《无线传播理论》PPT课件
合集下载
传播学第一章PPT课件
（Propaganda Technique In The World War）
14
美国“宣传分析研究所” 1937年 《宣传的艺术》（1939年） 艾尔费雷德·李 伊丽莎白·李 七种常用宣传手法
15
咒骂法（Name Calling） 粉饰法（Glittering Generality） 转移法（Transfer） 证言法（Testimonial） 平民法（Plain Folks） 堆牌法（Card Stacking） 乐队花车法（Band Wagon）
《传播学史》，罗杰斯著 《报刊的四种理论》，施拉姆 《20世纪传播学经典文本》，张国良
2
第一章 传播学的兴起与发展
传播学孕育于20世纪10年代至20年代 诞生于40年代至50年代
3
第一节 传播学的兴起
一、传播学兴起前的传播研究： 人类社会建立在人们利用符号进行互动的基础
上。
4
人类传播的四次飞跃 1、第一次飞跃：从本能传播到主动传播 2、第二次飞跃：4万年前，语言产生 3、第三次飞跃：3500年前，文字产生 4、第四次飞跃：19世纪中叶近代传播工具诞生 5、第五次飞跃：？
问世（分别为1946、1947、1957年）
7
施拉姆： ”这一天的前23个小时，在人类传播史上几乎 全部是空白，一切重大的发展都集中在这一天 的最后7分钟。”
8
最早的传播研究： 古希腊：亚里士多德《修辞学》 中国春秋战国时期：《国语》、《论语》、 《战国策》
未实现传播研究向传播学的转变
9
二、传播学兴起的背景
巧》出版，较系统地研究了一战中的宣传 1944年，拉扎斯菲尔德的《人民的选择》出
版，系统研究大众传播与投票行为的关系，并 且提出著名的“两级传播”理论
14
美国“宣传分析研究所” 1937年 《宣传的艺术》（1939年） 艾尔费雷德·李 伊丽莎白·李 七种常用宣传手法
15
咒骂法（Name Calling） 粉饰法（Glittering Generality） 转移法（Transfer） 证言法（Testimonial） 平民法（Plain Folks） 堆牌法（Card Stacking） 乐队花车法（Band Wagon）
《传播学史》，罗杰斯著 《报刊的四种理论》，施拉姆 《20世纪传播学经典文本》，张国良
2
第一章 传播学的兴起与发展
传播学孕育于20世纪10年代至20年代 诞生于40年代至50年代
3
第一节 传播学的兴起
一、传播学兴起前的传播研究： 人类社会建立在人们利用符号进行互动的基础
上。
4
人类传播的四次飞跃 1、第一次飞跃：从本能传播到主动传播 2、第二次飞跃：4万年前，语言产生 3、第三次飞跃：3500年前，文字产生 4、第四次飞跃：19世纪中叶近代传播工具诞生 5、第五次飞跃：？
问世（分别为1946、1947、1957年）
7
施拉姆： ”这一天的前23个小时，在人类传播史上几乎 全部是空白，一切重大的发展都集中在这一天 的最后7分钟。”
8
最早的传播研究： 古希腊：亚里士多德《修辞学》 中国春秋战国时期：《国语》、《论语》、 《战国策》
未实现传播研究向传播学的转变
9
二、传播学兴起的背景
巧》出版，较系统地研究了一战中的宣传 1944年，拉扎斯菲尔德的《人民的选择》出
版，系统研究大众传播与投票行为的关系，并 且提出著名的“两级传播”理论
CW01-1-无线局域网概述
城域网 MAN(Metropolitan Area Network) 局域网 LAN(Local Area Network)
ETSI HiperMAN
IEEE 802.11 WLAN
ETSI HiperLAN
个域网PAN (Personal Area IEEE 802.15 Network)
Bluetooth
第 10 页
无线局域网的特点—优势
移动性强
用户在任何时间、任何地点访问网络数据，并能在网络中实现漫游；
组网灵活
由于没有线缆的限制，用户可以随心所欲地增加、重新配臵工作站；
安装工作非常简单，无需布线或开挖沟槽，大大缩短网络施工时间 使用无线局域网可以节省线缆安装费用； 无线局域网可实现11M、54M乃至600Mbps的理论峰值数据传输速率；
HomeRF
第6页
无线局ห้องสมุดไป่ตู้网的发展历程
无线局域网的起源 最早可以迫溯到第 二次世界大战期间 的军事应用。 1971年，美国夏 威夷大学 (University Hawaii)的研究人 员创造了第二个基 亍封包式技术的无 线电通信网络 ALOHNET，这被 认为是最早的无线 局域网络
第7页
20世纪70年代至90年 代，伴随着以太局域网 的迅猛发展，无线局域 网以其无需架线、灵活 性强等优点赢得了特定 市场的认可，成为有线 以太网的有效补充。这 一时期的无线局域网产 品直接架构亍 IEEE802.3标准上，存 在着易受其他微波噪声 干扰、传输速率低、各 厂商产品互丌兼容等弱 点，仍而限制了无线局 域网的进一步应用。
安装方便
成本低
带宽提供能力强
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。
无线传播理论与模型 PPT
Designation
ELF
VF VLF LF MF HF VHF UHF SHF EHF
不同频段内的频率具有不同的传播特性
无线传播理论概述
▪ 无线电波分布在3Hz到3000GHz之间,在这个频谱内划分为12个带,如 上表。在不同的频段内的频率具有不同的传播特性。
▪ 频率越低,传播损耗越小,覆盖距离越远;而且频率越低,绕射能力越强, 建筑物内覆盖效果越好。然而,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。
▪ 实际上用有效发射功率(ERP)代替EIRP,来表示同半波偶极子天线相比 的最大发射功率。由于偶极子天线具有1、64的增益(比全向天线高2 、15dB),因此关于同一传输系统,ERP比EIRP低2、15dB。实际上,天线 增益是以dBi为单位与全向天线相比的dB增益或以dBd为单位与半波 偶极子天线相比的dB增益。
自由空间传播模型
▪ 自由空间传播模型用于预测接收机和发射机之间是完全无阻挡的视距路径
时的接收信号场强。卫星通信和微波视距无线链路是典型的自由空间传播
。与大多数大尺度无线电波传播模型类似,自由空间模型预测接收功率的
衰减为T－R距离的函数(幂函数)。自由空间中距发射机d处天线的接收功
率由Friis公式给出:
▪
PL(dB) 10log Pt Pr
2
10log
(4
)2
d
2
公式 (6)
自由空间传播模型
▪ Friis自由空间模型仅当d为发射天线远场值时使用。天线的远场定义为
d d 超过远场距离 的地区, 与发射天线截面的最大线性尺寸和载波
波长有关:
f
f
▪
d f 2D2
无线电波传播理论
02
电离层传播模型需要考虑电离层 的结构、成分、电子密度等参数 ，以及电离层对电波的吸收和反 射等作用。
地面对无线电波的吸收
地面对无线电波的吸收是指电波在传 播过程中，由于地面物质的吸收作用 而导致的能量损耗。
VS
地面对无线电波的吸收与地面的物质 成分、湿度、温度等因素有关，不同 的地面类型对电波的吸收程度不同。
对流层传播模型
对流层传播模型适用于电波在对流层中的传播，由于对流层的气象条件复杂多变，电波传播受到大气 折射、散射、吸收等因素影响。
对流层传播模型需要考虑大气温度、湿度、气压等参数，以及气象条件对电波传播的影响。
电离层传播模型
01
电离层传播模型适用于电波在电 离层中的传播，电离层对电波的 折射、反射、散射等作用会影响 电波的传播路径和强度。
、雷达等领域。
无线电波的产生与传播
产生
无线电波可以通过电子运动、振荡器 、天线等设备产生。
传播
无线电波在传播过程中会受到多种因 素的影响，如大气、地形、建筑物等 ，其传播方式和距离也会因此而有所 不同。
02 无线电波传播方式
直射传播
直射传播是指无线电波直接从发射天线沿直线到达接收设备 ，不经过其他介质或物体的反射、折射或散射。直射传播的 路径损耗较小，信号质量较好，但受地形、建筑物等遮挡物 的影响较大。
自由空间传播模型
自由空间传播模型适用于电波在自由 空间中的传播，其假设电波在均匀介 质中沿直线传播，不受地球曲率、大 气折射等因素影响。
自由空间传播模型的公式为：$d = frac{c}{2pi f sqrt{epsilon}}$，其中 $d$为电波传播距离，$c$为光速，$f$ 为电波频率，$epsilon$为介电常数。
电离层传播模型需要考虑电离层 的结构、成分、电子密度等参数 ，以及电离层对电波的吸收和反 射等作用。
地面对无线电波的吸收
地面对无线电波的吸收是指电波在传 播过程中，由于地面物质的吸收作用 而导致的能量损耗。
VS
地面对无线电波的吸收与地面的物质 成分、湿度、温度等因素有关，不同 的地面类型对电波的吸收程度不同。
对流层传播模型
对流层传播模型适用于电波在对流层中的传播，由于对流层的气象条件复杂多变，电波传播受到大气 折射、散射、吸收等因素影响。
对流层传播模型需要考虑大气温度、湿度、气压等参数，以及气象条件对电波传播的影响。
电离层传播模型
01
电离层传播模型适用于电波在电 离层中的传播，电离层对电波的 折射、反射、散射等作用会影响 电波的传播路径和强度。
、雷达等领域。
无线电波的产生与传播
产生
无线电波可以通过电子运动、振荡器 、天线等设备产生。
传播
无线电波在传播过程中会受到多种因 素的影响，如大气、地形、建筑物等 ，其传播方式和距离也会因此而有所 不同。
02 无线电波传播方式
直射传播
直射传播是指无线电波直接从发射天线沿直线到达接收设备 ，不经过其他介质或物体的反射、折射或散射。直射传播的 路径损耗较小，信号质量较好，但受地形、建筑物等遮挡物 的影响较大。
自由空间传播模型
自由空间传播模型适用于电波在自由 空间中的传播，其假设电波在均匀介 质中沿直线传播，不受地球曲率、大 气折射等因素影响。
自由空间传播模型的公式为：$d = frac{c}{2pi f sqrt{epsilon}}$，其中 $d$为电波传播距离，$c$为光速，$f$ 为电波频率，$epsilon$为介电常数。
传播学课件第一章1..
希特勒与纳粹宣传
这是一张33年左右 的海报，在海报上把希 特勒神圣化。 通过全方位的宣传 战，纳粹成功地对德国 进行了全面控制。
传播学的定义
传播学是研究社会信息系统及其 运行规律的科学。（郭庆光）
传播学是一门探索和揭示人类传 播的本质与规律的科学。（邵培仁）
二、传播的类型
非人类传播
传播
人类传播
（二）人类传播的演进规律
1、传播手段与传播媒介随着人类发展而不 断进步，不断打破时空界限，不断创造人 类新的经验类型。 （1）加速度发展趋势。 （2）传播方式是叠加的。 2、传播与人类社会文化的积累与发展密切 相关。 3、传播是经济及社会形态的直接产物。
人类传播历程
依次出现 互相补充 互相叠加
第二节
电视直播登月实况
1969年7月20日，美国的阿波
罗11号宇宙飞船在月球着陆。 当机长阿姆斯持朗从登月舱的 舷梯上一步一步地迈向月球时， 全球各地不知有多少电视观众 正屏住呼吸，凝视着这一激动 人心的时刻。阿姆斯特朗在月 球上跨出一步后，说了一句他 知道会载诸史册的话——“对 一个人来说，这只是小小的一 步；对整个人类而言，这却是 一次伟大的飞跃。”
5、网络传播时代（开始于20世纪80年
代） 1946年埃克特等人研制的第一台电脑 （ENIAC)在美国诞生； 1957年，苏联发射第一颗人造地球卫星； 1969年，美国洛杉矶分校一群研究生通过 导线实现电脑对接； 1980年，美国结成互联网络； 1994年，各发达国家纷纷提出“信息高速 公路计划”。 2000年，人类迈入信息时代（网络时代）。
▲共享说 “传播就是变独有为共有的过程。”
——戈德 ▲互动关系说 “传播可以定义为通过讯息进行的社会的相互作用。” ——格伯纳 ▲符号说 “运用符号——词语、画片、数字、图表等传递信息、思 想、感情、技术等。这种传递的行动或过程通常称为 传播。” ——贝雷尔森和塞纳 ▲目的、影响、反应说 传播就是“某个人（传播者）传递刺激（通常是语言的） 以影响另一些人（接受者）行为的过程。” ——霍夫兰
无线电发射、接收原理(讲稿)
397m 旋出些
5、关于无线电波的传播下列叙述正确的是： A 电磁波频率越高，越易沿地面传播； B 电磁波频率越高，越易沿直线传播 C 电磁波在各种介质中传播的波长恒定 D 只要有三颗同步卫星在赤道上空传递微 波，就可把信号传遍全世界
B
短波波段收听效果
• 波长－频率MHz 白天收听 • 11m 25.6 - 26.1 很少使用 • 13m 21.45 - 21.85 冬天效果最好;其他季节也 好 • 16m 17.48 - 17.90 全年优秀(通常日落前三个 多小时内效果很好) • 19m 15.10 - 15.80 全年白天最佳波段(通常日 落前三个多小时内效果很好) • 22m 13.57 - 13.87 应该是一年好的波段. • 25m 11.60 - 12.1０ 最佳时刻日出、日落两小 时前后
• 其实，在 LC 振荡回路中，由于线圈导线中 有电阻的存在 ，必然要引起能量损失，所 以振幅（振荡电流 i 的最大值）会逐渐减小， 最终导致停振。这种振荡被称作减幅振荡 或阻尼振荡 ，其振荡波形如（ a ）。如果 能在振荡过程中适时地给 LC回路补充能量， 来补偿电路上的能量损耗，那么振幅就会 保持不变。这种振幅不变的振荡叫作等幅 振荡，如图 （ b ）所 示 。
• 超短波能够穿透电离层而不被其反射，与光线的 传播性质相似，主要用于电视、雷达和近距离通讯。
一.无线电波的发射
1.有效发射无线电波的要求:
(1)要有足够高的频率. 频率越高,发射电磁波的本领越大 (2)电场和磁场必须分散到尽可能大的空间——开放电路 （实际开放电路有天线和地线）
天线
地线
发 射 端
收音机基本电路和常用信号放大元件主要民用广播制式和波段2060年代电子管电路直放式外差式长波中波短波5070年代晶体管电路外差式多次变频中波短波调频7080年代集成电路外差式多次变频数字调谐中波短波调频90年代集成电路外差式多次变频数字调谐中波短波调频数字广播在一般的收音机或收录机上都有amfm频段相信大家都以熟悉这两个波段是供您收听国内广播之用若收音机上还有sw波段时除了国内电台之外您还可以收听国外的电台事实上amfm指的是无线电学上的两种不同的调制方式
5、关于无线电波的传播下列叙述正确的是： A 电磁波频率越高，越易沿地面传播； B 电磁波频率越高，越易沿直线传播 C 电磁波在各种介质中传播的波长恒定 D 只要有三颗同步卫星在赤道上空传递微 波，就可把信号传遍全世界
B
短波波段收听效果
• 波长－频率MHz 白天收听 • 11m 25.6 - 26.1 很少使用 • 13m 21.45 - 21.85 冬天效果最好;其他季节也 好 • 16m 17.48 - 17.90 全年优秀(通常日落前三个 多小时内效果很好) • 19m 15.10 - 15.80 全年白天最佳波段(通常日 落前三个多小时内效果很好) • 22m 13.57 - 13.87 应该是一年好的波段. • 25m 11.60 - 12.1０ 最佳时刻日出、日落两小 时前后
• 其实，在 LC 振荡回路中，由于线圈导线中 有电阻的存在 ，必然要引起能量损失，所 以振幅（振荡电流 i 的最大值）会逐渐减小， 最终导致停振。这种振荡被称作减幅振荡 或阻尼振荡 ，其振荡波形如（ a ）。如果 能在振荡过程中适时地给 LC回路补充能量， 来补偿电路上的能量损耗，那么振幅就会 保持不变。这种振幅不变的振荡叫作等幅 振荡，如图 （ b ）所 示 。
• 超短波能够穿透电离层而不被其反射，与光线的 传播性质相似，主要用于电视、雷达和近距离通讯。
一.无线电波的发射
1.有效发射无线电波的要求:
(1)要有足够高的频率. 频率越高,发射电磁波的本领越大 (2)电场和磁场必须分散到尽可能大的空间——开放电路 （实际开放电路有天线和地线）
天线
地线
发 射 端
收音机基本电路和常用信号放大元件主要民用广播制式和波段2060年代电子管电路直放式外差式长波中波短波5070年代晶体管电路外差式多次变频中波短波调频7080年代集成电路外差式多次变频数字调谐中波短波调频90年代集成电路外差式多次变频数字调谐中波短波调频数字广播在一般的收音机或收录机上都有amfm频段相信大家都以熟悉这两个波段是供您收听国内广播之用若收音机上还有sw波段时除了国内电台之外您还可以收听国外的电台事实上amfm指的是无线电学上的两种不同的调制方式
5.无线电波传播的基本理论(V0.2)
L = K1 + K 2 Log10 (d ) + K 3 H ms + K 4 Log10 H ms + K 5 Log10 ( H eff ) + K 6 H eff Log10 (d m ) + K 7 ( LDIFF ) + K clutter
移动台距基站的距离 绕射损耗
d
LDIFF
H eff 基站天线的有效高度
6
反射
在平地面上传播的双射线模型
7
多径衰落
多径衰落
当接收机在可引起反射、绕射的复杂环境下移动时， 当接收机在可引起反射、绕射的复杂环境下移动时， 在不到一个波长范围内会出现几十分贝的电平变化和激烈的相位摆动
8
绕射
当接收机和发射机之 间的无线路径被物体 的边缘阻挡时发生绕 射。 绕射使得无线电信号能够传播 到阻挡物后面。 到阻挡物后面。
通常基于几何绕射理论 ）、物理光学 （GTD）、物理光学 ）、 （PO）的射线跟踪或其 ） 他精确方法。 他精确方法。
29
三类小区
宏小区（宏蜂窝） 宏小区（宏蜂窝）
覆盖范围通常大于1Km 覆盖范围通常大于 高发射功率，大于20W 高发射功率，大于 高增益天线10dBi～20dBi 高增益天线 ～ 天线高过周围环境 常用于郊区、农村、 常用于郊区、农村、公路等 解决覆盖问题 通常采用经验传播模型或半 确定性经验传播模型进行预 测
16
陆地移动通信中的无线信号
小尺度衰落 小尺度上信号包络的变化是描述多径衰落的， 小尺度上信号包络的变化是描述多径衰落的， 通常服从瑞利概率密度函数， 通常服从瑞利概率密度函数，因而也称为瑞利 衰落。 衰落。 中尺度衰落 中尺度的传播机制描述的是阴影衰落， 中尺度的传播机制描述的是阴影衰落， 当以分贝表示时， 当以分贝表示时，这种变化趋向于正态 高斯）分布， （高斯）分布，通常称为对数正态衰落 大尺度衰落 大尺度的传播机制描述的 是区域均值， 是区域均值，具有幂定律 传播特征， 传播特征，即中值信号功 率与距离长度增加的某次 幂成反比变化
移动台距基站的距离 绕射损耗
d
LDIFF
H eff 基站天线的有效高度
6
反射
在平地面上传播的双射线模型
7
多径衰落
多径衰落
当接收机在可引起反射、绕射的复杂环境下移动时， 当接收机在可引起反射、绕射的复杂环境下移动时， 在不到一个波长范围内会出现几十分贝的电平变化和激烈的相位摆动
8
绕射
当接收机和发射机之 间的无线路径被物体 的边缘阻挡时发生绕 射。 绕射使得无线电信号能够传播 到阻挡物后面。 到阻挡物后面。
通常基于几何绕射理论 ）、物理光学 （GTD）、物理光学 ）、 （PO）的射线跟踪或其 ） 他精确方法。 他精确方法。
29
三类小区
宏小区（宏蜂窝） 宏小区（宏蜂窝）
覆盖范围通常大于1Km 覆盖范围通常大于 高发射功率，大于20W 高发射功率，大于 高增益天线10dBi～20dBi 高增益天线 ～ 天线高过周围环境 常用于郊区、农村、 常用于郊区、农村、公路等 解决覆盖问题 通常采用经验传播模型或半 确定性经验传播模型进行预 测
16
陆地移动通信中的无线信号
小尺度衰落 小尺度上信号包络的变化是描述多径衰落的， 小尺度上信号包络的变化是描述多径衰落的， 通常服从瑞利概率密度函数， 通常服从瑞利概率密度函数，因而也称为瑞利 衰落。 衰落。 中尺度衰落 中尺度的传播机制描述的是阴影衰落， 中尺度的传播机制描述的是阴影衰落， 当以分贝表示时， 当以分贝表示时，这种变化趋向于正态 高斯）分布， （高斯）分布，通常称为对数正态衰落 大尺度衰落 大尺度的传播机制描述的 是区域均值， 是区域均值，具有幂定律 传播特征， 传播特征，即中值信号功 率与距离长度增加的某次 幂成反比变化
无线传播信道模型理论
-1.00
13.00 5.00 -2.90 -2.50 -2.50 0
Dense urban
High Building
5
16
无线传播模型
应用环境 最低接收功率 备注：手机接收电平=天线口功率-路 径传播损耗 大楼室内 -70dBm 手 机 灵 敏 度 -102dBm ， 快 衰 落 保 护 3dB ， 慢 衰 落 保 护 7dB ， 穿 透 损 耗 16dB，干扰保护2dB，环境噪声2dB 小卧车内，或市 -80dBm 手 机 灵 敏 度 -102dBm ， 快 衰 落 保 护
街道墙壁有铝的支架比没有铝的支架产生更大的衰减。 只在天花板加隔离的建筑物比天花板和内部划软件模型（一）
Ploss=K1+K2lgd+K3(Hms)+K4lg(Hms)+K5lg(Heff)+K6lg(Heff)lg(d)+K7+Kclutter
K参数 参考值
区一般建筑物一
层室内 室外 -90dBm
3dB ， 慢 衰 落 保 护 5dB ， 穿 透 损 耗
10dB，干扰保护2dB，环境噪声2dB 手 机 灵 敏 度 -102dBm ， 快 衰 落 保 护
3dB，慢衰落保护5dB，干扰保护2dB
，环境噪声2dB
模型校正
• 目的：通过连续波（CW）测试，校正传播模型参数，增加 无线覆盖预测的准确性。即将连续波测试结果与预测结果 相比较，调整模型中的K参数，使模型符合实际地理环境。 • 采样符合李氏定律：40波长，采样50个样点 • 校正方法：最小方差法
构（钢、玻璃、砖等）、楼层高度、建筑物相对于基站的走向、窗户区所占 的百分比等的函数。由于变量的复杂性，建筑物的损耗只能在周围环境的基 础上统计预测。我们可以有以下一些结论
电磁波的发射、传播和接收 PPT课件 课件 人教课标版
天波、地波、直线传播
请同学们阅读教材并理解各种方式的优点、 适合传播何种波。
通常使用的无线电波的波长范围从几毫米到几千米，根 据波长或频率把无线电波分成几个波段，如下表所示：
波段
波长
频率
传播方式 主要用途
长波
30000m～ 3000m
10kHz～100kHz 地波
超远程无线电 通信和导航
中波 中短波
•
2、从善如登，从恶如崩。
•
3、现在决定未来，知识改变命运。
•
4、当你能梦的时候就不要放弃梦。
•
5、龙吟八洲行壮志，凤舞九天挥鸿图。
•
6、天下大事，必作于细；天下难事，必作于易。
•
7、当你把高尔夫球打不进时，球洞只是陷阱；打进时，它就是成功。
•
8、真正的爱，应该超越生命的长度、心灵的宽度、灵魂的深度。
电磁波的发射、 传播和接收
一、赫兹实验
麦克斯韦的电磁场理论既 新颖又深刻，以至于当时许多 不习惯用场的观点来考虑问题 的物理学家都持怀疑的态 度．麦克斯韦的电磁场理论能 否被普遍接受，有待于实验的 检验．1888年，即在麦克斯韦 发现电磁场理论20多年后，德 国物理学家赫兹（1857－1894） 第一次用实验证实了电磁波的 存在．
如何使我们需要的电磁波在接收天线中激起的 感应电流最强呢？
当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的 频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强。 （这种现象叫做电谐振）
无线电波的接收
1、接收无线电波的装置：
图示为收音机的 简单的调谐电路，通 过可可变变电电容容改变调谐 电路的固有频率，使 其与接收电台的电磁 波频率相同，这个频 率的电磁波就在调谐 电路里激起较强的感 应电流，这样就选出 了电台。 上图为收音机的调谐电路
请同学们阅读教材并理解各种方式的优点、 适合传播何种波。
通常使用的无线电波的波长范围从几毫米到几千米，根 据波长或频率把无线电波分成几个波段，如下表所示：
波段
波长
频率
传播方式 主要用途
长波
30000m～ 3000m
10kHz～100kHz 地波
超远程无线电 通信和导航
中波 中短波
•
2、从善如登，从恶如崩。
•
3、现在决定未来，知识改变命运。
•
4、当你能梦的时候就不要放弃梦。
•
5、龙吟八洲行壮志，凤舞九天挥鸿图。
•
6、天下大事，必作于细；天下难事，必作于易。
•
7、当你把高尔夫球打不进时，球洞只是陷阱；打进时，它就是成功。
•
8、真正的爱，应该超越生命的长度、心灵的宽度、灵魂的深度。
电磁波的发射、 传播和接收
一、赫兹实验
麦克斯韦的电磁场理论既 新颖又深刻，以至于当时许多 不习惯用场的观点来考虑问题 的物理学家都持怀疑的态 度．麦克斯韦的电磁场理论能 否被普遍接受，有待于实验的 检验．1888年，即在麦克斯韦 发现电磁场理论20多年后，德 国物理学家赫兹（1857－1894） 第一次用实验证实了电磁波的 存在．
如何使我们需要的电磁波在接收天线中激起的 感应电流最强呢？
当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的 频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强。 （这种现象叫做电谐振）
无线电波的接收
1、接收无线电波的装置：
图示为收音机的 简单的调谐电路，通 过可可变变电电容容改变调谐 电路的固有频率，使 其与接收电台的电磁 波频率相同，这个频 率的电磁波就在调谐 电路里激起较强的感 应电流，这样就选出 了电台。 上图为收音机的调谐电路
LTE基站组成及天线相关知识ppt课件
天线增益单位：dBi或者dBd
天线倾角 控制天线覆盖范围
机械下倾 电下倾
天线倾角
机械下倾 电下倾
驻波比(1.5) 大于3时会产生严重驻波比告警
驻波比（VSWR）：Voltage Standing Wave Rati 天线驻波比是表示天馈线与基站匹配程度的指标。它的产生是由
于入射波能量传输到天线输入端后未被全部辐射出去，产生反射 波，迭加而成的。
• 传输模式是针对单个终端的。同小区不同终端可以有不同传输模式 • eNB自行决定某一时刻对某一终端采用什么传输模式，并通过RRC信令通知终端 • 模式3到模式8中均含有发射分集。当信道质量快速恶化时，eNB可以快速切换到模式内发射分集模式
LTE传输模式-概述
关键技术 帧结构 物理信道 物理层过程
Mode
1 2 3 4 5 6
7
传输模式
单天线传输
发射分集
开环空间复用
闭环空间复用
多用户MIMO 单层闭环 空间复用
单流 Beamforming
技术描述
信息通过单天线进行发送
同一信息的多个信号副本分别通过多个衰落特性相互独立 的信道进行发送
Page 4
天线定义
• 什么是天线？ • 把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间…... • 收集无线电波并产生电信号
Blah blah blah blah
天线的位置
基站天馈系统示意图
天线调节支架
抱杆（50~114mm）
接头密封件 绝缘密封胶带，PVC绝缘胶带
在整个基站系统造价中，天线虽 然占了很少的份额，但是却起着 非常重要的作用，基站的辐射能 量都要从天线发射出去而终端的 信号也要通过天线进行接收。
天线倾角 控制天线覆盖范围
机械下倾 电下倾
天线倾角
机械下倾 电下倾
驻波比(1.5) 大于3时会产生严重驻波比告警
驻波比（VSWR）：Voltage Standing Wave Rati 天线驻波比是表示天馈线与基站匹配程度的指标。它的产生是由
于入射波能量传输到天线输入端后未被全部辐射出去，产生反射 波，迭加而成的。
• 传输模式是针对单个终端的。同小区不同终端可以有不同传输模式 • eNB自行决定某一时刻对某一终端采用什么传输模式，并通过RRC信令通知终端 • 模式3到模式8中均含有发射分集。当信道质量快速恶化时，eNB可以快速切换到模式内发射分集模式
LTE传输模式-概述
关键技术 帧结构 物理信道 物理层过程
Mode
1 2 3 4 5 6
7
传输模式
单天线传输
发射分集
开环空间复用
闭环空间复用
多用户MIMO 单层闭环 空间复用
单流 Beamforming
技术描述
信息通过单天线进行发送
同一信息的多个信号副本分别通过多个衰落特性相互独立 的信道进行发送
Page 4
天线定义
• 什么是天线？ • 把从导线上传下来的电信号做为无线电波发射到空间…... • 收集无线电波并产生电信号
Blah blah blah blah
天线的位置
基站天馈系统示意图
天线调节支架
抱杆（50~114mm）
接头密封件 绝缘密封胶带，PVC绝缘胶带
在整个基站系统造价中，天线虽 然占了很少的份额，但是却起着 非常重要的作用，基站的辐射能 量都要从天线发射出去而终端的 信号也要通过天线进行接收。
无线通信技术精品PPT课件
20射还与障碍物表面的粗糙度有关。表 面越粗糙，越容易引起散射。 例如，
– 在户外，树木和路标都会导致移动电话信号 的散射。
– 在室内，椅子、书籍和计算机都会导致无线 Lan信号的散射。
2020/11/30
13
反射、衍射和散射
2020/11/30
与此同时，无线电通信逐渐被用于战争。在第一次和第二次世界 大战中，它都发挥了很大的威力，以致有人把第二次世界大战称
之为“无线电战争”。
2020/11/30
3
10.1概述
二、无线通信的特点
1.传输环境的复杂性 2.电磁波的传播不需要任何有形介质 3.接收信号的时变多径 4.多个无线电载波同存于同一空间 5.频率资源有限，需统一划分
14
10.2 无线传播环境及其特性
10.2.1 天线基本知识
1. 天线方向性 2.天线增益 3. 波瓣宽度 4. 天线的极化
2020/11/30
15
天线方向性
天线的基本功能是把从馈线输入的能量向周围 空间辐射出去，辐射的无线电波强度随空间方 位不同而不同，根据天线辐射强度的空间分布 特点可分为无方向性、全向天线和定向天线。
7
全向传播与定向传播
定向传播（directional）
– 天线把所有的能量集中于一 小束电磁波
2020/11/30
全向传播（Omnidirectional）
– 信号沿所有方向传播
– 可被所有的天线接收
– 发射设备和接收设备不必在物理
上对准
8
无线信号传播
理想情况下，无线信号在从发射器到接 收器间的一条直线上传播，称为“视线” （line of sight, LOS）
米，电文内容为——“海因里斯·赫兹”；在1897年5月18日，意大利的马
MF000005 无线传播理论 ISSUE1.0
模型校正实例
课程内容
第一章 无线传播原理 第二章 无线传播环境 第三章 无线传播模型 第四章 传播模型校正
模型校正
• 目的：通过连续波（CW）测试，校正传播模型参数，增加 无线覆盖预测的准确性。即将连续波测试结果与预测结果 相比较，调整模型中的K参数，使模型符合实际地理环境。 • 采样符合李氏定律：40波长，采样50个样点 • 校正方法：最小方差法
数字高程模型DEM 地物覆盖模型DOM
线状地物模型LDM
建筑物矢量模型BDM
数字化地图的精度
城区宏蜂窝20M精度 微蜂窝预测选5M精度Biblioteka 郊区农村50M/100M精度
模型校正实例
深圳市区模型校正结果 (深圳密集市区)
K1 = 164.20 K2 = 45.00 K3 = -2.88 K4 = 0 K5 = -13.82 K6 = -6.55 K7 = 0.20
无线传播模型
华为规划软件模型（二）
Clutter衰耗值 Inland Water Wetland Open Areas Rangeland Forest Industrial&Commercial Areas Village Parallel_Low_Buildings Suburban Urban Dense urban High Building 参考值 -3.00 -3.00 -2.00 -1.00 13.00 5.00 -2.90 -2.50 -2.50 0 5 16
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。影响环境的主要因素： • 自然地形（高山、丘陵、平原、水域） • 人工建筑的数量、分布、材料特性 • 该区域植被特征 • 天气状况 • 自然和人为的电磁噪声状况
无线电波传播基础理论
Lp－从基站到移动台的路径损耗(dB) f－载波频率(MHz)
hb－基站天线高度
d－基站到移动台之间的距离(m)
hm－移动台天线高度(1～10m)，一般取1.5m，单位为m
AOkummuramh－移动台高度修正，在中等城市取 ( 1 .1 lo f 0 . g 7 ) h m ( 1 .5 l6 o f 0 . g 8 ) 在大城市取值 3.2(lo1g .1 7(h 5 m)2 )4.97
1.3 dB概念的介绍
• Power • Voltages
P dB 10 log
P0 E dB 20 log E0
P ( dB )
[ Plin. ] 10 10
E (dB)
[Elin. ] 10 20
• Conversion factor
E(dBV/m) = P(dBm) + 106,4 + antenna factor
– Okumura – Hata公式中GSM1800M频段的路径损耗比GSM900M频段大
9.79dB
– 功率预算中GSM1800M频段MS发射功率比GSM900M频段小3dB(各自 分别为30dBm和33dBm）
– 50m长 7/8” 电缆损耗差值为0.97dB – GSM1800与GSM900相比较，所有以上各项给出了 13.77 dB差值 • 但实际的场强测量和1800M频段的模型校正发现平均差值并没有这么大 – 通常 Okumura – Hata模型1800M频段的修正因子比900M频段小3～6dB。
Diffuse Reflection. amplitude: A - - > *A ( < 1) phase : - - > random phase polarisation : random
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
振 子
电场
磁场
Page 5
电场 电波传输方向
磁场
电场
基本原理－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 – 传播介质不同，空气、障碍物、反射物
Page 6
基本原理－传播途径
• 空间分集
– 采用主、分集天线接收。主、分集天线的接收信号 不具有同时衰减的特性。基站接收机对一定时间范 围内不同时延信号的均衡能力也是一种空间分集的 形式。
• 极化分集 • 频率分集
– GSM体制采用跳频 – CDMA体制采用扩频技术
Page 13
电波时延扩展
• 起源于反射，主要指到达接收机的主信号和其他多径信号在空间传输时间 差异而带来的同频干扰问题，当多径信号不能被接收机区分时就产生同信 道干扰（CCI），
Page 9
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。 影响环境的主要因素：
– 自然地形（高山、丘陵、平原、水域） – 人工建筑的数量、分布、材料特性 – 该区域植被特征 – 天气状况
Page 10
地形分类
T
•准平滑地形
表面起伏平缓，起伏高度小于等于20
Classification
Extremely Low Frequency Voice Frequency
Very-low Frequency Low Frequency
Medium Frequency High Frequency
Very High Frequency Ultra High Frequency Super High Frequency Extremely High Frequency
f1 f3
V：移动台速度 ：信号到达角度
Page 15
f2 V(km/h)
绕射损耗
• 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
T R
Page 16
穿透损耗（1）
• 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
– 厚玻璃： 6－10dB
– 火车车厢的穿透损耗为：15－30dB
– 电梯的穿透损耗： 30dB左右
– 茂密树叶损耗：10dB
T
R
Page 18
第一章 无线电波基本原理 第二章 无线电波传播特性 第三章 无线电波传播模型
Page 19
常用传播模型
• 自由空间传播模型 • Okumura(奥村)/Hata模型 • COST231-Hata模型 • COST231 Walfish-Ikegami模型 • Keenan-Motley模型 • 计算机辅助计算模型
d w1 D w2
E2
ε 0μ 0 ε μ ε 0μ 0
θ
θ E1
WdBm XdBm
穿透损耗=X-W=B dB
电磁波穿透墙体的反射和折射
Page 17
穿透损耗（2）
• 物体阻挡/穿透损耗为：
– 隔墙阻挡：5－20dBΒιβλιοθήκη – 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： 2－15dB
直射波及地面反射波 （最一般的传播形式）
对流层反射波 （传播具有很大的随机性）
山体绕射波 （阴影区域信号来源）
Page 7
电离层反射波 （超视距通讯途径）
基本原理－传播路径
①建筑物反射波 ②绕射波 ③直达波 ④地面反射波
Page 8
第一章 无线电波基本原理 第二章 无线电波传播特性 第三章 无线电波传播模型
Page 20
自由空间传播模型
Lo=91.48+20lgd, for f=900MHz Lo=97.51+20lgd, for f=1800MHz Lo=98.84+20lgd, for f=2100MHz
• 自由空间传播模型适用于具有各向同性传播介质（如真空）的无线 环境，是理论模型。该环境在现实中并不存在，但空气介质近似于 各向同性介质。
无线传播理论
ISSUE 1.0
• 学习完本课程，您将能够： – 掌握无线电波传播原理，为 后续的链路预算等做理论准 备。
Page 2
第一章 无线电波基本原理 第二章 无线电波传播特性 第三章 无线电波传播模型
Page 3
基本原理－无线频谱
Frequency
3-30Hz 30-300Hz 300-3000Hz 3-30KHz 30-300KHz 300-3000KHz 3-30MHz 30-300MHz 300-3000MHz 3-30GHz 30-300GHz 300-3000GHz
• 对于WCDMA系统，多径时延必须大于一个码片周期(0.26µs)才能被识别 • 典型值 (µs)：Open < 0.2，Suburban = 0.5，Urban = 3
解决
均衡、RAKE技术
Page 14
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
R
米的地形
•不规则地形
除了准平滑地形之外的其余地形，可 按状态分为：丘陵地形、孤立山岳、倾
T
斜地形、水陆混合地形等
R
Page 11
信号衰落
接收功率(dBm) -20 -40
-60
快衰落 慢衰落
Page 12
10
20
30
距离(m)
信号分集
抗快衰落措施－分集 • 时间分集
– 符号交织、检错、纠错编码、RAKE接收技术
Page 21
Okumura-Hata模型
适用范围： 频率范围 f: 基站天线高度 Hb: 移动台高度 Hm: 距离 d:
150~1500MHz 30~200m 1~10m 1~20km
• 宏蜂窝模型 • 基站天线高度高于周围建筑物 • 1km以内预测不适用 • 频率超过1500MHz以上时不适用
Designation
ELF VF VLF LF MF HF VHF UHF SHF EHF
不同的频段内的频率具有不同的传播特性
Page 4
基本原理－电磁波的传播
• 无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律而变化的，这种 现象称为无线电波的极化。无线电波的电场方向称为电波的极化方向。 – 如果电波的电场方向垂直于地面，为垂直极化波 – 如果电波的电场方向与地面平行，为水平极化波