第六章 移动通信技术
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移动通信技术
主讲 胡继志
1
2.3 电波传播特性的估算
2.3.2 市区传播损耗中值
基本衰耗中值： 基本衰耗中值：Am(f,d)
取决于传播距离d、 取决于传播距离 、 工作频率f 工作频率 Am(f,d)曲线以 曲线以 hb=200m，hm=3m ， 由空间传播损耗为 基准（ 基准（0dB） ）
2
2.3 电波传播特性的估算
Lb为实际路径衰耗中值； 为实际路径衰耗中值； L0为街心的路径衰耗中值； 为街心的路径衰耗中值； Lp为建筑物的穿透损耗
Lp随楼层增高而近似下降 随楼层增高而近似下降
23
2.3 电波传播特性的估算
树木和植被损耗
由树木、 由树木、植被对电波的吸收作用引起 植被衰耗取决于树木的高度、种类、形状、 植被衰耗取决于树木的高度、种类、形状、分布 密度、空气湿度、季节变化、工作频率、天线极 密度、空气湿度、季节变化、工作频率、 化、通过树林的路径长度等多方面的因素 大片森林对电波传播产生的附加衰耗 垂直极化波比水平极化波的衰耗要稍大些 在城市中对电波传播引起的衰耗与大片森林不同
21
2.3 电波传播特性的估算
街道走向修正因子K 街道走向修正因子 af/Kac
22
2.3 电波传播特性的估算
建筑物的穿透衰耗： 建筑物的穿透衰耗：Lp
各个频段的电波穿透建筑物的能力不同 不同材料、结构和楼房层数， 不同材料、结构和楼房层数，其吸收衰耗不同 室内传播衰耗：Lb=L0+Lp 室内传播衰耗：
11
2.3 电波传播特性的估算
孤立山岳的 修正因子K 修正因子 js
12
2.3 电波传播特性的估算
孤立山岳的修正因子K 孤立山岳的修正因子 js
若山岳高度H≠200m，则需乘上高度影响系数 ， 若山岳高度 α=0.07，即修正因子变为： α=0.07，即修正因子变为：αKjs
13
2.3 电波传播特性的估算
基站天线有效 高度增益因子 Hm(hm,f)
3
2.3 电波传播特性的估算
移动站天线有 效高度增益因 子Hb(hb,d)
4
2.3 电波传播特性的估算
市区传播损耗中值
L市区=Lbs+Am(f,d)-Hb(hb,d)-Hm(hm,f) Lbs：自由空间传播损耗 Hb(hb,d)、Hm(hm,f)：增益因子，计算衰减中 、 ：增益因子， 值时取负号
=32.45+20lg900+20lg20 =117.56dB 查图， 查图，得：Am(f,d)=33dB Hb(hb,d)=-11dB Hm(hm,f)=-2.5dB
18
2.3 电波传播特性的估算
例1：设基站天线有效高度为 ，移动台天线 ：设基站天线有效高度为60m，
高度为 1.5m，工作频率为 ，工作频率为900MHz，在准 ， 平滑市区，通信距离为 平滑市区，通信距离为20km时，其传播 时 路径上的衰减中值为多少？ 路径上的衰减中值为多少？ 根据已知条件， 解： 根据已知条件，KT=0，则传播衰耗中值为： ，则传播衰耗中值为： LA=LT=Lbs+Am(f,d)-Hb(hb,d)-Hm(hm,f) =117.56+33-(-11)-(-2.5) =164.06dB
16
2.3 电波传播特性的估算
2.3.5 任意地形地物信号中值的预测
给定发射功率， 给定发射功率，准平滑市区接收功率中值 PP=Po-Am(f,d)+Hb(hb,d)+Hm(hm,f) Po为自由空间传播条件下的接收信号功率 传播路径不是准平滑的市区， 传播路径不是准平滑的市区，根据地形地物修正 Ppe = PP+ KT KT=Kmr+Q0+Qr+Kh+Khf+Kjs+Ksp+Ks 注意：根据地形地物， 注意：根据地形地物，KT可能是一项或多项 任意地形地物时， 任意地形地物时，收发天线间的信号传播衰减中值 LA = LT+ KT LT=Lbs+Am(f,d)-Hb(hb,d)-Hm(hm,f)
20
2.3 电波传播特性的估算
2.3.6 其他因素的ห้องสมุดไป่ตู้响
街道走向的影响： 街道走向的影响：Kaf/Kac
当电波传播方向与街道走向平行
纵向路线修正因子： 纵向路线修正因子：Kaf 修正因子K 为正值， 修正因子 af为正值，表示场强中值高于基准场强中值
当电波传播方向与街道走向垂直
横向路线修正因子： 横向路线修正因子：Kac 修正因子K 为负值， 修正因子 ac为负值，表示场强中值低于基准场强中值
27
2.3.4 不规则地形修正因子
丘陵地的修正因子
丘陵地修正因子分为两项
以△h为参数而变化的丘陵 为参数而变化的丘陵 地修正因子K 地修正因子 h
9
2.3 电波传播特性的估算
2.3.4 不规则地形修正因子
丘陵地的修正因子
丘陵地修正因子分为两项
丘陵地微小修正因子K 丘陵地微小修正因子 hf 主要考虑在丘陵中， 主要考虑在丘陵中，谷底与山峰处的屏蔽作用不同 靠近山峰处， 取负值，靠近山谷处， 靠近山峰处，Khf取负值，靠近山谷处，Khf取正值
17
2.3 电波传播特性的估算
例1：设基站天线有效高度为 ，移动台天线高度为 ：设基站天线有效高度为60m，
1.5m，工作频率为900MHz，在准平滑市区，通 ，工作频率为 ，在准平滑市区， 信距离为20km时，其传播路径上的衰减中值为 时 信距离为 多少？ 多少？
解：自由空间传播衰耗 bs=32.45+20lgf+20lgd 自由空间传播衰耗L
2.3 电波传播特性的估算
2.3.4 不规则地形修正因子
丘陵地的修正因子
地形起伏高度△h：指自接收MS向发射的基站方向 地形起伏高度△ ：指自接收 向发射的基站方向 延伸10km的范围内，地形起伏 的范围内， 延伸 的范围内 的90%与10%处的高度差 与 处的高度差
8
2.3 电波传播特性的估算
因子K 斜坡地形的修正 因子 sp
在5～10km内倾斜的地形 ～ 内倾斜的地形 平均倾角
正斜坡，倾角为 正斜坡，倾角为+θm 负斜坡，倾角为 负斜坡，倾角为-θm
14
2.3 电波传播特性的估算
水陆混合路径 修正因子K 修正因子 S
15
2.3 电波传播特性的估算
水陆混合路径的修正因子K 水陆混合路径的修正因子 S
5
2.3 电波传播特性的估算
2.3.3 郊区、开阔地的 郊区、 传播损耗中值
郊区传播损耗中值 L郊区=Ls市区- Kmr 市区
郊区修正因子K 郊区修正因子 mr
6
2.3 电波传播特性的估算
开阔地传播损耗中值
L开阔地=Ls市区- Qo(或Qr) 市区 Qo为开阔地修正因子 Qr为准开阔地修正因子
7
电波在隧道中的衰耗还与工作频率有关
频率越高， 频率越高，衰耗越小 当隧道出现分支或转弯时，衰耗会急剧增加，弯曲度 当隧道出现分支或转弯时，衰耗会急剧增加， 越大， 越大，衰耗越严重
26
2.3 电波传播特性的估算
隧道中的传播衰耗
曲线A为 曲线 为160MHz时隧道内两半波偶极子天线间传输衰耗 时隧道内两半波偶极子天线间传输衰耗 曲线B为 曲线 为200 平衡波导线的衰耗
10
2.3 电波传播特性的估算
孤立山岳的修正因子K 孤立山岳的修正因子 js
电波传播路径上有刃形单独山岳时， 电波传播路径上有刃形单独山岳时，其背后的场 强计算应考虑其绕射衰减 绕射衰减修正因子K 在山岳高度H为 绕射衰减修正因子 js在山岳高度 为200m时， 时 以山岳到发射点的距离d 到接收点的距离d 以山岳到发射点的距离 1、到接收点的距离 2为 参数
19
2.3 电波传播特性的估算
中的地形改为郊区， 例2：若将例 中的地形改为郊区，正斜坡地形，且 ：若将例1中的地形改为郊区 正斜坡地形， θm=15mrad，其他条件不变，则传播衰耗中值 ，其他条件不变， 为多少？ 为多少？ 查图， 解：查图，得：Kmr=10dB，Ksp=3dB ， 根据地形，可得： 根据地形，可得：KT=Kmr+Ksp=13dB， ， 则，传播衰耗中值为： 传播衰耗中值为： LA=LT-KT=164.06-13 =151.06dB
以水面距离d 与全距离d的比值为地形参数 以水面距离 SR与全距离 的比值为地形参数 水面位于MS一方时混合路径修正因子如曲线 一方时混合路径修正因子如曲线 水面位于 A(实线 所示 实线)所示 实线 水面位于基站一方时混合路径的修正因子如曲线 B(虚线 所示 虚线)所示 虚线 当水面在传播路径中间时， 当水面在传播路径中间时，则取曲线的中间值
24
2.3 电波传播特性的估算
植被衰耗
25
2.3 电波传播特性的估算
隧道中的传播衰耗
由于隧道壁的吸收及电波干涉而产生 隧道中，中等功率通信设备间的通信距离， 隧道中，中等功率通信设备间的通信距离，在通 常情况下为200m左右，在理想条件下不超过 左右， 常情况下为 左右 300m
注意：当通信系统中的一方天线在隧道外时， 注意：当通信系统中的一方天线在隧道外时，通信距离 还要大大缩短
主讲 胡继志
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2.3 电波传播特性的估算
2.3.2 市区传播损耗中值
基本衰耗中值： 基本衰耗中值：Am(f,d)
取决于传播距离d、 取决于传播距离 、 工作频率f 工作频率 Am(f,d)曲线以 曲线以 hb=200m，hm=3m ， 由空间传播损耗为 基准（ 基准（0dB） ）
2
2.3 电波传播特性的估算
Lb为实际路径衰耗中值； 为实际路径衰耗中值； L0为街心的路径衰耗中值； 为街心的路径衰耗中值； Lp为建筑物的穿透损耗
Lp随楼层增高而近似下降 随楼层增高而近似下降
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2.3 电波传播特性的估算
树木和植被损耗
由树木、 由树木、植被对电波的吸收作用引起 植被衰耗取决于树木的高度、种类、形状、 植被衰耗取决于树木的高度、种类、形状、分布 密度、空气湿度、季节变化、工作频率、天线极 密度、空气湿度、季节变化、工作频率、 化、通过树林的路径长度等多方面的因素 大片森林对电波传播产生的附加衰耗 垂直极化波比水平极化波的衰耗要稍大些 在城市中对电波传播引起的衰耗与大片森林不同
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2.3 电波传播特性的估算
街道走向修正因子K 街道走向修正因子 af/Kac
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2.3 电波传播特性的估算
建筑物的穿透衰耗： 建筑物的穿透衰耗：Lp
各个频段的电波穿透建筑物的能力不同 不同材料、结构和楼房层数， 不同材料、结构和楼房层数，其吸收衰耗不同 室内传播衰耗：Lb=L0+Lp 室内传播衰耗：
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2.3 电波传播特性的估算
孤立山岳的 修正因子K 修正因子 js
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2.3 电波传播特性的估算
孤立山岳的修正因子K 孤立山岳的修正因子 js
若山岳高度H≠200m，则需乘上高度影响系数 ， 若山岳高度 α=0.07，即修正因子变为： α=0.07，即修正因子变为：αKjs
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2.3 电波传播特性的估算
基站天线有效 高度增益因子 Hm(hm,f)
3
2.3 电波传播特性的估算
移动站天线有 效高度增益因 子Hb(hb,d)
4
2.3 电波传播特性的估算
市区传播损耗中值
L市区=Lbs+Am(f,d)-Hb(hb,d)-Hm(hm,f) Lbs：自由空间传播损耗 Hb(hb,d)、Hm(hm,f)：增益因子，计算衰减中 、 ：增益因子， 值时取负号
=32.45+20lg900+20lg20 =117.56dB 查图， 查图，得：Am(f,d)=33dB Hb(hb,d)=-11dB Hm(hm,f)=-2.5dB
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2.3 电波传播特性的估算
例1：设基站天线有效高度为 ，移动台天线 ：设基站天线有效高度为60m，
高度为 1.5m，工作频率为 ，工作频率为900MHz，在准 ， 平滑市区，通信距离为 平滑市区，通信距离为20km时，其传播 时 路径上的衰减中值为多少？ 路径上的衰减中值为多少？ 根据已知条件， 解： 根据已知条件，KT=0，则传播衰耗中值为： ，则传播衰耗中值为： LA=LT=Lbs+Am(f,d)-Hb(hb,d)-Hm(hm,f) =117.56+33-(-11)-(-2.5) =164.06dB
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2.3 电波传播特性的估算
2.3.5 任意地形地物信号中值的预测
给定发射功率， 给定发射功率，准平滑市区接收功率中值 PP=Po-Am(f,d)+Hb(hb,d)+Hm(hm,f) Po为自由空间传播条件下的接收信号功率 传播路径不是准平滑的市区， 传播路径不是准平滑的市区，根据地形地物修正 Ppe = PP+ KT KT=Kmr+Q0+Qr+Kh+Khf+Kjs+Ksp+Ks 注意：根据地形地物， 注意：根据地形地物，KT可能是一项或多项 任意地形地物时， 任意地形地物时，收发天线间的信号传播衰减中值 LA = LT+ KT LT=Lbs+Am(f,d)-Hb(hb,d)-Hm(hm,f)
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2.3 电波传播特性的估算
2.3.6 其他因素的ห้องสมุดไป่ตู้响
街道走向的影响： 街道走向的影响：Kaf/Kac
当电波传播方向与街道走向平行
纵向路线修正因子： 纵向路线修正因子：Kaf 修正因子K 为正值， 修正因子 af为正值，表示场强中值高于基准场强中值
当电波传播方向与街道走向垂直
横向路线修正因子： 横向路线修正因子：Kac 修正因子K 为负值， 修正因子 ac为负值，表示场强中值低于基准场强中值
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2.3.4 不规则地形修正因子
丘陵地的修正因子
丘陵地修正因子分为两项
以△h为参数而变化的丘陵 为参数而变化的丘陵 地修正因子K 地修正因子 h
9
2.3 电波传播特性的估算
2.3.4 不规则地形修正因子
丘陵地的修正因子
丘陵地修正因子分为两项
丘陵地微小修正因子K 丘陵地微小修正因子 hf 主要考虑在丘陵中， 主要考虑在丘陵中，谷底与山峰处的屏蔽作用不同 靠近山峰处， 取负值，靠近山谷处， 靠近山峰处，Khf取负值，靠近山谷处，Khf取正值
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2.3 电波传播特性的估算
例1：设基站天线有效高度为 ，移动台天线高度为 ：设基站天线有效高度为60m，
1.5m，工作频率为900MHz，在准平滑市区，通 ，工作频率为 ，在准平滑市区， 信距离为20km时，其传播路径上的衰减中值为 时 信距离为 多少？ 多少？
解：自由空间传播衰耗 bs=32.45+20lgf+20lgd 自由空间传播衰耗L
2.3 电波传播特性的估算
2.3.4 不规则地形修正因子
丘陵地的修正因子
地形起伏高度△h：指自接收MS向发射的基站方向 地形起伏高度△ ：指自接收 向发射的基站方向 延伸10km的范围内，地形起伏 的范围内， 延伸 的范围内 的90%与10%处的高度差 与 处的高度差
8
2.3 电波传播特性的估算
因子K 斜坡地形的修正 因子 sp
在5～10km内倾斜的地形 ～ 内倾斜的地形 平均倾角
正斜坡，倾角为 正斜坡，倾角为+θm 负斜坡，倾角为 负斜坡，倾角为-θm
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2.3 电波传播特性的估算
水陆混合路径 修正因子K 修正因子 S
15
2.3 电波传播特性的估算
水陆混合路径的修正因子K 水陆混合路径的修正因子 S
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2.3 电波传播特性的估算
2.3.3 郊区、开阔地的 郊区、 传播损耗中值
郊区传播损耗中值 L郊区=Ls市区- Kmr 市区
郊区修正因子K 郊区修正因子 mr
6
2.3 电波传播特性的估算
开阔地传播损耗中值
L开阔地=Ls市区- Qo(或Qr) 市区 Qo为开阔地修正因子 Qr为准开阔地修正因子
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电波在隧道中的衰耗还与工作频率有关
频率越高， 频率越高，衰耗越小 当隧道出现分支或转弯时，衰耗会急剧增加，弯曲度 当隧道出现分支或转弯时，衰耗会急剧增加， 越大， 越大，衰耗越严重
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2.3 电波传播特性的估算
隧道中的传播衰耗
曲线A为 曲线 为160MHz时隧道内两半波偶极子天线间传输衰耗 时隧道内两半波偶极子天线间传输衰耗 曲线B为 曲线 为200 平衡波导线的衰耗
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2.3 电波传播特性的估算
孤立山岳的修正因子K 孤立山岳的修正因子 js
电波传播路径上有刃形单独山岳时， 电波传播路径上有刃形单独山岳时，其背后的场 强计算应考虑其绕射衰减 绕射衰减修正因子K 在山岳高度H为 绕射衰减修正因子 js在山岳高度 为200m时， 时 以山岳到发射点的距离d 到接收点的距离d 以山岳到发射点的距离 1、到接收点的距离 2为 参数
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2.3 电波传播特性的估算
中的地形改为郊区， 例2：若将例 中的地形改为郊区，正斜坡地形，且 ：若将例1中的地形改为郊区 正斜坡地形， θm=15mrad，其他条件不变，则传播衰耗中值 ，其他条件不变， 为多少？ 为多少？ 查图， 解：查图，得：Kmr=10dB，Ksp=3dB ， 根据地形，可得： 根据地形，可得：KT=Kmr+Ksp=13dB， ， 则，传播衰耗中值为： 传播衰耗中值为： LA=LT-KT=164.06-13 =151.06dB
以水面距离d 与全距离d的比值为地形参数 以水面距离 SR与全距离 的比值为地形参数 水面位于MS一方时混合路径修正因子如曲线 一方时混合路径修正因子如曲线 水面位于 A(实线 所示 实线)所示 实线 水面位于基站一方时混合路径的修正因子如曲线 B(虚线 所示 虚线)所示 虚线 当水面在传播路径中间时， 当水面在传播路径中间时，则取曲线的中间值
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2.3 电波传播特性的估算
植被衰耗
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2.3 电波传播特性的估算
隧道中的传播衰耗
由于隧道壁的吸收及电波干涉而产生 隧道中，中等功率通信设备间的通信距离， 隧道中，中等功率通信设备间的通信距离，在通 常情况下为200m左右，在理想条件下不超过 左右， 常情况下为 左右 300m
注意：当通信系统中的一方天线在隧道外时， 注意：当通信系统中的一方天线在隧道外时，通信距离 还要大大缩短