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电波的传播特性

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室内环境的传播
电波在建筑物内传播的类型
由室外向建筑物内的穿透传播 电波只在建筑物内传播
室内无线环境特点
覆盖范围小 传播距离短 传播时延要小的多 室内环境中用户多处于静止和慢速移动状态,可忽略
多普勒频移 室内环境变化更复杂,电波传播受建筑类型、室内布
局、建筑材料影响较大 即使在同一个建筑物内的不同位置,其传播环境也不 尽相同,甚至差别很大
ห้องสมุดไป่ตู้20
4. cost231模型
欧洲建议
广泛用于建筑物高度近似一致的城区和郊区 环境
应用分两种情况:
高基站天线----非视距NLOS 低基站天线----视距LOS
射、散射和吸收现象 只存在电磁波能量扩散而引起的传播损耗
实际传播环境中电波的传播方式
直射、反射、绕射、散射
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超短波传播特性
无线电波的波长不同,传播特点也不完全相同 主要传播特性
视距传播 多径传播 绕射能力弱
电波传播中的三种损耗
路径传播损耗 慢衰落损耗 快衰落损耗
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无线电波的极化 概念: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 电波的极化方向:无线电波的电场方向 极化波必须用对应的极化特性的天线接收 否则在接收过程中会产生极化损失
极化的类型
线极化
水平极化、垂直极化 +45°倾斜极化、- 45°倾斜极化
椭圆极化 圆极化
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2.2 电波传播中的衰落
电波传播的衰落特性 场强估算模型
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2.2.1 电波传播的衰落特性
衰落的概念
由于实际传播环境中复杂的地形地物对传播信号的 阻挡,及反射、绕射和散射引起的无线信号的多径 传播都会对电磁波的传播产生影响,导致接收信号 的随机变化
衰落的类型
阴影衰落(阴影效应、气象条件变化) 场强中值的缓慢变化(慢衰落)
当p(t)=50%时, E0为场强中值
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衰落深度:
衡量衰落的严重程度 接收电平与场强中值电平之差表示
以场强中值电平为参考,表明信号起伏偏离其中 值电平的程度
衰落深度=20Lg(Ei/Eo) 若为电平值,则衰落深度= Ei-Eo
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衰落速率N
衡量场强变化的快慢,即频繁程度 单半位时间内场强包络与给定电平值ER相交次数的一 衰落率与工作频率、移动台行进速度和方向等因素
第2章 电波的传播特性
内容
电波传播中的衰落 OM模型概念及场强衰耗中值的预测 任意地形、地物衰耗场强中值和信号中值的
预测 电波传播电路的计算、覆盖设计
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第2章 电波的传播特性
重点
OM模型及任意地形、地物情况下电波传播衰耗中值的预测 系统均衡
难点
电波传播衰耗特性的统计数字特征量 任意地形、地物情况下电波传播衰耗中值的预测
有关 平均衰落率:
其中v(km/h)、f(MHz)
系统设计时,音频通带或信令数据通带的低端 应高于衰落率
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衰落持续时间
场强低于某一给定电平值的持续时间 表示信息传输的受影响程度
或信令误码的长度
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2.2.2 场强估算模型
电波传播受地形地物的影响 即电波传播特性与实际空间环境相关
目的和要求
了解衰落对信号传输的影响 理解表征电波传播衰耗特性的统计数字特征量 掌握自由空间传输衰耗、OM模型及电波传播衰耗中值的计算
方法
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2.1 无线电波
2.1.1 无线电波的概念
无线电波是一种能量的传输形式
电场和磁场在空间交替变换,向前行进 传播过程中,电场和磁场在空间是相互垂直的,
单位:d (英里) ;f(MHz) ; hT 、 hR(英尺)
其他地形给出修正因子
适用范围:
频率:25MHz ~470MHz 传播距离: 60km 以内
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3. BM(Bullingron)
理论模型
以自由空间、平面大地和球面地形传播理论为基础, 以诺模图形式给出。
适用范围:
频率:30MHz ~3000MHz 传播距离:1 ~ 几百公里
同时这两者又都垂直于传播方向
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无线电波的传播速度
传播速度和传播媒质有关
真空中的传播速度等于光速(C=3×108m/s ) 空气中的传播速度略小于光速
通常认为它等于光速
无线电波的波长、频率和传播速度的关系: λ=V/f
V为速度(m/s);f为频率(Hz);λ为波长(m) 不同介质中传播速度不同、波长不同
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双极化天线
两个天线为一个整体,有两个独立的波,这两个 波的极化方向相互垂直
类型
V/H(垂直/水平)极化 倾斜(+45°/-45 °)极化
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2.1.2 电波的传播方式
电波的传播方式
在分析电波传播特性时总是以自由空间的传播环境 为参考进行
自由空间
一种理想的、均匀的、各向同性的介质空间 当电磁波在自由空间中传播时直线传播,不发生反射、折
频率:100MHz~1500MHz BTS天线高度:30 m ~200m MS天线高度:1 m~10m 传播距离: 1km ~20km
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2. Egli模型
美国陆上移动通信、VHF、UHF信号预测方法, 对丘陵地形预测较准
在传播地形起伏高度为20m的基本条件下,基本 传播衰减公式: L(dB)=177+20lgd+20lgf-20lghThR
预测时在自由空间基础上考虑具体环境影响 OM模型 Egli模型 BM模型 Cost231模型
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1.OM模型(Okumura-M.Hata奥村哈达)
以日本东京城市场强中值实测结果得到的经验曲 线构成的模型。
模型:城市视为准平滑地形,给出经验曲线
其他地形地物情况则给出修正值
适用范围:
多径衰落(多径效应) 瞬时值有快速、大幅度的变化(快衰落)
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表征衰落的统计数字特征
场强中值E0
概念:场强值超过设定场强值的概率为50%时,该 设定值为场强中值
若场强中值等于接收机最低门限值,则可通信率为 50%。 (只有50%的时间可正常通信)
场强中值不能反映衰落的严重程度 例:统计时间为T,超过E0的时间为t1、t2、t3 则:超过E0的概率为 p(t)=( t1+t2 + t3)/T×100%
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