第6章-传播模型及其校正
合集下载
- 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)。
L 46.3 33.9 log10 fc 13.82 log10 hte hre 44.9 6.55log10 hte log10 d Ccell Cterrain CM (dB)
地形起伏、建筑物及其他障碍物对电波遮 蔽所引起的衰落，也称其为慢衰落，其衰 落特性符合对数正态分布；
R(d )为多径衰落，是由移动传播环境
中多径传播引起的衰落，也称其为快衰落， 其衰落特性符合瑞利分布。
6.2.2 自由空间的传播
自由空间是指一种充满均匀、各向同 性的理想介质的无限大空间。
根据自由空间等式，若发射点处以球 面波辐射，则接收处的功率为
6.2.4 大尺度衰落
大尺度传播描述了长距离（几百米甚 至更长）内接收信号的强度的缓慢变化， 也称之为慢衰落，往往发生在电磁波经过 长距离传播或遇到大型物体（比电磁波的 波长大几百倍以上或者更多）后所产生的 平均衰落情况。
产生的主要原因是无线电波在空间的 传播损耗，以及服从正态对数分布的阴影 效应。
当接收信号中LOS信号占有的比例很 少时（实际传播环境的情况大抵如此）， 多径信号总和的包络（即振幅）的概率密 度分布符合瑞利或者莱斯分布概率密度函 数，因此小尺度衰落又被称之为瑞利衰落。
1．多径衰落
图6-1 多径衰落
2．多普勒频移
2πl 2πvt cos
fd
1 2π
t
v cos
图6-2 多普勒频移
Pr
PtGtGr 2
4π2 d 2L
天线增益Gt、Gr的表达式分别为
Gt
4πAet
2
Gr
4πAer
2
波长 的表达式为
c
f
在工程中经常采用各方向具有相同单 位增益的理想全向天线作为参考天线。因 此，定义有效全向发射功率EIRP为
EIRP PtGt
6.2.3 三种基本传播方式
1．反射 2．绕射 3．散射
6.2.6 无线信道分类
图6-3 无线信道衰落类型分类
图6-4 小尺度衰落信道分类
6.3 电波传播预测模型
传播模型就是对无线传输信道的一种 模拟和仿真，在网络规划软件中，用来预 测接收信号的场强，其主要研究对象是传 播路径上障碍物阴影效应带来的慢衰落影 响。
目前，在传播模型研究方面主要有以 下两种方法。
学习本章目的和要求 了解无线传播环境特性 掌握各种衰落特性及其衡量参数 熟悉各种经验模型 了解传播模型校正原理 熟悉传播模型校正流程
6.1 引 言
无线信道的电波传播特性与其传播环 境密切相关。
对传播模型的研究，主要集中在给定 范围内平均接收场强的预测，以及特定位 置附近场强的变化这两个方面上。
人们把无线信号的衰减分为传播损耗、 阴影衰落和多径衰落三类，这三类衰减与 接收信号功率的关系如式（6-1）所示
P(d ) d nS(d )R(d )
式中，P(d ) 为接收信号功率，它是基站和 移动台之间距离的函数；
d 为矢量，表示距离的方向性；
d n 为空间传播损耗，n一般为3～4；
S(d ) 为阴影衰落，是由传播环境中的
本章将简要地介绍移动通信的无线信
道环境、电波传播特性及方式，描述传播 模型的基本理论及其在网络规划中的重要 作用，并详细介绍了传播模型校正的必要 性、校正原理、过程和误差分析。
6.2 无线传播特性和传播方式
6.2.1 无线传播特性
移动信道是一种时变信道，无线电信 号通过移动信道时会受到来自不同途径的 衰减损害。
如果发送信号的码元周期大于信道的
相干时间，即信号带宽小于最大多普勒频 移，信道冲激响应在码元周期内变化很快， 即信道变化的速度大于信号传输的速度， 从而导致信号在一个传输周期内对应的信 道特性发生变化，在接收端解调时产生失 真，称此信道为快衰落信道；
反之，如果发送信号的码元周期小于
信道的相干时间，也即信号带宽大于最大 多普勒频移，信道冲激相应的变化比要传 送的信号码元周期低得多，即信道的变化 速度小于信号传输的速度，信道参数在一 个或多个信号码元周期内是相对稳定不变 的，称此信道为慢衰落信道。
L50 LF Amu ( f ,d) G(hte ) G(hre ) GAREA
(dB)
Okumura-Hata模型路径损耗计算的 经验公式为
L50 69.55 26.16 log10 fc 13.82 log10 hte hre 44.9 6.55log10 hte log10 d Ccell 来自百度文库Cterrain (dB)
在理想的自由空间传播环境下，电磁 波的衰落仅与传播的距离和频率有关。
大尺度衰落可以由天线分集和功率控 制得到补偿。
6.2.5 小尺度衰落
无线电波在空间传播中除了要经历大
尺度衰落以外，还存在着小尺度衰落，其 现象表现为在短距离（几个或几十个波长） 或短时间（秒级）内接收信号强度快速的 波动（衰落幅度一般在10dB～30dB之间）。 这一波动是由于两种独立而又相关的效应 造成的，即多径衰落与多普勒频移。
2．COST 231-Hata模型
COST 231-Hata模型是EURO-COST 组成的COST工作委员会开发的Hata模型 的扩展版本，应用频率扩展到1 500MHz～ 2 000MHz，而其他适用条件与OkumuraHata模型相同。通常视其为Hata模型在2G 频段上的有效扩展。
COST 231-Hata模型路径损耗计算的 经验公式为
第6章 传播模型及其校正
无线传播特性和传播方式
6.1
引言
6.2 无线传播特性和传播方式
6.3
电波传播预测模型
6.4
传播模型校正
6.5
小结
本章内容 无线传播特性和传播方式 电波传播预测模型 传播模型校正
本章重点
无线传播特性、大尺度衰落与小尺 度衰落
各种经验模型及其应用范围 传播模型校正流程与原理
（1）直接应用电磁理论计算出确定 性模型，比较有代表性的是射线追踪 法。
（2）基于大量测量数据的统计模型， 又称为经验模型。
6.3.1 室外传播模型
1．Okumura-Hata模型
日本科学家奥村通过对城市进行大量 无线电波传播损耗的测量，利用得到的一 系列经验曲线，基于这些测试数据，得出 Okumura模型的表达式为
地形起伏、建筑物及其他障碍物对电波遮 蔽所引起的衰落，也称其为慢衰落，其衰 落特性符合对数正态分布；
R(d )为多径衰落，是由移动传播环境
中多径传播引起的衰落，也称其为快衰落， 其衰落特性符合瑞利分布。
6.2.2 自由空间的传播
自由空间是指一种充满均匀、各向同 性的理想介质的无限大空间。
根据自由空间等式，若发射点处以球 面波辐射，则接收处的功率为
6.2.4 大尺度衰落
大尺度传播描述了长距离（几百米甚 至更长）内接收信号的强度的缓慢变化， 也称之为慢衰落，往往发生在电磁波经过 长距离传播或遇到大型物体（比电磁波的 波长大几百倍以上或者更多）后所产生的 平均衰落情况。
产生的主要原因是无线电波在空间的 传播损耗，以及服从正态对数分布的阴影 效应。
当接收信号中LOS信号占有的比例很 少时（实际传播环境的情况大抵如此）， 多径信号总和的包络（即振幅）的概率密 度分布符合瑞利或者莱斯分布概率密度函 数，因此小尺度衰落又被称之为瑞利衰落。
1．多径衰落
图6-1 多径衰落
2．多普勒频移
2πl 2πvt cos
fd
1 2π
t
v cos
图6-2 多普勒频移
Pr
PtGtGr 2
4π2 d 2L
天线增益Gt、Gr的表达式分别为
Gt
4πAet
2
Gr
4πAer
2
波长 的表达式为
c
f
在工程中经常采用各方向具有相同单 位增益的理想全向天线作为参考天线。因 此，定义有效全向发射功率EIRP为
EIRP PtGt
6.2.3 三种基本传播方式
1．反射 2．绕射 3．散射
6.2.6 无线信道分类
图6-3 无线信道衰落类型分类
图6-4 小尺度衰落信道分类
6.3 电波传播预测模型
传播模型就是对无线传输信道的一种 模拟和仿真，在网络规划软件中，用来预 测接收信号的场强，其主要研究对象是传 播路径上障碍物阴影效应带来的慢衰落影 响。
目前，在传播模型研究方面主要有以 下两种方法。
学习本章目的和要求 了解无线传播环境特性 掌握各种衰落特性及其衡量参数 熟悉各种经验模型 了解传播模型校正原理 熟悉传播模型校正流程
6.1 引 言
无线信道的电波传播特性与其传播环 境密切相关。
对传播模型的研究，主要集中在给定 范围内平均接收场强的预测，以及特定位 置附近场强的变化这两个方面上。
人们把无线信号的衰减分为传播损耗、 阴影衰落和多径衰落三类，这三类衰减与 接收信号功率的关系如式（6-1）所示
P(d ) d nS(d )R(d )
式中，P(d ) 为接收信号功率，它是基站和 移动台之间距离的函数；
d 为矢量，表示距离的方向性；
d n 为空间传播损耗，n一般为3～4；
S(d ) 为阴影衰落，是由传播环境中的
本章将简要地介绍移动通信的无线信
道环境、电波传播特性及方式，描述传播 模型的基本理论及其在网络规划中的重要 作用，并详细介绍了传播模型校正的必要 性、校正原理、过程和误差分析。
6.2 无线传播特性和传播方式
6.2.1 无线传播特性
移动信道是一种时变信道，无线电信 号通过移动信道时会受到来自不同途径的 衰减损害。
如果发送信号的码元周期大于信道的
相干时间，即信号带宽小于最大多普勒频 移，信道冲激响应在码元周期内变化很快， 即信道变化的速度大于信号传输的速度， 从而导致信号在一个传输周期内对应的信 道特性发生变化，在接收端解调时产生失 真，称此信道为快衰落信道；
反之，如果发送信号的码元周期小于
信道的相干时间，也即信号带宽大于最大 多普勒频移，信道冲激相应的变化比要传 送的信号码元周期低得多，即信道的变化 速度小于信号传输的速度，信道参数在一 个或多个信号码元周期内是相对稳定不变 的，称此信道为慢衰落信道。
L50 LF Amu ( f ,d) G(hte ) G(hre ) GAREA
(dB)
Okumura-Hata模型路径损耗计算的 经验公式为
L50 69.55 26.16 log10 fc 13.82 log10 hte hre 44.9 6.55log10 hte log10 d Ccell 来自百度文库Cterrain (dB)
在理想的自由空间传播环境下，电磁 波的衰落仅与传播的距离和频率有关。
大尺度衰落可以由天线分集和功率控 制得到补偿。
6.2.5 小尺度衰落
无线电波在空间传播中除了要经历大
尺度衰落以外，还存在着小尺度衰落，其 现象表现为在短距离（几个或几十个波长） 或短时间（秒级）内接收信号强度快速的 波动（衰落幅度一般在10dB～30dB之间）。 这一波动是由于两种独立而又相关的效应 造成的，即多径衰落与多普勒频移。
2．COST 231-Hata模型
COST 231-Hata模型是EURO-COST 组成的COST工作委员会开发的Hata模型 的扩展版本，应用频率扩展到1 500MHz～ 2 000MHz，而其他适用条件与OkumuraHata模型相同。通常视其为Hata模型在2G 频段上的有效扩展。
COST 231-Hata模型路径损耗计算的 经验公式为
第6章 传播模型及其校正
无线传播特性和传播方式
6.1
引言
6.2 无线传播特性和传播方式
6.3
电波传播预测模型
6.4
传播模型校正
6.5
小结
本章内容 无线传播特性和传播方式 电波传播预测模型 传播模型校正
本章重点
无线传播特性、大尺度衰落与小尺 度衰落
各种经验模型及其应用范围 传播模型校正流程与原理
（1）直接应用电磁理论计算出确定 性模型，比较有代表性的是射线追踪 法。
（2）基于大量测量数据的统计模型， 又称为经验模型。
6.3.1 室外传播模型
1．Okumura-Hata模型
日本科学家奥村通过对城市进行大量 无线电波传播损耗的测量，利用得到的一 系列经验曲线，基于这些测试数据，得出 Okumura模型的表达式为