接收环境的复杂性。接收点地理环境的复杂多样，
一般可将接收点地理环境分为高楼林立的城市繁华区、 以一般性建筑为主的近郊区、以山区和湖泊等为主的农 村及远郊区。
通信用户的随机移动性。用户通信一般有3种状态：
准静态的室内用户通信、慢速步行用户通信、高速车载 用户通信。
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)
表示阴影衰落的影响，服从正态分布。
g 2(t) 表示小尺度衰落的影响，包括多径等。
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2.2 自由空间的电波传播
2.2.1 自由空间传输损耗 2.2.2 视距传播
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2.2.1 自由空间传输损耗
所谓自由空间，严格来说应指真空。通常把均匀无 损耗的无限大空间视为自由空间。该空间具有各向 同性、电导率为零、相对介电系数和相对磁导率均 恒为1的特点，这是一种理想情况。
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2.1 电波传播的特点
➢ 当移动台在极小范围内移动时，可能引起瞬时接 收场强的快速波动，即小尺度衰落，其原因是接 收信号由不同方向信号合成。
➢ 小尺度衰落也称为快衰落。由于小尺度衰落变化 速度较快，以至于大尺度路径损耗的影响可以忽 略不计。这种衰落是由于同一传播信号沿两个或 多个路径传播，以微小的时间差到达接收机的信 号相互干扰所引起的。
依不同的路径到达接收机，典型的传播通路如图。 ➢ 直射波：沿路径d从发射天线直接到达接收天线 ➢ 反射波：沿路径d1经过地面反射到达接收机天线 ➢ 散射波：沿路径d2经建筑物散射到达接收机天线
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2.2.1 自由空间传输损耗
虽然电波在自由空间里传播不受阻挡， 不产生反射、 折射、绕射、散射和吸收， 但是，当电波经过一段 路径传播之后， 能量仍会受到衰减，这是由辐射能 量的扩散而引起的。 由电磁场理论可知，若各向同 性天线(亦称全向天线或无方向性天线)的辐射功率 为PT瓦，则距辐射源dm处的电场强度有效值E0为
约1 m
Path loss 路径传输损耗
基站 Base station
约100 m
距离 Distance
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2.1 电波传播的特点
传播特征
传播的开放性。无线信道都是基于电磁波在空间的
传播来实现开放式信息传输的。它不同于固定的有线通 信，是基于全封闭式的传输线来实现信息传输的。
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2.1 电波传播的特点
无线信道的衰落特性可以用下式描述
h(t)
(const
d
α
δ(t)
10 10
)
g
2(t)
(2 - 1)
h(t)表示信道的衰落因子，指接收功率与发射 功率之比。
d-α表示路径传输损耗的影响，同传输距离成
反比，一般取2~5之间。
(t
10 10

2.1 电波传播的特点
三种损耗
➢ 路径损耗：即电波在空间中传播产生的损耗。它反映
出电波在宏观范围内的空间距离上接收信号电平平均值 的变化趋势。
➢ 慢衰落损耗：主要是指电波在传播路径上受到建筑物
等阻挡所产生阴影效应时的损耗。它反映出电波在中等 范围内的接收信号点评平均值起伏变化趋势。
➢ 快衰落损耗：它是反映微观小范围接收电平平均值的
起伏变化趋势。其电平幅度分布一般遵从瑞利分布、莱 斯分布和纳卡伽米分布，变化速度比慢衰落快，因此称 为快衰落。快衰落还可分为：空间选择性衰落、频率选 择性衰落和时间选择性衰落。
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2.1 电波传播的特点
四种效应
➢ 阴影效应：由于大型建筑物和其他物体遮挡， 在电波传播的接收区域产生传播半盲区。
➢ 远近效应：由于接收用户的随机移动性，移动 用户与基站之间的距离也在随机的变化，若各 种移动用户发射信号的功率一样，那么到达基 站时信号的强弱将不同，离基站近的信号强， 反之则弱。
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2.1 电波传播的特点
➢ 多径效应：由于接收者所处地理环境复杂性， 使得接收到的信号不仅有直射波的主径信号， 还有从不同建筑物反射及绕射过来的多条不同 路径信号，而且它们到达时的信号强度、到达 时间及到达时的载波相位都不一样。所接收到 的信号实际上是各路径信号的矢量和。多径效 应是移动信道中较主要干扰。
E0
30 PT d
(V / m)
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2.2.1 自由空间传输损耗
磁场强度有效值H0为
H0
30 PT
120d
(A/ m)
单位面积上的电波功率密度S为
➢ 多普勒效应：它是由于接收用户处于高速移动 中，比如车载通信时传播频率的扩散而引起的， 其扩散程度与用户运动速度成正比。这一现象 只在高速车载通信时出现。
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2.1 电波传播的特点
大尺度衰落与小尺度衰落
➢ 对无线电波传播模型的研究，传统上集中于距发 射机一定距离处平均接收信号场强的预测，以及 特定位置附近信号场强的变化。
现实的电波传播媒质是有损耗的且是不均匀的，因 而电波传播的过程中除有衰减外，还会出现折射、 反射、散射和绕射现象。为了能提供一个比较各种 传播情况的标准，并简化场强和传输损耗的计算方 法，才引入了自由空间电波传播这一概念。
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2.2.1 自由空间传输损耗
电波传播方式：发射机天线发出的无线电波，可
第2章 电波传播及信道模型
2.1 电波传播的特点 2.2 自由空间的电波传播 2.3 地面电磁波传输机制 2.4 地面电磁波的射线跟踪建模 2.5 路径传输损耗 2.6 阴影衰落 2.7 多径衰落 2.8 移动信道统计模型
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2.1 电波传播的特点
Multipath fading 多径衰落 Shadowing 阴影衰落
➢ 对于预测平均信号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与接收机 之间长距离（T-R）长距离（几百米或是几千米） 上的信号场强变化，所以称为大尺度传播模型；
➢ 描述无线电信号在短距离或短时间传播后其幅度、 相位或多径时延快速变化的称为小尺度衰落传播 模型。
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