移动通信无线电波传播模型研究
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。
5G移动通信系统的传播模型研究
GHz GHz和毫米波以上，路径损耗、阴影衰减、穿透损耗、植被损耗、人体损耗、大气损耗、雨衰损耗等都会引起系统建站时，采用的传播模型大多是基于现有的常用经验传播模型，并在此基础上根据路测数据进行模型校正，以尽量准确地反映真实场景下的传播损耗。
尽管可以通过模型校正使所采用的模型能够基本控制在要求的范围之内，然而由于不同传播参择等不完全一致，导致各个传播模型之间的结果校正后仍然存在较。
因此，针对不同的地貌及环境特点，选用传播模型，尽可能准确地描述特定场景网络规划及优化的准确自由空间传播模型简介自由空间是相对介电常数及相对磁导率均为1的理想介质，电磁波能量不会损耗。
自由空间传播损耗是指天线辐射的电磁波在视距路径中传播时，由于传播距离的不断增大引起的能量自然扩散现象。
自由空间传播损耗实际上是球面波的扩散损耗，(1)是收发天线的间距，单位为；λ指工作波是自由空间传播的光速，单位是将上述公式转化为以频率为参数的dB形式，可得(2)越大或者传播距离d越就越大L fs,dB越大说明接收端接收到的功率非常小。
这个传播模型是自由空间中的理想情况，也是各种传播模型的基础公式。
在实际通信应用规划和优化中，需要针对不同频率、不同场景进行模型优化、校正和预测，以得到符合实际3 5G传播模型组织和文献5G移动通信发展日新月异，大量组织和研究人员对5G移动通信无线传播模型展开研究，有各自发布了5G传播模型[4]，频率适用范围都是100 GHz，分别是：（1）3GPP。
3GPP提供连续的工作进展报告，为5G行业提供国际标准，5G传播模型文档为38.901-e30[5]，对应频率范围是0.5 GHz新版本发布于2017年12月（Release3GPP另外还有3GPP TR 38.900 V14.3.1对应频率范围是6 GHz—100 GHz以下的场景。
（2）5GCM（5G Channel15家公司和大学合作组成的特设小组，根据广泛的测量活动，对3GPP的开发模型进行补充和修正。
无线电波的传播模型分析
无线电波的传播模型分析无线电通信是人类社会发展进程中的一项重要成就，也是21世纪信息科学的重要组成部分，使用了无线电波传播技术。
无线电波是以电磁场的形式传输的，具有广泛的覆盖范围，便捷性和实时性等诸多优点。
本文将从无线电波的传播模型分析来介绍无线电通信中的传播特性和影响因素。
一、无线电波的传播模型无线电波作为电磁波，传播模型主要分为两种类型：地面波和空间波。
1.地面波地面波也叫地波，是在地球表面与大气继电器的相互作用下产生的，主要依靠短波的反射和散射。
它的传播方式具有一定的局限性，主要适用于频率较低的波段，例如中、低频的AM广播。
由于地波的传播距离有限，因此它的应用范围受到限制。
2.空间波空间波是指在大气层高度以上发送无线电信号产生的波，主要依靠大气继电器的传播方式。
空间波分为直接波、反射波和绕射波。
其中，直接波是指在天线发射的无线电波沿着一条直线传播到达接收方，主要应用于近距离的通信；反射波是指无线电波在大气层中反射，从而到达接收方；绕射波则是指无线电波在距离障碍物一定距离处发生弯曲而传输到接收方。
由于空间波传播距离远，因此被广泛应用于广播、卫星通信和移动通信等领域。
二、无线电波传播特性的影响因素1.频率无线电波向外辐射是以电磁场的形式进行的，不同频率的波对传输距离、传输损耗等有着直接的影响。
频率低的电磁波，因其波长长，具有较好的穿透性，不易受到障碍物的阻碍，有利于传播距离较远的环境；高频无线电波因其波长短，具有更弱的穿透性，主要适用于短距离传输。
根据频率的不同，无线电波传输的特性也会有所区别。
2.天线高度和功率天线是信息传输的重要载体，其高度和功率决定了无线电波的传输效果。
天线高度可以影响电波的传播距离和传输覆盖面积，高天线通信的距离更远，更通畅；天线功率的大小则决定了无线电信号传输的能力，功率越大，传输的距离越远。
在实际应用中，高度和功率的大小应该结合实际情况进行权衡，以达到最佳效果。
3.障碍物和地形无线电波的传输受到障碍物和地形的影响。
无线电波传播特性的研究与应用
无线电波传播特性的研究与应用在我们的日常生活中，无线电波无处不在。
从手机通信到广播电视，从卫星导航到无线网络，无线电波在信息传递和通信领域发挥着至关重要的作用。
然而，要实现高效、稳定和可靠的无线电通信，就必须深入了解无线电波的传播特性。
本文将对无线电波的传播特性进行研究，并探讨其在各个领域的广泛应用。
无线电波是一种电磁波，其频率范围非常广泛，从低频的长波到高频的微波和毫米波。
它们在空间中以光速传播，不需要任何介质，可以在真空、空气、水和其他物质中传播。
但无线电波在不同的环境中传播时，会受到多种因素的影响，从而表现出不同的特性。
首先，让我们来了解一下无线电波的直射传播特性。
当无线电波在自由空间中传播时，没有障碍物的阻挡，它会沿着直线传播。
这种传播方式称为直射传播。
在直射传播中，无线电波的强度会随着距离的增加而逐渐减弱，遵循反平方定律。
也就是说，距离发射源的距离增加一倍，信号强度会降低为原来的四分之一。
这是因为无线电波的能量在传播过程中会逐渐扩散，导致单位面积上的能量减少。
然而，在实际环境中，很难存在完全没有障碍物的自由空间。
建筑物、山脉、树木等都会对无线电波的传播产生阻挡和反射。
这就引出了无线电波的反射传播特性。
当无线电波遇到障碍物时，一部分能量会被反射回来。
反射的程度取决于障碍物的材质、形状和粗糙度等因素。
例如，金属表面会对无线电波产生强烈的反射，而粗糙的墙壁则会导致反射信号的散射和衰减。
除了反射，无线电波还会发生折射现象。
当无线电波穿过不同介质的分界面时，由于介质的折射率不同，电波的传播方向会发生改变。
这就像光线从空气进入水中会发生折射一样。
在大气中，由于温度、湿度和气压的变化，会导致大气层的折射率不均匀，从而影响无线电波的传播路径。
这种现象在卫星通信和远程通信中尤为重要。
另外，无线电波还会发生散射传播。
当无线电波遇到尺寸小于波长的障碍物时，会向各个方向散射。
例如，雨滴、灰尘颗粒等都会引起无线电波的散射。
移动通信电波传播理论与模型
Pr
Gt Gr 1
L
4 d
2
L dB
10 lg
4 d
2
(dB)
20 lg
4 d
(dB)
[L]dB 32.44 20 lg f0 20 lg d
f0 为工作频率，单位为MHz；
d 为收发天线之间的距离，单位为km。
18
2.3 基本电波传播机制
3
发射机天线发出的无线电波， 可依不同的 路径到达接收机，当频率f＞30 MHz时，典 型的传播通路如图所示。 沿路径①从发射 天线直接到达接收天线的电波称为直射波， 它是VHF和UHF频段的主要传播方式；沿 路径②的电波经过地面反射到达接收机， 称为地面反射波； 路径③的电波沿地球表 面传播， 称为地表面波。
28
绕射发生在当接收机和发射机之间的无线路径被 尖利边缘阻挡时，由阻挡表面产生的二次波散布于空 间，即波在传播的过程中，行进中的波前上的每一个 点，都可作为产生次级波的点源，这些次级波组合起 来形成传播方向上新的波前。另外，当发射机和接收 机之间不存在视距路径时（LOS，line of sight，指移 动台可以看见基站天线；NLOS，非视距是指移动台 看不见基站天线），围绕阻挡体也会产生波的弯曲。
34
图3 – 4 绕射损耗与余隙关系
35
散射发生在介质中存在小于波长的物体 并且单位体积内阻挡体的个数非常巨大 时。散射波产生于粗糙表面、小物体或 其他不规则物体，反射能量由于散射而 散布于所有方向。
36
i
当入射角为 i 时，则表面平整度的参数高度为：
hm 8sini
如果表面上最大的突起高度小于 hm，认为该表面
移动通信_第二章_移动通信电波传播与传播预测模型
(2)
PR 的计算
可得，PR PT / L 可得，L 10^ ( LdB /10)
L PT / PR
LdB 10 lg( L)
因此，PR PT / 10^(LdB / 10)
PR = PT / ( 10^(L_dB/10) ) = PT / ( 10^7.807 ) = 10 ( W ) / ( 10^7.807 ) = 156 ( nW )
由移动无线通信信道传播环境中的地形起伏、建筑物
及其它障碍物对电波路径的阻挡而形成的电磁场半盲 区（阴影效应）
38
2.4 阴影衰落的基本特性
传播损耗受阴影衰落影响，可表示为
l ( r , ) r m 1010
室内传播的路径损耗指数 多条传播路径经过反射或
60GHz信号室内传播测量 32/42
2.3 3种基本电波传播机制
2.3 3种基本电波传播机制
反射(reflection) ：
阻挡体比传输波长大得多的物体 产生多径衰落的主要因素
34
2.3.2 绕射
挡时，发生绕射 惠更斯.菲涅尔原理 阻挡体具有尖锐边缘 频率越低，绕射能力越强
发射天线为各向均匀辐射时， 以发射源为中心，d为半径的 球面上单位面积的功率为：
Save PT 2 ( W / m ) 2 4 d
如天线具有方向性（发射天线 增益为GT），在主波束方向通 过单位面积的功率为：
SD Gt Save GT 2 PT ( W / m ) 2 4 d
所以，L (4 df / c ) (4 / c) d f
2 2
移动通信中的电波传播与天线第四讲_电波传播模型.
第5章移动通信系统中的场强预测模型☐场强预测——所谓场强预测是指根据移动通信的不同环境得到通信范围内的场强分布（路径损耗），建立电波传播的模型，以便对通信网进行规划和设计（天线、基站站址、小区半径、频率……）☐传播模式——分为经验模式、半经验或半确定模式、确定性模式。
经验模式是根据大量测量结果统计分析后导出的公式，应用经验模式可以容易和快速地预测路径损耗，不需要有关环境的详细信息，但是不能提供非常精确的路径损耗估算值。
确定性模式是对具体现场环境直接应用电磁场理论进行计算，如射线追踪方法，环境的描述可以从地形地物数据库中得到。
半经验或半确定模式是基于把确定性方法用于一般的市区或室内环境中导出的公式，为了改善半经验或半确定模式和实验结果的一致性，有时需要根据实验结果对公式进行修正，得到的公式是天线周围某个规定特性的函数。
传播环境——蜂窝移动通信的最大特点就是小区制。
小区的大小和范围直接和传播条件有关，可以根据需要选择小区的大小和范围。
移动通信系统中主要采用宏小区、微小区（微蜂窝）和微微小区（微微蜂窝）三种形式。
经验模式或半经验模式对具有均匀特性的宏小区是合适的。
半经验模式还适用于均匀的微小区，在那里模式所考虑的参数能很好的表征整个环境。
确定性模式适合于微小区和微微小区不管它们的形状如何。
确定性模式对宏小区是不能胜任的，因为对这种环境所需的计算机CPU时间使人无法忍受☐四种电波传播模型——电波传播模型是指通过对电波传播的环境进行不同方法的分析后所得到的电波传播的某些规律、结论以及具体方法。
利用电波传播模型不仅可以估算服务区内的场强分布，而且还可以对移动通信网进行规划与设计。
统计模型（Statistical Model）——通过对移动通信服务区内的场强进行实地测量，在大量实测数据中用统计的方法总结出场强中值随频率、距离、天线高度等因数的变化规律并用公式或曲线表示出来。
实验模型（Empirical Model）——通过实验方法得出某些电波传播规律，但不像统计模型那样用公式或曲线表示出来。
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。
无线电波传播模型的应用与分析
无线电波传播模型的应用与分析在现代通信领域，无线电波传播模型扮演着至关重要的角色。
它们是我们理解和预测无线电信号在不同环境中传播特性的有力工具，对于无线通信系统的规划、设计、优化以及性能评估都具有不可或缺的意义。
无线电波传播模型的种类繁多，每种模型都有其适用的场景和局限性。
常见的传播模型包括自由空间传播模型、OkumuraHata 模型、COST 231-Hata 模型、射线跟踪模型等。
自由空间传播模型是最简单也是最基础的模型。
它假设信号在无障碍物的理想自由空间中传播，不考虑地形、建筑物等因素的影响。
这个模型适用于卫星通信等长距离、空旷环境下的粗略估计。
但在实际的城市、山区等复杂环境中，其预测结果往往与实际情况相差较大。
OkumuraHata 模型则是一种基于大量实测数据建立起来的经验模型，适用于频率在 150 MHz 到 1500 MHz 之间的城区环境。
它考虑了基站天线高度、移动台天线高度以及通信距离等因素对信号衰减的影响。
然而，对于一些特殊的地形地貌，如山区、水域等，该模型的准确性可能会有所下降。
COST 231-Hata 模型是在 OkumuraHata 模型的基础上发展而来，对频率范围进行了扩展，适用于 1500 MHz 到 2000 MHz 的频段。
它在城市环境中的预测效果相对较好，但在农村和郊区等场景的应用中仍存在一定的局限性。
射线跟踪模型是一种基于几何光学和电磁理论的确定性模型。
它通过追踪无线电波从发射源到接收点的传播路径，考虑了反射、折射、绕射等多种传播机制。
这种模型能够提供非常精确的预测结果，但计算复杂度较高，通常需要大量的计算资源和时间。
无线电波传播模型在无线通信系统的规划和设计中发挥着重要作用。
在网络规划阶段，工程师们可以利用传播模型来估算基站的覆盖范围、信号强度以及容量，从而确定基站的位置、数量和发射功率等关键参数。
例如，在城市中心区域，由于建筑物密集，信号衰减较大，需要增加基站密度以保证良好的覆盖；而在郊区或农村地区，由于地形开阔，信号传播条件较好，可以适当减少基站数量，降低建设成本。
浅谈移动通信无线传播
Ｄ ｉｃ ｓｎｇ ｏ ｏ ｌ ｉ ｅｅ ｓＣｏ ｍ ｕ ｃ ｔｏ ｓ ｕｓ ｉ ｎ Ｍ ｂｉｅＷ ｒ ｌｓ ｍ ｎｉａ ｉ ｎ
Ｙｕ ｎ Ｈａ ｌ ｎ ￣ ｎ ｉｅ ａ ｉ ｇ Ｐｅ ｇ Ｌ ｙ ｉ ａ
，
（．ｈ ｉ ｈ ａ ｇＢａ ｃ ｆ ｈｎ ｉｏ ｇＳ ｉ ｚ ｕ ｎ ０ ０ ０ ，ｈｎ ） １ ｉ ｚ ｕ ｎ ｒｎｈｏ ｉ Ｔｅ ｎ ，ｈｉ ｈ ａ ｇ ５ ０ ０Ｃ ｉ Ｓ ｊ ａ Ｃ ａ ｔ ｊ ａ ａ
Ｐ＝ｔ ｔ （ ｒ Ｇ ×Ｐ ／ ４Ⅱｄ） × ２ ／（ ４Ⅱ） × Ｇ ｒ
公式 说 明： ｄ的单位 为 ｋ ，基 站天 线和 移动 台天 线之 间 的水平距 离 ； ｍ ｆ的单 位为 ￣ｚ ｉ ｆ ，工 作频 率 ；Ｌ ｔ ｂ 为城 市市 区 的基 本传 播损耗 中值 ； ｈ 、ｈ ——基 站 、移动 台天 线有 效高度 ，单 位 为米 ； ｂ ｍ 口 ） 效天 线修 正 因子 ； （ 有 小 区类 型校 正因子 ｃ ｒ ｎ 形校 正 因子 ，地形 校 正 因子 反 映一些 重 要 的地形 环 ，ａ地 ｅｉ ｒ 境 因 素对路 径损 耗 的影 响 基 站天 线有 效 高度 计算 ：设基 站 天线 离地 面 的高度 为 ，基 站 地面 的海 拔高 度为 ｈ ，移 动 台天线 离地 面 的高度 为 ，移 动 台 所 在 位 置 的 地 面 海 拔 高 度 为 则 基 站 天 线 的 有 效 高 度 ｈ＝ ｈ一 ｍ，移 动 台天线 的有 效高 度 为 。 ｂ ｈ＋ ｈｇ ２Ｃ Ｓ ２ １Ｈ ｔ ． ＯＴ ３ ａａ模型 Ｃ Ｓ一 ３一 ａａ 型也 是 以 Ｏ ｕｕ ａ Ｏ Ｔ２ １Ｈ ｔ 模 ｋ ｍ ｒ 等人 的测试 结 果为 依据 。 适 用条 件 ： （ ）ｆ １０ ￣２０ Ｍｚ ２ 基 站天 线有 效高 度 为 ３～ １ 为 ５０ ０ ０Ｈ ：（ ） ０ ２ ０米 ； ０ （ ） 动 台天 线高 度 ｈ 为 １ ０ ； ４ 通信 距 离为 ｌ ５ｍ ３移 ～１ 米 （ ） ￣３ ｋ 传播 损耗 公 式如下 ：
蜂窝移动通信系统中无线电波传播模型
山 东 通 信 技 术
!"#$%&$’ (&))*$#+#,-&$ ./+"$&0&’1
2&0344 5&36 7/+3 4884
蜂窝移动通信系统中无线电波传播模型概述
廖国强 杜成珠
F 南京邮电学院通信工程系 ，南京 "!;;;=B
摘
要： 本文总结了在蜂窝移动通信系统中一些主要无线电波传播模型并分析比较了各自的适应范围和其优缺点， 为工 程设计提供参考依据。
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关键词： 移动通信 路径损耗 %&’(’)*$$N%OP"=!Q
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引言
在无线通信系统的设计、 建造和运行时 ， 很重要
"#!$$%&’(’)*+,*-* 模型
%&’(’)* 模 型 为 预 测 城 区 信 号 时 使 用 最 广 泛 的
几 模型， 它是奥村等人 .!/在东京近郊用宽范围的频率， 种固定基站天线高度， 几种移动台天线高度， 以及在 各种各样不规则地形和环境地物条件下测量信号 强 度。然后， 形成一系列曲线， 但由于使用起来不方便， 因此 ,*-* 根据奥村在东京郊区测得的数据进行曲线 模拟和得出了一些经验公式。
移动通信中的电波传播
移动通信中的电波传播当前陆地移功通信主要使用的频段为VHF和UHF即150 MHZ450 M12.90OMiz 1800 MHz。
发射机天线发出的无线电波，可依不同的路径到达接收当频率f>30MHz时，典型的传播通路如图3- 1所示。
沿路径（1）从发射天线直接到达接收天线的电波称为直射波，它是VHF和UHF频段的主要传播方式; 沿路径（2）的电波经过地面反射到达接收机，称为地面反射波路径（3）的电波沿地球表面传播，称为地表面波。
由于地表面波的损耗随频率升高而急剧增大，传播距离迅速减小，因此在VH和UHF频段地表面波的传播可以忽略不计。
除此之外，在移动信道中，电波遇到各种障碍物时会发生反射、绕射和散射现象，它对直射波会引起干涉，即产生多径衰落现象。
移动通信中，移动台是处在运动状态之中的，电波传播的条件随着移动而发生较大的变化，接收信号的场强起伏也很大，可达几十分贝，极易出现严重的衰落现象。
图3示出了一个场强的实测记录。
由此可见，接收信号出现严重的衰落现象是移动通信电波传播的个基本特点。
下面先讨论直射波和反射波的传播特性。
1.传播模式的分类注意到传播模式的性质，它们可分为(1) 经验模式;(2) 半经验或半确定性模式;(3) 确定性模式。
经验模式是根据大量的测量结果统计分析后导出的公式。
用经验模式预测路径损耗的方法很简单: 不需要相关环境的详细信息，但是不能提供非常精确的路径损耗估算值。
由于经验模式计算的是闭式形式的公式，所以可以很容易和快速地应用它们。
确定牲模式是对具体的现场环境直接应用电磁理论计算的方法。
环境的描述从地形地物数据库中得到.在环境描述中可以找到不同的精度等级。
在确定性模式中己使用的几种技术通通常基于射线跟踪的电磁方法:几何绕射理论(GTD) 、物理光学(PO) 以及不经常用的精确方祛，如积分方程(TE)法或有限差分时域法(FDTD)。
在市区、山区和室内环境情况中，确定性的无线传播预测是一种极其复杂的电磁问题。
无线信号传播衰弱浅析
1无线传播简介移动通信中采用无线电波传播信息,即无线信道。
而移动台又经常处于不断运动状态之中,因而导致接收到的信号幅度和相位随时间、地点而不断地变化。
因此,需要对网络所在无线环境进行研究。
从移动信道的电磁波传播上看,有四种传播方式:直射波、反射波、绕射波和散射波。
1.1直射波(自由空间传播模型)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,不发生反射、折射、散射和吸收现象,只存在因电磁波能量扩散而引起的传播损耗。
在自由空间中,若发射点处的发射功率为P t ,以球面波辐射接收的功率为P r ,则有P r =P t λ4πd()2g t g r式中,P t 为发射机送至天线的功率,g t 和g r 是发射和接收天线增益,λ为波长,d 为发射天线和接收天线之间的距离。
自由空间传播损耗则可以定义为:L s =P t P r =4πd λ()21g t g r损耗常用分贝表示,则:L s =32.45+20logd+20logf-10log(g t g r )L bs =32.45+20logd+20logf g =g =1式中,距离d 以km 为单位,频率f 以MHz 为单位,L bs 定义为自由空间路径损耗,他表示自由空间中的两个理想电源天线(增益系数g t =g r =1的天线)之间的传输损耗。
1.2反射波反射波是指从不同建筑物或其他反射体反射后到达接收点的传播信号,其信号强度较直射波弱。
接下来,对多径传播模型做如下推导:如果电磁波传播到理想介质表面,则能量都将反射回来,反射系数(入射波与反射波的场强比值)R 为1。
而对于非理想介质的情况下,反射系数R=sinθ-z sinθ+z。
式中z=ε0-cos 2θ√/ε0(垂直极化)或z=ε0-cos 2θ√(水平极化),ε0=ε-j60σλ,其中,θ入射角,ε和σ分别为反射媒质的介电常数和电导率,λ为波长。
两径传播的接收信号强度P r 可以表示为:P r ≈P tλ4πd()2g t gr1+Re-jΔΦ2其中,相位差ΔΦ=2πΔl λ,Δl=(AC+CB)-AB。
基于TD-SCDMA系统的无线传播模型校正的研究
式 （） １ 中 为 工 作频 率 （ ＭＨｚ ； 为 发 射 天 线 ）ｈ 高度 （ ； 为 接 收 天 线 高 度 （ ； ｍ） ｈ ｍ） ｄ为传 播 距 离
况 以及 运 营商 的成 本 问题 。 目前传 播 模 型 分 为 基 于 电磁 理 论 的 确 定 性 模
型和基 于统计 分析 的经 验性 模型 。前者 由于计 算量
图 １ 传 播 模 型 校 正 的 流 程 图
２２ １ 环境 分类 ．．
在前期 准备 工作 中 ， 常将 需要 进 行模 型校 正 通 的环境分 为 ４类 ， 即密 集市 区 、 区 、 区和乡村 ， 市 郊 且 基 于环境 的复杂 性 ， 境 的分 类 可 能 有所 差 异 。不 环
４ 通 信距离 为 １～ ０ｋ ） ２ ｍ。
（ｍ ； （ 为接收天线高度修正 因子 ， ｋ ）ｏ ｈ ） ｒ 其值取决
于环 境 。 中小 城市 环境下 ， （ ａ ｈ ）为 （ ． １ １ １ｇ ． ） 一 Ｙ一０ ７ ｈ
大 ， 用于微 蜂 窝和微 微 蜂窝 的 预测 ， 者 则 常用 广泛 后
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线 电波传 播 损 耗 的 测 量 ， 出一 系 列 经 验 曲线 ， 得 通
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无线电传播模型及其应用研究
无线电传播模型及其应用研究无线电传播模型是指一种用来描述无线电信号在空间传播过程中路径损耗和干扰的数学模型。
它是通过模拟传输路径对电磁波的传输和走失、反射和衍射等物理现象进行建模实现的。
由于无线电波在传播过程中所受到的影响因素很多，因此无线电传播模型在有效预测无线电信号覆盖范围、网络规划及运营管理等方面有着不可替代的作用。
在实际应用中，无线电传播模型主要分为传播损耗模型和干扰模型两大类。
传播损耗模型是指无线电信号在空间传输过程中所遇到的电波系数、路径损耗等物理现象对其强度的影响。
这种模型通常被用于预测无线电信号的覆盖范围和质量，如雷达、卫星通信、无线电广播和移动通信等应用。
与之相对，干扰模型则是描述不同无线电设备在同一时间和空间内互相干扰的数学模型。
现代无线电通信技术的广泛应用导致了频谱资源的日益紧张，因此理解不同类型无线电设备之间的干扰关系和评估干扰情况非常关键。
这种模型常用于广播电视转播、无线电电波谱管理及干扰分析等领域的应用。
除了传播损耗模型和干扰模型，无线电传播模型还包括其他多种类型，如宏分布模型和微分布模型。
微分布模型是指对信号传输过程中的衍射、散射等微小影响进行建模和分析。
它通常用于定义具体场景下信号强度和质量参数的变化。
而宏分布模型则是在不同宏观环境下的信道参数进行建模和定义。
这种模型能够更好地模拟不同决定因素下的无线电波特性，如城市、郊区、山区、海岸等地形和气象因素的影响等。
这些模型在无线电信号的规划、部署和电波环境评估等领域中有着广泛的应用。
无线电传播模型的研究和应用已经成为了了解无线电通信技术和广播电视转播等行业的基础。
随着无线电通信技术的不断发展，这种模型的研究和应用也日趋重要。
因此，了解无线电传播模型的基本知识和应用特点是当今通信技术领域的必要条件。
移动通信的基本技术之电波传播
移动通信的基本技术之电波传播在我们如今的生活中，移动通信已经成为了不可或缺的一部分。
从随时随地与亲朋好友的通话，到便捷地获取各种信息，移动通信的便利性让我们的生活变得更加丰富多彩。
而在这背后，电波传播作为移动通信的一项基本技术，起着至关重要的作用。
那么，什么是电波传播呢？简单来说，电波传播就是无线电波在空间中的传播方式和规律。
当我们使用手机进行通话或者上网时，手机发出的信号就是以电波的形式向基站传输，同时基站发出的信号也通过电波传递到我们的手机上。
电波传播的方式有多种。
其中，最常见的是直射波传播。
想象一下，当我们在一个开阔的场地，没有任何障碍物阻挡，手机直接与基站进行通信，这时候电波就像一条直线一样从发射端直接到达接收端，这种传播方式就是直射波传播。
它的特点是信号强度较大，传输质量较好，但需要发射端和接收端之间有清晰的视线通道。
然而，在实际的环境中，往往很难有完全畅通无阻的传播路径。
这时候，就会出现反射波传播。
比如，电波遇到建筑物、山脉等较大的障碍物时，会像光遇到镜子一样被反射回来。
这些反射波可能会与直射波相互叠加或者抵消，从而影响信号的强度和质量。
有时候，我们在某些地方通话质量不好，信号时强时弱，很可能就是反射波在“捣乱”。
除了反射波，还有绕射波。
当电波遇到障碍物的边缘时，会发生弯曲，绕过障碍物继续传播。
这种绕射现象在城市环境中非常常见，比如电波绕过建筑物的拐角或者通过狭窄的街道缝隙传播。
虽然绕射会导致信号强度有所衰减，但它在一定程度上保证了通信的连续性。
此外，散射波也是电波传播的一种方式。
当电波遇到粗糙的表面或者不均匀的介质时，会向各个方向散射。
比如在植被茂密的地区，电波会在树叶、树枝等物体表面发生散射。
电波在传播过程中，会受到多种因素的影响。
首先是频率。
不同频率的电波在传播特性上有很大的差异。
一般来说，频率越高，电波的直线传播特性越明显，穿透能力越弱；而频率越低，绕射和散射能力越强，但传输速率相对较低。
无线电波传播模型的优化研究
无线电波传播模型的优化研究在当今高度信息化的社会中，无线电波的应用无处不在，从移动通信、卫星通信到广播电视、雷达导航等领域，都离不开无线电波的传输与接收。
而无线电波传播模型则是研究无线电波在不同环境中传播特性的重要工具，它对于无线通信系统的规划、设计、优化以及性能评估等方面都具有至关重要的意义。
然而，由于实际传播环境的复杂性和多样性，现有的无线电波传播模型往往存在一定的局限性和误差，因此，对无线电波传播模型的优化研究成为了当前无线通信领域的一个重要课题。
无线电波传播模型的基本原理是基于电磁波的传播理论，通过对传播环境中的各种因素进行分析和建模，来预测无线电波的传播路径损耗、信号强度、衰落特性等参数。
常见的无线电波传播模型包括自由空间传播模型、OkumuraHata 模型、COST 231-Hata 模型、射线跟踪模型等。
这些模型在不同的频率范围、传播环境和应用场景中具有不同的适用范围和精度。
自由空间传播模型是最简单的无线电波传播模型，它假设发射机和接收机之间没有任何障碍物，电波在自由空间中以球面波的形式传播。
该模型适用于卫星通信等远距离、无障碍的传播场景，但在实际的陆地移动通信环境中，由于存在建筑物、地形、植被等障碍物，其预测精度往往较低。
OkumuraHata 模型和 COST 231-Hata 模型是基于大量实测数据拟合得到的经验模型，适用于城区和郊区等陆地移动通信环境。
这些模型考虑了频率、发射机高度、接收机高度、距离等因素对传播损耗的影响，但对于复杂的城市环境，如高楼林立、街道狭窄等情况，其预测精度仍有待提高。
射线跟踪模型则是基于几何光学和电磁理论，通过追踪电波在传播环境中的反射、折射、绕射等路径来计算传播损耗。
该模型能够较为准确地反映电波在复杂环境中的传播特性，但由于计算复杂度较高，在实际应用中往往受到限制。
为了提高无线电波传播模型的精度和适用性，研究人员从多个方面进行了优化研究。
一方面，通过对传播环境的更精细建模来提高模型的准确性。
无线电波传播在网络通信中的应用研究
无线电波传播在网络通信中的应用研究一、引言随着科技的发展和进步，无线电波传播技术已经越来越广泛地使用在我们的日常生活中。
特别是在网络通信领域，无线电波传播技术的应用愈发广泛，从移动通信到WIFI无线网络，从雷达到卫星通信，都离不开无线电波传播技术。
本文将从无线电波传播基础知识到其在网络通信中的应用研究进行探讨。
二、无线电波传播基础知识无线电波传播是指无线电信号的传输过程，主要由发送端的发射机、传输介质（如空气、水、大气等）和接收端的接收机组成。
具体来讲，无线电波的传播有几种方式：1. 直线传播：信号沿着直线的传输路径前行，不经过反射、折射等现象。
2. 折射传播：当信号在两种不同介质之间传播时，会出现折射现象，这会导致信号的传输路径发生变化。
3. 反射传播：信号在遇到垂直于其传输路径的障碍物时，会产生反射现象，这种传播方式称为反射传播。
4. 散射传播：当信号遇到比传输信号波长小的不规则物体或表面时，会发生散射现象，这会导致信号朝着不同方向传输。
以上四种传播方式经常会混合在一起，形成复杂的波形传播路径。
三、无线电波传播在网络通信中的应用无线电波传播在网络通信中应用广泛，下面我们将对其中几个具有代表性的应用领域进行介绍。
1. 移动通信移动通信网络是无线电波传播技术最经典的应用领域之一。
目前，移动通信网络主要分为2G、3G、4G和5G四代，每代技术的发展都源于对传输效率、传输距离、频谱利用率等方面技术的不断优化提升。
移动通信网络是一个复杂的系统，由许多细胞组成，每个细胞内有一个基站和若干终端设备。
基站通过无线电波向终端设备发送信号，而终端设备也需要通过无线电波向基站发送信号。
对于移动通信来说，无线电波的传输效果直接影响到信号的质量和通信速率。
2. WIFI无线网络WIFI无线网络是无线电波传播技术的又一重要应用领域。
WIFI无线网络分为2.4GHz和5GHz两种频段，通过无线电波的传播实现设备之间的通信和互动。
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工程硕士研究生学位论文论文题Ｈ：移动通信无线电波传播模型研究
研究生指导教师学科专业研究方向论文提交日期
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宋荣方教授电子与通信工程移动通信
南京邮电大学工程硕士研究生学位论文第一章弓瞎
第一章引言
蜂窝移动无线系统（Ｃ躲）的初始开发，要求了解在基站天线和移动用户之间的无线电波传播特性。
无线通信系统的性能主要受到移动无线信道的制约。
发射机与接收机之间的传播路径，从简单的视距传播（ＬＯＳ），到遭遇各种复杂的地形地物，如建筑物、山脉、和树叶等。
无线信道不像有线信道那样固定并可预见，而是具有极度的随机性，甚至移动台的运动速度都会对信号电平的衰落产生影响。
特定模型预测的精确度依赖于该模型分析详细地性、植物环境和建筑物的能力。
这种精确度在确定路径损耗、小区大小和蜂窝的基础设施方面是非常重要的。
过高的估计将导致网络资源利用率低下，然而过低的估计将导致不良的无线覆盖。
传播模型通常过分简化实际的传播条件，在复杂的大城市环境下，模型的结果可能非常不精确。
经验化的传播模型只能提供一般的指导，对于精确的网络设计来说经验化的传播模型显得过于简单化了。
因此必须在市区环境中进行无线电波传播的精确的现场测试来得到设计所需的信息。
测得的数据可以直接用于规划过程，确定可行的小区站点的位置，或者校正经验化的传播模型，从而在特定环境下能获得较好的性能。
市区环境的无线传播会遇到阴影问题。
当用户位于遮挡物之间的时候，使用连续波（ｃＷ）或窄带信号进行大量的测量，以确定对阴影区用户的传播特征。
为了确保小区内９０％以上的信号电平等于或高于规定的门限值，在链路预算中必须考虑阴影衰落的余量，该界限根据信号电平的标准偏差而定。
对一个典型的城市环境，假定路径损耗符合２－５指数倒数定律一路径损耗与距离的２次方到５次方之间的值成反比。
在这种情况下应该采用８－９ｄＢ的阴影衰落余量。
幂指数的值应该根据传播特性来确定。
影响无线电波传播的另一个关键因素是建筑物和车辆的穿透损耗。
如果建筑物外部的无线覆盖有效，那么设定ｌＯ－１５ｄＢ的穿透损耗应该足够了。
但是如果要在建筑物雨核一潲分接收和发起呼叫，大概需要３０ｄＢ的损耗。
与此相类似，对车辆内部的覆盖，穿透损耗
南京邮电大学工程硕士研究生学位论文第一章引言同样重要。
对于市区环境来说，因为建筑物穿透损耗是设计系统的主要因素，这个问题解决之后，车辆内的穿透损耗问题也就迎刃而解了。
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，和特定位置附近场强的变化。
对于预测平均场强并用于估计无线覆盖范围的传播模型，由于他们描述的是发射机与接收机之间（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。
在这里，试图通过比较各种无线传播模型，在大量实测数据的基础上，探讨无线传播预测在移动通信网络优化过程中的作用。
在实际的网络运行过程中，因为各种因素的影响，话务量、站址的选择都大大增加了无线覆盖规划的复杂性。
图１－１是一个实际的乡村的基站的分布图，虽然在理论上该地区的网络覆盖不应该有任何问题，但是在东大庄头地区发现存在盲区。
本文将讨论出现这一现象的原因。
论文的前半部分是对无线传播理论的阐述，后半部分将根据本人所掌握的数据给出特定位置电波传播模型的建立方法。
２。