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 通信传播论文
浅谈移动通信无线传播
作者:未知 如您是作者,请告知我们
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 摘要:本文简要叙述了移动通信网络中无线传播的方式和空间传播损耗,进而对传播模型做初步的探讨 
  关键词:无线传播;传播模型;自由空间;传播损耗 
  中图分类号:TN711 文献标识码:A文章编号:1007-9599 (2010) 07-0000-01 
  Discussing on Mobile Wireless Communication 
  Yuan Haijing1,Peng Liye 
  (1.Shijiazhuang Branch of China Tietong,Shijiazhuang050000,China) 
  Abstract:This paper briefly describes the wireless mobile communication network and spatial spread of propagation loss,and then do a preliminary study of propagation model. 
  Keywords:Wireless communication;Propagation model;Free space; Propagation loss 
  一、概述 
  在规划和建设一个移动通信网时,从频段的确定、频率分配、无线电波的覆盖范围、计算通信概率及系统间的电磁干扰,直到最终确定无线设备的参数,都必须依靠对电波传播特性的研究和据此进行的场强预测,是进行系统工程设计与研究频谱有效利用、电磁兼容性等课题所必须了解和掌握的基本理论。 
  二、无线电波的传播 
  (一)传播方式 
  1.直达波或自由空间波;2.地波或表面波;3.对流层反射波;4.电离层波蜂窝系统的无线传播利用了第二种地波或表面波传播方式。 
  (二)传播途径 
  传播途径有反射、绕射和散射。 
  三、自由空间传播损耗 
  虽然在自由空间传播的电磁波不产生反射、折射、吸收和散射等现象,总能量没有被损耗掉,但是,电波的能量还是会由于向周围空间扩散而衰耗,这种电波扩散衰耗就称为自由空间传播损耗。 
  中心点O发射功率Pt,球半径d,球表面积4πd2。球面上单位的功率P=Pt/(4πd2) 
  发射天线来说,天线增益Gt。则与发射源相距d处的单位面积所接收的功率为 
  P’=Gt×Pt/(4πd2 ) 
  接收天线增益Gr 
  根据天线理论,接收天线的有效接收面积S=λ2/(4π),那么接收机输入功率 
  Pr=Gt×Pt/(4πd2)×λ2/(4π)×Gr 
  假设Gt=Gr=1,则自由空间传播损耗L=Pt/Pr=(4πd/λ)2 
  另外λ=c/f c=3×108 m/s1MHz=106Hz 1km=103m 
  则:Lb=lgL=32.4+20lgf(MHz)+20lgd(km) 
  由此得出:自由空间的传播损耗仅与传播距离、功率和频率有关。 
  四、无线传播模型 
  (一)无线传播模型 
  自由空间是理想的情况,现实中理想情况很难存在。实际的传播环境主要有: 
  1.自然地形;2.人工建筑的数量、高度、分布和材料特性; 
  3.该地区的植被特征;4.天气状况;5.自然和人为的电磁噪声状况。 
  以上这些会对无线传播造成很大的影响,因此自由空间传播损耗就不准确了。 
  无线传播模型:预期无线电波传播路径上的路径损耗的。 
  (二)常用的传播预测模型 
  一个有效的传播 模型应该能很好地预测出传播损耗,该损耗是距离、工作频率和环境参数的函数。 
  1.Okumura— Hata模型 
  Okumura-Hata模型是Hata在Okumura大量测试数据的基础上用公式拟合得到的。 
  这个模型时作了下列三点假设以求简化: 
  (1)作为两个全向天线之间的传播损耗处理 
  (2)作为准平滑地形而不是不规则地形处理 
  (3)以城市市区的传播损耗公式作为标准,其他地区采用校正公式进行修正 
  适用条件如下: 
  (1)f为150~1500MHz;(2)基站天线有效高度 为30~200米; 
  (3)移动台天线高度 为1~10米;(4)通信距离为1~35km 
  传播损耗公式如下: 
   公式说明: 
  d的单位为km,基站天线和移动台天线之间的水平距离; 
  f的单位为MHz,工作频率;Lb城为城市市区的基本传播损耗中值; 
  hb、hm——基站、移动台天线有效高度,单位为米; 
   有效天线修正因子; 小区类型校正因子 
   地形校正因子,地形校正因子反映一些重要的地形环境因素对路径损耗的影响 
  基站天线有效高度计算:设基站天线离地面的高度为 ,基站地面的海拔高度为 ,移动台天线离地面的高度为 ,移动台所在位置的地面海拔高度为 ,则基站天线的有效高度hb= + - ,移动台天线的有效高度为 。 
  2.COST231 Hata模型 
  COST-231-Hata模型也是以Okumura等人的测试结果为依据。 
  适用条件: 
  (1)f为1500~2000MHz;(2)基站天线有效高度 为30~200米; 
  (3)移动台天线高度 为1~10米;(4)通信距离为1~35km 
  传播损耗公式如下: 
   公式说明:Cm大城市中心校正因子 
  不管是用哪一种模式来预测无线覆盖范围,只是基于理论和测试结果统计的近似计算。由于实际地理环境千差万别,很难用一种数学模型来精确地描述。通过数学模型预测与实际信号场强值总是存在差别。 
  3.传播模型校正 
  为了获得符合本地区实际环境的无线传播模型,提高覆盖预测的准确性,为网络规划打好基础,就要进行传播模型的校正。 
  CW测试即连续波测试,是经过模型校正的必经步骤,通过CW测试和数字地图可以获得进行模型校正的数据。这些测试数据中的经纬度信息和接收电平形成模型校正的数据源。 
  CW测试的方法分三个步骤: 
  (1)选择测试站址。根据经验,大城市应选5个或更多,小城市一般选一个站址。测试站址的标准: 
  (2)测试准备。工具准备:数字地图、测试接收机、GPS、测距仪、角度仪、测试软件、笔记本电脑和汽车等。 
  (3)进行测试。驱车测试,尽量不要选择高速公路以及很宽阔平直的街道,应选择较窄的街道。在获得了实地测量的信号传播损耗数据之后,需要对采集的数据进行处理,来对传播模型进行矫正。矫正之前需要将测量数据点中离发射机太近和太远的数据点都删除掉,然后再利用这些数据对传播模型的各参数进行线性回归拟合。 
  五、小结 
  在无线网络规划与优化中,无线信号的传播特性占有很重要的地位,在传播模型的建立、链路预算中都要用到大量无线传播特性的知识,而且还对于计算覆盖不同小区的场强提供必要的工具。 
  参考文献: 
  [1]王莹,刘宝玲.WCDMA无线网络规划与优化[M].北京:人民邮电出版社,2007,1 
  [2]魏红.移动通信技术[M].北京:人民邮电出版社,2005,1 
  [3]李斯伟,贾璐,杨艳.移动通信技术[M].北京:清华大学出版社,2008,3 

 

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