第四章移动无线电传播：大尺度路径损耗解读

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移动环境下的电波传播、场强估计(大尺度)和覆盖设计

2(d1 + d 2 ) 2d1d 2 v=h =α λd1d 2 λ (d1 + d 2 )

刃形绕射波场强Ed为：
( Ed 1 + j ) ∞ exp − jπt 2 dt = F (v ) = ∫ v E0 2 2
(
)

其中：E0为自由空间场强，F(v)为费涅尔数。对比自由空间，刃形绕射增益为： Gd = 20 log F (v )
散射因子

粗糙表面临界高度为 hc(λ,入射角)：hc =

散射损耗因子用高斯分布来建模。 πσ h sin θ i 2 πσ h sin θ i 2 ρ s = exp − 8 I 0 8 λ λ h>hc的时反射场强：Γrough = ρ s Γ

环境特征不同

应用区域不同

大尺度传播模型

大尺度模型预测距离 >> λ 的电波传播行为：
距离和主要环境特征的函数，粗略地认为与频率无关当距离减小到一定程度时，模型就不成立了用于无线系统覆盖和粗略的容量规划建模

小尺度传播模型

小尺度（衰落）模型描述信号在 λ 尺度内的变化
多径效应（相位抵消）为主，路径损耗可认为是常数与载波频率和信号带宽有关着眼于“衰落”建模：在短距离或数个波长范围内信号快速变化。

内容研究无线信道的意义和方法无线电波传播特性分析陆地移动通信的场强估算覆盖设计

电波传播---传播方式

传播路径

直射波---视距传播反射波地表面波

室内传播和路径损耗计算及实例

室内传播和路径损耗计算及实例室内传播和路径损耗是无线通信领域中的重要概念。

在无线通信中，射频信号在室内环境中传播时会受到路径损耗的影响，路径损耗会导致信号强度的减弱。

为了能够准确地计算室内传播和路径损耗，下面将介绍相关的理论以及实例。

室内传播主要包括直射传播、反射传播和绕射传播三种方式。

直射传播是指信号直接从发射器发出并且到达接收器，它在室内环境中几乎不受任何干扰。

反射传播是指信号在室内环境中反射多次后到达接收器，反射传播会导致信号的干扰和多径效应。

绕射传播是指信号在穿过障碍物时发生弯曲，绕射传播一般会导致信号的衰减。

路径损耗是指信号在传播过程中由于空间距离的增加而导致的信号强度减弱。

路径损耗和传播路径的距离、频率和环境有关。

路径损耗的计算可以通过多种模型和公式来实现，最常用的是费利模型和弗利斯模型。

费利模型是基于“自由空间路径损耗公式”进行改进的，费利模型考虑了路径损耗和环境因素对信号强度的影响。

弗利斯模型则是一种经验模型，其中的路径损耗公式与距离的平方成反比。

下面我们以一个实例来说明室内传播和路径损耗的计算：假设一个室内房间的尺寸为10米×10米×3米，发射器和接收器的距离为5米，工作频率为2.4GHz，发射端功率为20dBm，系统增益为10dB，接收灵敏度为-80dBm。

首先，我们可以使用费利模型来计算路径损耗。

根据费利模型的公式：路径损耗（dB） = 20 * log10(频率) + 20 * log10(距离) + 环境损耗因子根据给定的参数：频率=2.4GHz=2.4*10^9Hz距离=5米环境损耗因子需要根据具体情况进行选择，假设我们选择的环境损耗因子为2代入公式路径损耗 = 20 * log10(2.4 * 10^9) + 20 * log10(5) + 2 =74.74 dB接下来，我们可以计算接收到的信号强度。

信号强度（dBm）=发射端功率+系统增益-路径损耗=20dBm+10dB-74.74dB=-44.74dBm最后，我们可以根据接收灵敏度来判断接收到的信号是否可用。

无线通信原理与应用-4.2 自由空间传播模型

无线通信原理与应用
Wireless Communications Principles and Practice
第四章移动无线电传播：大尺度路径损耗
电气工程学院通信工程系
无线通信原理与应用
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§4.2 自由空间传播模型
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例4.2：如果发射机发射50瓦的功率，将其换算成(a)dBm和(b)dBW。如果该发射机为单位增益天线，并且载频为900MHz，求出在自由空间中距天线100m处接收功率为多少dBm。10km处Pr为多少？假定接收天线为单位增益。解：已知：发射功率，Pt= 50W，载频fc= 900MHz，使用公式(4.9) (a)发射功率
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无线通信原理与应用
Wireless Communications Principles and Practice
例题4.1：求解最大尺寸为1m，工作频率为900M Hz的天线的远场距离。
解：已知：天线最大尺寸，D=1m 工作频率 f= 900MHz
使用公式(4.7a)可获得远地距离为：
自由空间中距发射机d处天线的接收功率由公式4.1给出（Friis公式或自由空间公式）
其中：
Pt：为发射功率；
Pr(d)：是接收功率，为T-R距离的函数；
Gt：是发射天线增益；
Gr：是接收天线增益；
D：是T-R间距离，单位为米；
L：是与传播无关的系统损耗因子（L大于等于1）；

路损

一、常用器件损耗表| 国内领先的通信技术论坛3B(f3z.D5Y _8v备注: 耦合器耦合口输出功率=输入功率-耦合度-插入损耗-Y/R/h*t8s'Y 耦合器输出口输出功率=输入功率-耦合损耗-插入损耗。

MSCBSC 移动通信论坛&Y7R'w8_!J:J*^.U&C备注: 功分器每个输出口的输出功率=输入功率+分配比-插入损耗。

mscbsc 移动通信论坛拥有30万通信专业人员，超过50万份GSM/3G等通信技术资料，是国内领先专注于通信技术和通信人生活的社区。

%B2b7|1J-z U$_$}'Z4d7D$L二、常用馈线损耗表移动通信,通信工程师的家园,通信人才,求职招聘,网络优化,通信工程,出差住宿,通信企业黑名单,m%D b I1{$o(?&Z%\;D-?"{;Z6i移动通信室内路径损耗传播公式：1、自由空间传播公式：P（L）=32.4+20lgD+20lgfD为路径(km)MSCBSC 移动通信论坛+_-x0S*[&o)Wf为频率(MHz),i8j&k M8x+U7P:`,i6z-f,P:s8Q+?'E:q2、室内路径损耗传播公式：PL（d）=31.5+10•n•lgd+FAFPL（d）为路径d的总损耗值(dB)d为路径(m)n为同层损耗因子(1.6～3.3)&K.z'Y2f;K-v*tFAF表示不同层路径损耗附加值(10～20dB)mscbsc 移动通信论坛拥有30万通信专业人员，超过50万份GSM/3G等通信技术资料，是国内领先专注于通信技术和通信人生活的社区。

1G(c5s"h"c+E注: n=2.0为室内结构简单近似于空间n=2.6为室内结构一般复杂n=3.0为室内结构较为复杂计算隔层路径损耗则还需调整FAF值(10dB～20dB)路径培一倍，损耗下降6db。

如果路径损耗降低3dB时，小区半径增加22%。

第3讲大尺度路径损耗

对比P46式(3.6)
例4.1,例4.2
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2
第三讲大尺度路径损耗

3.1 无线电波传播介绍
3.2 自由空间传播模型

2018/11/3
3.3 反射传播模型
3.4 绕射传播模型
3.5 实际链路预算
3.6 室外传播模型
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3.3 反射传播模型
移动通信中的基本传播机制
第三讲大尺度路径损耗

3.1 无线电波传播介绍 3.2 自由空间传播模型

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3.3 反射传播模型
3.4 绕射传播模型 3.5 实际链路预算 3.6 室外传播模型
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第三讲大尺度路径损耗

3.1 无线电波传播介绍
3.2 自由空间传播模型 3.3 反射传播模型

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3.2 自由空间传播模型
自由空间中的视距传播
上式不包含d=0的情况，常用到参考距离d0
d0 Pr (d ) Pr (d0 ) d d0 d d0 Pr (d )dBW 10 log Pr (d 0 ) 20 log d d 0 d
2018/11/3 13第三讲大尺Fra bibliotek路径损耗
3.1 无线电波传播介绍

3.2 自由空间传播模型
3.3 反射传播模型

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3.4 绕射传播模型
3.5 实际链路预算
3.6 室外传播模型
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3.2 自由空间传播模型
自由空间中的视距传播
接收点
Friis公式

无线通信技术基础_04大尺度衰落

h (d 1 d 2 ) Δ 2 d 1d 2
2
2 πΔ 2 π h 2 (d 1 d 2 ) λ λ 2 d 1d 2
第4.1节、电磁波的传播机制
α T β d1 h γ d2 hobs hr R
ht
（a）刃形绕射几何图形。T为发射机，R为接收机。
α T β d1 ht hobs hr h h' γ d2 R
室内传播模型。对数距离路径损耗模型。爱立信多重断点模型。衰减因子模型。
第4.6节、建筑物的穿透损耗
随着移动通信的发展，室内已经成为使用手机的主要环境，一个位于建筑物外部的发射机（基站）发射的无线信号，被建筑物内部的接收机（移动台）正常接收到，对于无线通信系统来说是非常重要的。室内环境的覆盖情况如下：在一定的高度内（发射天线的高度，一般为45米以下），随高度的增加建筑物内的接收信号电平会增加，在高楼层由于可能存在视距路径使得外墙处可能具有较强的入射信号。超过一定高度后，由于发射天线的下倾，随着高度的进一步增加，外墙处的入射信号会变得越来越弱。在低楼层中，由于城区的杂散结构会引起较大的衰减，减弱了信号的透射能力。
（b）发射机和接收机在不同高度的刃形绕射几何图形。
α ht-hr d1 β hobs-hr d2 γ
（c）减去最小高度（hr）的等效刃形绕射几何图形。
第4.2节、电磁波的衰落
在蜂窝系统中，发射机发射的无线信号经过空间传输后被接收机接收，接收信号会经受空间损耗。而且大多数基站设置在建筑物密集的城区，基站和移动台之间大都没有直接视距路径，电磁波在穿过建筑物时会产生吸收损耗和绕射损耗（阴影效应）。这些都是“大尺度衰落”。同时，由于不同的地理环境，还会产生多路径的反射，经过不同反射路径的电磁波相互作用会引起“小尺度衰落”。此外，由于建筑物等反射体表面是不光滑的，反射能量还会由于散射而散布于很多方向，也会引起信号衰落。对电磁波传播模型的研究主要关注两个方面：指定区域内接收信号的平均电平和特定位置接收信号电平的瞬时值。通过各种传播模型对无线信道进行分析，可以用来确定无线系统应该采取哪些技术措施。

最大允许路径损耗

最大允许路径损耗摘要：1.最大允许路径损耗的定义和作用2.最大允许路径损耗与网络性能的关系3.如何计算最大允许路径损耗4.降低最大允许路径损耗的方法5.我国在最大允许路径损耗方面的研究进展正文：1.最大允许路径损耗的定义和作用最大允许路径损耗，是指在无线通信系统中，信号在传输过程中由于各种因素导致的信号强度减弱，达到一定程度时，接收端仍然能够正确解调信号的最大损耗值。

最大允许路径损耗是无线通信系统设计和分析中的一个重要参数，它直接关系到系统的覆盖范围和性能。

2.最大允许路径损耗与网络性能的关系最大允许路径损耗与网络性能之间的关系非常密切。

一般来说，最大允许路径损耗越大，系统的覆盖范围就越广，但是系统容量和用户速率可能会降低。

反之，如果最大允许路径损耗较小，虽然可以提高系统容量和用户速率，但是覆盖范围会受到限制。

因此，在实际应用中，需要根据具体需求和场景来权衡最大允许路径损耗的大小。

3.如何计算最大允许路径损耗计算最大允许路径损耗的方法有很多，其中比较常用的有基于误码率的方法和基于信噪比的方法。

基于误码率的方法主要是通过计算误码率来确定最大允许路径损耗，这种方法的优点是计算简单，缺点是不能很好地反映系统性能。

基于信噪比的方法则是通过计算信噪比来确定最大允许路径损耗，这种方法更接近实际系统性能，但是计算过程较为复杂。

4.降低最大允许路径损耗的方法降低最大允许路径损耗的方法有很多，其中比较常用的有增加发射功率、增加天线高度、增加基站密度等。

增加发射功率可以有效降低路径损耗，但是会增加能耗和干扰；增加天线高度可以提高信号传播的损耗，但是受到地形和环境限制；增加基站密度可以在一定程度上降低路径损耗，但是会增加投资成本。

5.我国在最大允许路径损耗方面的研究进展近年来，我国在最大允许路径损耗方面的研究取得了显著进展。

我国已经制定了一系列关于最大允许路径损耗的国家标准和行业标准，为无线通信系统的设计和分析提供了依据。

级课本第4章

精品课件
天线下倾：有两方面的目的，（1）实现良好的距离覆盖；（2）减小同频干扰。
天线下倾的实现方式有机械下倾和电调下倾。
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无线信道研究的两个方面：无线信道的研
究方法往往是基于理论分析和实测结果来形成特定的统计模型。一个方面，人们通过建立传播模型来描述信号经长距离（几百米到几十公里）传播后场强的变化，这类模型称为大尺度（Large-Scale）传播模型；另一方面，在电波传播过程中，微观上，信号场强在短距（几个信号波长）或短时（秒级）上呈现出快速波动的状况，我们称之为小尺度衰落，相应的模型称为小尺度（Small-Scale）衰落模型。
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SE 4dI2RP4PtG dt2 (W／m2)
则，接收天线处的可用接收功率等于： Pr与Pt的关系推导：
任何方向P性r 发S射A e天r线P4t的G td功A2e率r 密度(WS)为：
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A er
G r2 4
Pr
Pt
G tG r 2 ( 4d )2
自由空间电波传播的基本公式
精品课件
精品课件
刃形绕射的不同情况
精品课件绕射参数ν＝ 2
绕射增益（相对于自由空间）
ν＝0时，Gd=－6dB，即损耗为精品6d课B件。
自由空间的电波传播
自由空间、方P向r 性P天t (G线4tG，dr我)22 们已经得到：
则，路径传播P损L耗PP（rt PaG t4htG Ldros22s）为：
精品课件
移动无线信道（I）
大尺度路径损耗（第4章）
精品课件
主要内容
天线概述大尺度与小尺度模型电波传播方式概述自由空间的电波传播存在平坦地面时的电波传播对数距离路径损耗模型和对数正态阴影小区覆盖问题（仅噪声受限）和衰落容限链路预算奥村（Okumura）模型和精品H课a件ta模型

无线通信原理与应用-4.9 利用路径损耗模型进行实际链路预算设计

(O 表示基站的位置) 即：
PL(r) 10n log(R / d0 ) 10n log(r / R) PL(d0 ) （4.75）
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利用误差函数4.74式可表示如下：
PL(d ) ( d )n d0
P
L(dB) PL(d
(4.68)
0
)

10n
log(
d d0
)
PL(d ) denotes the averagelarge - scale path loss at a distanced (denotedin dB)
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无线通信原理与应用
4 to 6 2 to 3
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自由空间参考距离的选择
• 大覆盖蜂窝系统 –经常使用1km的参考距离
• 微蜂窝系统 –使用较小的距离，例如100m 或 1m
• 参考距离应永远在天线的远场处，以避免远近效应对参考路径损耗的影响
态对数分布
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对数正态阴影路径损耗
引入随机变量，Xσ：
PL(d )[dB] PL(d ) Xs
PL(d
)[dB]

PL(d0
)
10n
log(

移动通信室内路径损耗传播模型

移动通信室内路径损耗传播模型——苏华鸿—— 在室内电磁波传播受影响的因素很多，在有限的空间内环境变化大，墙、顶、地、人和室内物体等都会引起电磁的反射、折射、散射和吸收，电磁场分布十分复杂，电波传播模型相应多种多样。

本文着重介绍在测试的基础上总结出来的三种传播模型，可供移动通信室覆盖预测参考用。

一、室内小尺度路径损耗室内小尺度路径损耗是指短距离、短时间内快速衰落（衰落深度达20~40dB ），其传播模型表达式为：δX d d n d P d P L L +⋅⋅+=)log(10)()(00 (dB) （式1）式中：)(d P L 表示路径d 的总损耗值；)(0d P L 表示近地参考距离（30=d ~λ10），自由空间衰减值 n 表示环境和建筑物传播损耗指数（1.6~3.3）δX 表示标准偏差6（3~14）的正态随机变量二、室内路径损耗因子模型这一模型灵活性很强，预测路径损耗与测量值的标准偏差为4dB 衰减因子模型表达试为：)()log(10)()(00dB FAF d d n d P d P SF L L +⋅⋅+= （式2）式中：SF n 表示同层损耗因子（1.6~3.3）FAF 表示不同层路径损耗附加值（10~20dB ）三、室内自由空间路径损耗附加因子模型在室内可以认为是自由空间受限的传播路径，这一模型灵活性很强，预测路径损耗与测量值的标准偏差为4dB ，其传播模型表达式为：))log(20)()(00dB d d d P d P L L (∙++=αβ （式3）式中：β为路径损耗因子（-0.2~1.6dB/m ）最后，我们利用上述三种模型进行一下室内电波场强覆盖预测：由于式1中X 与的正态随机变量关系式没有多种，因此实际工程采用式2和式3较多，本文举出二例供工程设计参考用。

例1：假设本工程为某一宾馆的室内分布系统工程，天线输入口功率dBm Pt 5=，吸顶天线增益为dBm Gm 1.2=，同层预测距离15=d 米，0d 设定为1米。

移动通信电波传播的大尺路径损耗特性分析PPT课件

• 郊区：在移动台附近有不太密集的1～2层楼房和稀疏的小树林，包括农村或城市郊公路网等。
• 市区：在此区域内，有拥挤的两层以上的建筑物或密集的高楼大厦，除此之外的区域均称为过渡区域。
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2. 天线有效高度的定义
移动台天线的有效高度：天线在当地地面以上的高度。基站天线的有效高度：沿通信方向，距发射天线3 ~15km
900 6.5 8 14 18 21 合
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D：收、发天线之间的距离；
h：地形波动高度。沿通信方向，距接收点10km范围内，
分别有10%和90%的地段超过的高度之差。
基站天线
接收机
10% h
90%
10Km
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第4节、移动通信场强均值和传输损耗预测模型
• 如果移动台要在室内使用，在计算传播衰耗和场强时，需要把建筑物的穿透衰耗也计算进去，才能保持良好的可通率。
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g)植被衰耗
• 树木、植被对电波有吸收作用。在传播路径上，由树木、植被引起的附加衰耗不仅取决于树木的高度、种类、形状、分布密度、空气湿度及季节变化，还取决于工作频率、天线极化、通过树木的路径长度等多方面因素。
特点：以准平坦地形大城市市区的中值场强或路径损耗为参考，对其他传播环境和地形条件等因素分别以校正因子的形式进行修正。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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（1）准平坦地形大城市市区的中值场强随距离的衰减特性

第4章-大尺度衰落

GSM手持移动台(MS)接收机灵敏度典型值为：－102dBm 。
－100dBm相当于10－10mW。
6
习题
假定某接收机灵敏度为－100dBm，接收机输入阻抗为50Ω，不考虑天线损耗，试计算以dBμV计的接收机灵敏度。 (答案：7dB μV) ，相当于2.23 μV 10－10mW =10－13W
功率（dBm)=10lg ［功率（mW)/1mW］电平（dBμV)=20lg ［电平（μV）／1 μV］例如：某BS发射功率为20W，它相当于多少dBm? ［解］ BS发射功率（dBm）＝10 lg 20000=43dBm 。例如：某接收机可以接收到的最小信号为0.5μV，它相当于多少dB μV。（－6dB μV）
G(dBd)=G(dBi)－2.15
等效辐射功率ERP为：
ERP＝PtG／Gλ/2,dipole
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4）天线的有效面积（口径，Ae）
天线的有效面积Ae：
Ae
D2 4
其中，D为天线的方向因子，对于无损耗天
线，G＝D。则，
G
4Ae 2
2 Ae 4 G
21
远场条件
天线远场区指离天线足够远的区域。在远场处，球面波看上去像平面波。之所以发生这种“局部平面波行为”是因为：此时，球面波曲率半径是如此之大，在局部区域的相位波前近似为平面。满足条件时，可以将电磁波的传播看作像光线那样的射线传播。具体的条件由远场距离（df）确定为：
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大气折射
在不考虑传导电流和介质磁化的情况下介质折射率为：
而εr与大气的温度，n湿度以r 及气压有关，而这些因素又是由大气高度决定的，因此n是大气高度的函数。
当一束电波通过折射率随高度变化的大气层时，由于不同高度上的电波传播速度不同，从而使电波射束发生弯曲，弯曲的方向和程度取决于大气折射率的垂直梯度dn/dh。这种由大气折射率引起电波传播方向发生弯曲的现象，称为大气对电波的折射。

5G传播损耗及链路预算

5G传播损耗及链路预算5G是第五代移动通信标准，它的特点是能够速度更快、能力更强，在低延迟和更大的带宽中提供更好的通信服务。

5G传播损耗及链路预算是5G网络的建设可行性评估的一个重要部分。

本文将介绍5G传播损耗的概念，影响因素和链路预算的应用。

5G通信的无线传输在传输信号的过程中具有一定的损耗，这种损耗在5G通信中称为传播损耗。

传播损耗的概念是指在无线信道中，由于传输距离、信号频率、路径阻塞等因素的影响，导致信号强度减弱的现象。

5G通信系统中的主要传播损耗有自由空间损耗、衰减损耗和多径损耗。

1. 自由空间损耗自由空间损耗是指无障碍物的信号传播损耗。

当信号从发射点到接收点时，在没有任何障碍物的情况下，随着传播距离的增加，信号的功率会逐渐衰减。

5G通信中的自由空间损耗公式如下：L = 20log（4πd/λ）+32.44其中，L表示自由空间路径损耗（单位为分贝），d表示传输距离（单位为米），λ表示信号波长（单位为米）。

2. 衰减损耗衰减损耗是指由于信号传输过程中被障碍物遮挡、反射和绕射等现象引起的信号衰减。

这种损耗与信号的频率和衰减材料的本质特性有关。

5G通信中的衰减损耗公式如下：L = kt3. 多径损耗多径是指信号经过多条路径，其中至少有一条路径是经过反射或绕射而来，导致信号相位和电平的改变。

5G通信中的多径损耗公式如下：L = 10log（M）其中，L表示多路损耗（单位为分贝），M表示路径数。

二、影响因素1. 距离传播距离是影响5G传播损耗的重要因素。

距离越远，自由空间损耗就越大。

2. 频率3. 地形信号的传输在不同的地形下表现出不同的特性。

比如，在城市或山区，由于障碍物的干扰，5G信号的传输损耗会增加。

4. 大气条件大气条件是影响5G传输损耗的另一个重要因素。

比如，雨水和雾霾等气象条件会导致信号传输的衰减。

三、链路预算链路预算是指在建设5G网络时，计算信号的传输损耗以及发射和接收模块的增益和损耗，以确定最少的信号功率和距离。

移动无线电传播-大尺度路径损耗

各方向具有相同单位增益的理想全向天线，通常作为无线通信系统的参考天线。有效全向发射功率（effective isotropic radiated power, EIRP）定义为: EIRP=PtGt 实际上用有效发射功率（effective radiated power, ERP）代替EIRP来表示同半波耦级子天线相比的最大发射功率。相比全向天线，耦级子天线具有1.64（2.15dB）的增益。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（与半波耦级子天线相比的dB增益）。
shadowing 阴影 path loss 路径损耗 multipath 多径 multipath 多径
4.2 自由空间传播模型接收机（T）与发射机（R）之间是完全无阻挡的视距路径（LOS）时，预测接收信号强度。卫星通信系统和微波视距无线链路是典型的自由空间传播。
2 PG G Pr (d 0 ) t t 2 r 2 （W） , 4 d0 L
d2 hobs

R
T
d1
hr
ht
T ht-hr hobs-hr d1 d2 R
直射和绕射路径差和相应的相位差分别为： h 2 d1 d 2 2 2 h 2 d1 d 2 , 2 d1d 2 2 d1d 2 2 d1 d 2 Fresnel Kirchoff 绕射参数为： h d1d 2
4.4 三种基本传播机制当电磁波遇到比波长大得多的物体时发生反射。反射发生于地球表面、建筑物和墙壁表面。电介质的反射
2 sin t 1 sin i 2 sin i 1 sin t , 2 sin t 1 sin i 2 sin i 1 sin t

大尺度路径损耗-wx-Mar28 2012

视距路径长度大nλ/2的连续区域。即
" 电波从发射机经阻挡物的顶端到接收机的传播路径比直接
视距传播路径（如果存在的话）要长。
" 假设h<<d1,h<<d2,并且h>>λ, 则绕射路径和直射差Δ，附加
路径长度（excess path length ）
76
5 绕射--费涅尔区
" The corresponding phase difference
2"# 2" h 2 (d1 + d2 ) != % $ $ 2 d1d2 " tanx ≈ x, α = β + γ (d1 + d2 ) ! "h d1d2 " 假设h<< d1、d2，并且h>> λ，则费涅尔-基尔霍夫绕射参数（Fresnel-Kirchoff diffraction parameter ）v为：
5 绕射－多重刃形绕射
" Deygout 方法
n
体系与Epstein–Petersen方法近似，也是要把每个刃形引起的衰减加起来。但Deygout 方法中的绕射角是用不同的算法来定义的。
Ø 第一步，确定当只有第i 个刃形存在时发射机和接收机之
间的衰减
Ø 引起最大衰减的刃形定义为“主刃形”——其索引定义为
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5 绕射--费涅尔区
" 因此，直接视距路径和绕射路径的相位差是阻挡物高
度和位置的函数，也是发射机和接收机位置的函数。
" 第n个菲涅尔区同心圆半径rn: nλd1d 2
rn = d1 + d 2
d1 , d 2 >> rn

路径损耗模型在信号传输中的应用

路径损耗模型在信号传输中的应用在无线通信中，路径损耗是信号传输不可避免的问题之一。

路径损耗指的是信号在从发射端到接收端的传输过程中由于空气分子、建筑物等障碍物的干扰和吸收，信号在传输过程中逐渐减弱的现象。

路径损耗会导致信号质量下降，信噪比变低，进而影响通信效果，甚至导致通信中断。

因此，了解和熟练应用路径损耗模型是无线通信工程师不可或缺的技能之一。

路径损耗模型是一种计算和预测信号在传输过程中损耗大小的数学模型。

根据不同的传输环境和物理特性，路径损耗模型可以分为多种类型，如自由空间模型、多径传播模型、线损模型等。

其中最常用的是自由空间模型和多径传播模型。

自由空间模型是一种理想化的路径损耗模型，假设信号传输的环境是完全自由的空间，没有障碍物的阻挡和干扰。

在这种情况下，信号的传输损耗只与信号传输距离和频率有关。

自由空间模型的路径损耗计算公式为:$$L_{fs} = 20\log_{10}\frac{4\pi d}{\lambda}$$其中$L_{fs}$为路径损耗(dB)，$d$为信号传输距离，$\lambda$为信号波长。

自由空间模型适用于开阔的场地，如广场、田野等，但在实际的信号传输过程中很难完全符合这种理想化的模型。

多径传播模型是一种更加实际的路径损耗模型。

在多径传播模型中，信号在传输过程中会经过多个不同的传播路径，包括直射路径、反射路径和衍射路径等。

这些路径的长度、角度等都会影响信号的传输损耗。

多径传播模型一般分为统计模型和物理模型两种。

统计模型是根据大量的实测数据建立的模型，可以反映一定范围内的路径损耗特性。

最常用的统计模型是对数正态分布模型，它假设路径损耗服从对数正态分布，可以用下面的公式表示:$$P(L_{dB} < x) = \frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma^2}}\int_{-\infty}^{x} e^{\frac{-(\log_{10}(y)-\mu)^2}{2\sigma^2}}dy$$其中$L_{dB}$为路径损耗，$x$为损耗值，$\mu$和$\sigma$分别表示路径损耗的均值和标准差。

第04讲_大尺度路径损耗

1G：150MHz、450MHz、900MHz 2G：900MHz、1.8GHz 3G：2.0GHz和2.4GHz 3G ： 5.8GHz
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信道

定义：信号在通信系统中传输的通道，是信号从发射端传输到接收端所经过的传输媒质。狭义信道的分类：有线信道、无线信道和存储信道三类。
② 当d 4ht hr / ( )时，称为发射机与接收机间的
第一费涅尔距离(该距离为蜂窝网的一个重要参数)。
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绕射（衍射）对传播损耗的影响

绕射（衍射）的定义：发射机与接收机之间存在障碍（无法直线传输），电波传播到障碍物之后的现象。绕射（衍射）的原理（波动理论）：电波撞击障碍物的边缘，形成新的振源，次级波进入阴影区域。阴影区绕射波场强为所有次级波场强的矢量和。此时接收机得到的能量为所有次级波能量的总和。
接收场强和功率与距离的关系

若用发射天线增益为GT的方向性天线取代各向同性天线，则上述公式应改写为
30PT GT E0 (V / m) d 30PT GT H0 ( A / m) 120d PT GT S (W / m 2 ) 4d

接收天线电波功率

接收天线的有效面积PR = SAR，AR为接收天线的有效面积，它与接收天线增益GR满足下列关系 2

第n费涅尔区同心园的半径： n d1d 2 rn d1 d 2
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Fresnel Screens
绕射（衍射）对传播损耗的影响