天线和应答器之间的距离大好多倍，可以把应答器到阅读器之间的电磁场当做交变磁场来对待。
发射磁场的一小部分磁力线穿过距离阅读器天线线圈一定距离的应答器天线线圈。
通过感应，在应答器天线线圈上产生一个电压。
应答器的天线线圈和电容器并联构成振荡回路，谐振到阅读器的发射频率。
通过该回路的谐振，应答器的线圈上的电压达到最大值。
应答器线圈上的电压是一个交流信号，因此需要一个整流电路将其转化为直流电压，作为电源供给芯片内部使用。
通过两线圈之间的电磁耦合实现电能的无电连接方式的传输。
电磁耦合器是电感耦合系统的核心部件，其性能决定着整个系统的传输能力。
电磁耦合器的初级侧和次级侧的磁芯线圈对接后存在相对较大的间隙。
这会导致两线圈的耦合系数较低，且漏电感大，励磁电感低，传输能力受到限制，自身功率损耗大。
电磁耦合器的结构由磁芯和线圈组成，其中，初级线圈将电源转换器提供的电能转换为磁场能，通过电磁耦合，使次级线圈中产生感应电压和电流，从而使磁场能再转化为电能提供给负载。
磁芯起强化的作用，其高的磁导率能够使初级线圈激励出的磁场强度大部分集中在两磁芯形成的此路内，线圈之间可以获得更高的耦合系数，且增加磁感应强度，使电路系统中获得更高的电感值。
电磁耦合器的电感是决定电感耦合系统传输能力的主要因素，尤其是励磁电感、漏电感、互感，这些参数与电磁耦合器的几何结构以及磁芯的特性有关。
电磁耦合器的磁芯线圈结构以及磁芯材料确定以后，这些参数则主要受两磁芯的相对位置影响。
对于具有轴对称结构的罐型磁芯，磁芯间隙是影响耦合器性能的主要因素。
为了提高系统传输能力，需要对线圈进行补偿。
对于高频电源，电磁耦合器是电感性负载，因此通过在电路中增加补偿电容，以提高其功率因数是增强传输能力的有
效措施。
电磁耦合方式的工作频率不会太高，一般不会超过几十MHz，即工作再低频或高频范围之内，传输距离也较近，但是由于其效率较高，目前大多数的无线电能传输系统都基于该原理，尤其在传输功率较大时。
辐射式无线能量传输技术是依靠先进的定向天线收发微波束能量，在接收端依靠高性能接收和整流技术，实现较远距离的无线电能传输。
这种技术目前在距离很远，例如高空能量输送平台中可以得到很好的应用。
特别是在现代空间太阳能发电的构想——太阳能发电卫星中，此技术被用作将太空中太阳能用微波辐射发送回地球，再由接收天线接收转换并二次辐射给其他基站，永久的为人类提供能源。
对于辐射式能量传输技术的天线研究方面，发展列天线是比较好的选择。
列阵天线是一个由大量相同辐射单元组成的孔径，每个单元自相位和幅度上是独立控制的。
能得到精确可预测的辐射方向图和波束指向。
在微波源方面，必须满足两个条件：一是要提高产生微波的功率。
这需要研究更高功率的真空微波放大器，并寻求高效的固态微波放大器，还可以通过功率合成的方式达到高功率的要求；二是要提高微波源的效率。
研究高效率微波源是无线能量传输技术在电力系统应用的瓶颈。
磁场共振技术
当两个物体在同一频率实现共振时，将实现能量的无线传输。
共振感应耦合技术是一种全新的无线供电技术——非辐射电磁能谐振隧道效应，称作“Mitricity”无线供电技术，关键在于利用了非辐射性磁耦合——两个相同频率的谐振物体产生很强的相互耦合。
采用单层线圈，两端各放置一个平板电容器。
共同组成谐振回路，减少能量浪费。
基于普通电磁感应耦合的非接触电力传输，则是利用数百圈紧密缠绕的线圈，但只能在数毫米的范围才得到60%以上的传输效率。
而该系统只是缠绕了5圈粗铜线作为天线的线圈，在进行2m传输时效率约为40%，距离为1m时效率竟高达约90%。
共振技术也是一种非常高效率的能量传输方式，两个振动频率相同的物体可以高效的传输能量，而对不同振动频率的物体几乎没有影响。
共振技术的传输功率可达到几千瓦，实用于大功率应用，传输距离为3-4米，传输频率需要几到几十赫兹，因此需要对所需频率进行保护。
电感耦合传输距离较近，但是其效率较高，电磁辐射一般用于实现较远距离的无线电能传输，磁场共振一般实用于大功率应用，传输距离为3-4米且需频率进行保护，比较以上几种方法，电感耦合是最合适在多铝粉介质中进行无线传输的方式。