天線和電波傳播

第8章天線與電波傳播?內(nèi)容W天線的基本特性、基站天線的類型、天線的下傾、智能天線及天線的輻射功率\w表征電波傳播衰耗特性的數(shù)字特征、0M模型概念w任意地形、地物衰耗場強屮值和信號中值的預測w屯波傳播電路的計算、覆蓋設計]第8章天線與電波傳播?重點自由空tw浦賴c^OM模型及任意地形、地物情況卜電波傳播袋耗中值的刪VHw系統(tǒng)均衡?難點OJ天線的基本特性M電波傳播衰耗特性的數(shù)字特征任意地形、地物情況下電波傳播衰耗中值的預測2第8章天線與電波傳播*目的和要求了解天線的基本特性、類型w掌握自山空間傳輸衰耗、OM模型及電波傳播袞耗中值的計算旅w了解電波傳播電路計算!38.1天線基本概念?天線基本特性03天線的方向性\.＞指天線向一定方向輻射電磁波的能力\^^/對接收天線表示天線對來S不同方句的電波的接收能＞方向圖/天線方向的選擇性常用方向圖來表示w/輻射方向圖：以天線為球心的等半徑球面上，相對場強隨坐標變變化的圖形1/工程設計中一般使用二維方向圖/無線網(wǎng)絡優(yōu)化中需使用三維方向圖48.1天線基本概念＞二維方向圖ui卷a友肉閹(b＞衣手方內(nèi)m十拽*(8.1天線基本概念＞二維方向圖8.1天線基本概念＞波束寬度/方向圖中通常都有兩個瓣或多個?:?其中最大的瓣稱為主瓣，其余的瓣稱力副瓣/波束寬度：主瓣醉功率點間的夾ft/又稱斛功率（角）波束寬度、3dB波束寬/主瓣波束寬度越窄，方向性越好，抗干擾能力越強/經(jīng)?？紤]3dB、WdB波束寬度8.1天線基本概念波束寬度示意圖\MR波束寬度Wli點IMB波農(nóng)寬度-HXIH.'ilOdB點⑷方E水方向田雌MB點(N精仰商印收爽面方叫!?1I:旁街抑制后問功本前向功率8.1天線基本概念＞前后比/天線方向圍中，前后瓣最大電平之比稱為前后比/前后比值越大，天線定向接收性能就越好?基木節(jié)波振子天線的前后比為，對來a振f的相同信號電波具有相同的接收能力1/以dB表示的前后比=101og前向功率/反向功率?:?典型值為25dB左右，冇一個盡可能小的反向功率8.1天線基本概念M天線的增益＞天線功率增益表示在某特定方向上能量集中能力。天線增益指在相同輸入功率下，天線在最火輻射方向上某點產(chǎn)生的輻射功率密度和將其用參考大線替代后在同一點產(chǎn)生的輻射功率密度之比/參考天線為全方向性天線（在所有方向上輻射功J密度都均勻相同）：增益用dBi表示_/參考天線為半波振子天線:增益用dBd表示W(wǎng)/同一個天線用dBd和dBi分別表示時的轉換關系為：10dBd=2.14dBi108.1天線基本概念、天線增益6?=-個申—對稱振f具冇而包圈形的方問I対福射一個各時向件的軺射器在所冇方向II冇相M的榀射吋稱振了的增益為2I4JB8.1天線基本概念m天線的極化。平面波按極化可分為線極化波、圓極化波（或橢sal極化波）,極化是指在垂直子傳播方向的波陣面上，胃電場強度矢量端點隨時間變化的軌跡/如軌跡為直線，該平耐就是線極化波?線極化波可分為垂直線極化波和水平線極化還有±45°傾斜的極化波■如軌跡為圓或橢圓，就是圓極化波或橢圓極化波1128.1天線基本概念。天線的極化方向：天線輻射的電磁場的電場方向基站天線一般采用的都是垂直放a的線極化天線/為改拜接收性能和減少堪站天線數(shù)，堪站天線開始用14IPRV/H（垂EC/水平）聞斜＜+/45度＞雙極化尺線，既能收發(fā)水屮:極化波，又能收發(fā)垂_化波\8.1天線基本概念03天線的帶寬＞用來描述天線處于良好的工作狀態(tài)下的頻率范圍，工作帶寬可根據(jù)天線的方向圖特性、輸入阻抗或電壓駐波比的要求確定。通常帶寬定義為：天線增益下降3dB時的@帶寬度，或在規(guī)定的駐波比下天線的工作頻帶寬度，在移動通信系統(tǒng)中：當天線的輸入駐波比SL5時，天線的工作帶寬1＞天線的工作波長不是最佳時天線性能要下降8.1天線基本概念例：天線的頻帶寬度=890-820=70MHz太線振rS5UMHz1/2波長振子最隹在820在890MHzMHz16nn8.1天線基本概念w天線的輻射特性＞導線載有交變電流時，可形成電磁波輻射/輻射的能力與導線的長短和形狀有關＞能產(chǎn)生顯著輻射的直導線稱為振子8.1天線基本概念＞天線的功能就是控制輻射能量的去向____.一個單一的對稱振子具有“面包圈M形的方向圖188.1天線基本概念.對稱振子組陣控制輻射能量構成“扁平的面包圈”/把信號集中到所需要的地方例：沒-個對稱振子天線在接收機中＜lniW的功率，由4個對稱振子構成的天線陣的接收機就有4mW的功率，天線增益為101og(4mW/1mW)=6dBd198.1天線基本概念M形洱盂V史加染屮的估兮全船利用反射板叫把輻射能量控制聚焦到一個方向，反射而放在陣列的一邊構成扇形覆蓋天線/進一步提高了增益n例：扇形覆蓋天線與單個對稱振子相比的增益為!01og(8mW/lmW)=9dBd8.1天線基本概念＞基本電振子\/無限小的線電流元，即其長度L遠小干波長乂/基本電振子的輻射是有方向性的18.1天線基本概念＞電對稱振子/最簡單的天線是對稱振子由兩段同樣粗細和長度為L的H導線構成，在天線中間的兩個端點之間饋電\?半波振子天線長度與波長的關系可表示|?全波振子賤長貼觸的關帛組＜1/2波長I''....._1/4波氏&…■……::::振子誦|"4波長11______228.1天線基本概念/幾個名詞?對稱振F：兩臂長度扣等的振六x每臂長度力X/4?全波對稱振子：全長與波長相等的振子?:?折合振子：將振子折合起來/隨苕長度L的增加，方向閣變得比較尖銳:*L>A72時，除了主瓣外還有副瓣l=x時，在垂直于振軸線的方向上沒有輻射/k/2的對稱振廣在800MHz頻段約200mm；在400MHz頻段約400mm長238.1天線基本概念本電振7、半波振/■、全波振子天線的增益天線類型增益(dBi)基本電振子-L76半波振子2.14全波振子3.808.1天線基本概念＞天線陣列輻射/為加強某一方向的輻射強度，常把幾副天線擺在一起構成天線陣\/天線陣根據(jù)其排列可分為直線陣、平面陣和立體陣I/天線陣的輻射特性主要取決于：陣元數(shù)、陣$的空問位置、陣元電流振幅分布、陣元電流相位分布/主要考慮均勻直線式夭線陣：各陣元天線以相等的問距排列成一直線，電流大小相等、相位以均勻比品遞增或遞減258.1天線基本概念?基站天線的類型全向天線＞在水平各個方向上功率均勻地輻射，水平方向圖的形狀基本為圓形MhL/垂直方向閣上，輻射能量是集中的，可獲將天線增益＞一般由半波振子排列成的直線陣構成，并把按設計要求的功率和相位饋送到各個半波振子，1以提高輻射方向上的功率/振子單元數(shù)每增加一倍（相應于長度增加一倍），增益增加3dB?:?典型的增益位是6?9dBd1?＞受限制的因素主嬰是物理尺寸26148.1天線基本概念⑶定向天線＞定向天線的水平和垂直輻射方@圖是非均勻的/常稱為扇區(qū)天線，輻射功率或多或少集屮在個方向。使用方向天線有兩個原因：覆蓋擴展及頻率復用，使用方缺獅堿蜂娜綱巾腫擾＞定向天線-觸直獻辦加±反龍Hn構成或直接賴方向天線＞典醐益值是9?16dBdME'結構f:-般為H6個單測天線陳HH8.1天線基本概念M特殊天線＞用十特殊場合信號覆蓋的天線\＞泄漏同軸電纜：用于室內(nèi)或隧道中的覆蓋/泄漏同軸電纜外層窄縫允許所傳送的信號能S沿幣個電纜長度不斷池鯉射/接收信號能從窄縫進入電纜傳送到基站■＞使用泄漏同軸電纜時，沒有增益I/為了延伸覆蓋范圍可以使用雙向放大器1/通常能滿足大多數(shù)應川的典型傳輸功率值足20?30W288.1天線基本概念C3多天線系統(tǒng)＞許多單獨天線形成的合成輻射方'向圖/最簡單的類型是在塔上相反方向安裝兩個方向性天線，通過功率分配器饋電?目的：用一個小區(qū)覆蓋大范圍，&用兩個小區(qū)情況所使用的信道數(shù)要少WI、使用：不能使用全向天線，或當所需的增較大的覆蓋面積）比一個全叫天線系統(tǒng)所能提供恥要大時，可用多天線系統(tǒng)來形成全向方向圖"I典型增益：單獨天線增益減去功率分配器帶來的3dB損耗298.1天線基本概念天線分集技術分集技術用于移動通信系統(tǒng)中解決衰落問題es基站接收也采用分集接收技術__＞對用電池供電的MS，不能用提高發(fā)射功率滿足衰落儲備1308.1天線基本概念*天線下傾___天線下傾可改善系統(tǒng)的抗干擾性能05天線下傾主要是改變天線的垂fl方向圖主瓣指向，使垂直方向圖的主瓣信號指向覆蓋小區(qū)，而垂s方向酗勺零點或副瓣對準受其干擾的冋頻小區(qū)＞改善服利、關帛細岫辟髓W＞提高服務小區(qū)內(nèi)的C/I值，減少對遠處同頻小區(qū)的干擾I＞提高系統(tǒng)的頻率復用能力，增加系統(tǒng)容量1＞改善基站附近的室內(nèi)覆蓋性能8.1天線基本概念C6兩種方式機械下傾：通過機械裝置調(diào)節(jié)天線向下傾斜所需角度＞電下傾：通過調(diào)節(jié)天線各振子單元+1位（相控陣天線技術），使天線垂直方向圖主瓣下傾一定角度，而天線本身仍保持和地面成垂直放置的位S328.1天線基本概念]>刪如-10QdBm~-llOf)dFkn<-)lOd&n^4幾械下傾天線天線向下傾斜對禮蓋范圍的影響d33_________8.1天線基本概念＞利用方向圖屮的凹坑減少同頻_天線方向圖中的凹坑準確地對準被T擾小區(qū)，可以利用凹坑減少同頻干擾對水平波束寬度為6(/的天線，向下傾斜角應選在

14°?16°，此時凹坑最大為保證其龍范圍，還須調(diào)整基站發(fā)射功率■cs不同類型的夭線，垂直方向閿不同，凹坑所對應的卜傾角也不同348.1天線基本概念天線向下傾斜對抗同頻干擾能力的改善例：服務小區(qū)天線固定下傾5°時的載于比C/I分8.1天線基本概念。利用天線下傾降低同頻干擾時，下傾角須根據(jù)天線的三維方向圖具體計算后認真選釋/改善抗同頻干擾能力的大小不與下傾角成正比k＞耍盡量減小對同頻小區(qū)的十擾，又要保證滿足版務區(qū)的覆蓋范圍/考慮實馳形、地補腳/下傾角較大時，須考慮天線前后比和旁瓣的影響I/進行場強測試和同頻十擾測試，確認C/I值的改善程度368.1天線基本概念M電下傾天線。利用賦形波束技術，設計向下傾斜或抗干擾性更好的陣列定向天線H/水平方向圖形狀不變化，覆蓋范_減小1低側F（e）-cosec;^賦形池電K水平而8.1天線基本概念。天線輻射能量集中在服務區(qū)內(nèi)，對其他小K干擾很小業(yè)務KF擾區(qū)388.1天線基本概念＞能有效減小同頻干擾＞有效地減小遠距離干擾/遠距離十擾：距離達320km遠的其他系統(tǒng)由于大f導醐產(chǎn)生的干擾，增加電下傾天線的高度來覆蓋盲E或弱信號點較多的丘陵地區(qū)，仍能減小同頻干擾398.1天線基本概念40適用于GSM系統(tǒng)的智能天線w智能天線＞多波束智能天線與自適應智能天線/H前在GMS系統(tǒng)中采用多波束智能天線M/自適應天線陣列主要在36屮應用■W多波束天線：一個扇區(qū)多個波束覆蓋I。波束指向固定，寬度隨陣元數(shù)定，用波束切換術隨用戶移動，基站A動選擇不同的和應波束使接收信號最強8.1天線基本概念w多波咎能天線系統(tǒng)\、＞系統(tǒng)必須在客波束智能天線與基站間添加射頻交8.1天線基＞分時隙多波束波束I波束2本概念波束3波束48.1天線基本概念＞多波束智能天線結構/由4個置于一條直線且相距半個波長的陣元組成，在一個傳統(tǒng)基站120°扇區(qū)內(nèi)，該天線產(chǎn)生4個30°的井行窄波束多波汆智能天線通過檢測I:行鏈路的到達方向DOA選擇對應的下行邏路的最佳波束438.1天線基本概念使用多波束智能天線的GSM系統(tǒng)可實現(xiàn)波束分集，解決衰落問題/分集接收的兩個支路信號取自多波束智^天線兩個波束的接收信號/采用波束分集吋，要求系統(tǒng)選擇兩個最佳波i，通過射頻交換矩陣與接收機的兩個分集接收端連接448.1天線基本概念45典型的移動基站天線技術指標w有效輻射功率ERP>ERP以理論上的點源為基準的天線輻射或率>ERP對于基站天線表示為：ERP=P-Lc-Lf+G;i是基站輸出功率，1^是合路器損耗，Lf是饋線損耗Ga是基站磯観>基站天線增益用dBi表示為等效各向冋性輻射功率EiRP8.1天線基本概念46水平：64°:垂直：18°°:垂直：30°垂H下旁瓣抑制：＜-14dB03典型指標＞增益：l5dBi＞極化方式：垂直極化＞阻抗：5on＞反向損耗:＞l8dB＞前后比：＞30dB＞可調(diào)下傾角：2°-10°＞3（1B（半功率）波束寬度：＞IOdB波束寬度：水平：120＞垂直上旁瓣抑制:＜-12dB:8.1天線基本概念?傳輸線基本概念oH專輸線（或饋線）：連接天線和發(fā)射（或接收）機輸出（或輸入）端的導線\Ww任務：有效地傳輸信號能sw傳輸線側臟劇^M＞以最小崛難送辟W＞不拾取或產(chǎn)生雜散干擾信號11兇應合理布局，盡量縮短饋線長度\＞朽導體的電阻損耗和絕緣W料的介質(zhì)損耗。隨饋線長度M增加和工作頻率的提高而增加478.1天線基本概念⑶超短波頻段的傳輸線\>平行線傳輸線/由兩根平行的導線組成/是對稱式或平衡式的傳輸線/損耗大，不能用于UHF頻段B>RI軸幌傳輸線\!■/兩根導齡j微椰醐！^II不對稱式或不平衡式傳輸線■/工作頻率范圍寬，損耗小I/能屏蔽靜電，但不能屏蔽磁場的干擾1/使用時切忌與強電流線路并行走向，不能靠近低頻號線路8.1天線基本概念W饋線終端匹配連接A饋線終端所接負載阻抗等于饋線特性阻抗＞終端負載是天線時，如天線振子較粗，輸入阻&隨頻率的變化較小，易和饋線保持匹配\WE配時工作醇細觀M＜為使饋線與天線嚴格匹配，架設天線時還需通過測量，適當調(diào)整天線結構，或加裝匹配裝置\498.1天線基本概念eg匹配＜饋線和天線匹配時，高頻能景全部被負載吸收/饋線上只有入射波，沒有反射波/天線和饋線不阢配吋，負裁n能吸收部分能量508.1天線基本概念W電源與負載的連接＞不平衡電源或不平衡負載之間用同軸電纜連接，平衡電源與平衡負載間用平行傳輸線連接＞平衡性或不平衡性遭到破壞時需加裝“￥衡~不平衡”的轉換裝置（平衡變換器）/V2平衡變翻（U野觸難）H/X/4四分之一波長短路傳輸線終端|5]8.1天線基本概念，入2平衡變換器（U形平衡變換器）/fflT不平衡饋線與平衡負載連抜吋的平衡變換/阻抗變換腳528.1天線基本概念＞平衡-不平衡變換/叫分之一波長短路傳輸線終端的高頻幵路的性質(zhì)，nJ實現(xiàn)天線平衡輸入端口與M軸饋線不平衡輸出端I：1問的平衡-不平衡變換538.2電波傳播54*概述統(tǒng)計數(shù)字特征＞場強中（fi/具有50%概率的場強值稱為場強中值/場強值商于規(guī)定電平值的持續(xù)時間占統(tǒng)計4問的，＞時，臟定的電平值/場強中值等于接收機最低門限值吋通信可通率為50%8.2電波傳播＞衰落深度/表示衰落的嚴重程度/用接收電平與場強中值電平之差表示*般移動通信系統(tǒng)屮，裊落深度可達20?30＜＞衰落持續(xù)時間/場強低于某一給定電平值的持續(xù)吋間/用于表示佶總傳輸受影響的程度，也可用于判斷佶令誤碼的長度558.2電波傳播＞衰落速率\/簡稱袞落率，用來描述衰落的頻繁程度，即接收信號場強變化的快慢\/單位吋間內(nèi)場強包絡與給定電平值￡[＜的交點數(shù)的/與工作頻率、MS行進速度和行進方向等W索有關?:，N=V/(k/2)=1.85*103*V*f(Hz)式十V以km/h為單位，f單位為MHz/系統(tǒng)設H+吋，音頻通帶或信令數(shù)據(jù)通帶的低端應高干袞落率56oi1、8.2電波傳播M場強估算模型＞自由空間的傳播損耗/自由空間是一個理想的空間?電波直線傳播，不被吸收，不會被反射、祈射、繞射和散射，電磁波的能量沒有損失^?信號從天線發(fā)散傳播，接收機只能收到發(fā)射信號功韋的一部分，未收到部分可視為傳播損耗8.2電波傳播XT/自由空間的傳播損耗Lhs?

Lb=32.45+201gf(MHz)+201gd(km)?僅與傳輸距離、丄作頻率有關，\收發(fā)天線增益無關作頻率提高一倍，或傳播距離增加一倍時，傳播損耗增加6dB588.2電波傳播59場強估算模型〆Okumura模式(OM模型)/Egli模型\,Bullingron(BM)模型OM模型/以H本東京城市場強中值實測結果的經(jīng)驗曲線構成/將城市視為“準f滑地形”，給出城市場強中對于其他地形或地物情況，則給出修正值，在場強中值基礎上進行修正W^OM模型適用范頻率力100?1500MHz;S站天線高度為30?200m;移動臺天線高度為1?10m;傳播距離為1?20kin的范場強預測8.2電波傳播地形地物的分類M地形的分類＞準平滑地形\1/傳播路徑地形剖面閣上，表面起伏高度在20m以卜且起伏緩慢\＞不規(guī)則地形1/丘陵地形、孤立山岳、傾斜地形、水陸混合地形608.2電波傳播>基站天線有效高度hb

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Whgn'?>hg[1.從基站天線架設點起3?5km刖離內(nèi)的平均地BW拔高度<?Hln基站天線的海拔高度/天線高度均指天線有效高度>MS天線有效高度hm/有效高度/指地面以上的高度8.2電波傳播W地物的分類＞按地面障礙物的密集程度和屏蔽程度分：/開闊地：在電波傳播方向上無高大樹木、建筑物等障礙物，呈開闊狀地面/郊區(qū)：移動臺周圍的障礙物不稠密■/市區(qū)：移動臺周圍的障礙物稠密W621()100200300500700100020003?)0頻岑(MHz)-i/tkin)5Q4n8.2受準平滑地形上的電波傳播特性Cd市區(qū)傳播袞減中值的預測＞基本衰耗中值A]n（f，d）/取決于傳播距離（1、工作頻率fAm（td）曲線以hb=200m，hin=3m為準<HPKT3y)wv垣…尨取峙算6050403()201053100'2357_PIA,柚flt:1/Lh]77>7Jl7L#U7hf汐/7J{1//7/i7/心7iLf/7'ZK，〆膨-::<>A-200MH/以卜1400MHz以t，MS天線有效高度增益因子&城巾內(nèi)中小城巿內(nèi)OO5</Js8.203郊區(qū)、開闊地的衰減中值的預測.郊區(qū)衰減屮值的預測郊Kmr/郊區(qū)修正因子Kmi讀率（MHz>0502IIi—8.2-開闊地衰減屮值的預測〆L側地=Lsl|n（Qo（或Qr）為開闊地修正因子為準幵闊地的修正W子<35300(Ml4H8.2電波傳播?不規(guī)則地形修正因子M丘陵地的修正因子，地形起伏高度指A接收MS向發(fā)射的基站方向延伸10km的范圍內(nèi)，地形起伏的90%與10%處的高度差＞丘陵地修正野分為刺■/以Z\h為參數(shù)而變化的丘陵地修正因子Kh/丘陵地微小修正因子KllF?主要是考慮在斤陵中，谷底與山峰處的屏蔽作_不同，靠近山峰處，Khf取負值，靠近山谷處，Khf取正值69|地IB起伏門電場變化的1020305070100200300500AA(m)(b)微小ttl￡佐-to%-90%馳站發(fā)射1i/<IOkmIM^?5*10km20305070100200300500(a)核正兇子8.2電波傳播w丘陵地的修正因子.、's.、、k￡3iJsprNJKH-Mafssu:8.2電波傳播03孤立山岳的修正因子Kjs。電波傳播路徑上有刃形單獨山岳時，其背后的場強計算應考慮其繞射衰減.繞射衰減修正因子Kjs在山岳高度H為200m時，以山岳到發(fā)射點的距離dP到接收點的距離＜12為參數(shù)\1。若山岳高度II#200m，則需乘上高度影響系數(shù)Ia-0,07,即修正因子變?yōu)椋篴K.17]<km)孤立山?jīng)Vi移動臺的A曲找：d(>?)kmB曲線：d|-30bnC曲淺：d|I5kint\1\\\U\\\\—pp---A\\/\>—B//A/\\\cZx8m孤立山岳的修正因子Kis￡3^+0莊進進Iff培8.2iw斜坡地形的修正因子Ksp＞在5?10km內(nèi)地形傾余斗/正斜坡，傾角為+ein/負斜坡，傾角為-emJ>6()kmrf^JOkm</>IOkm-20-20-10010平均W免(Mmr)1000-三P>M8.2電波傳播w水陸混合路徑的修正因子Ks＞以dSR與全距離d的比值為地形參數(shù)\|，水而位TMS—方時混合路徑修正因子如曲纟kA（實線）所示＞水而位于基站一方時混合路徑的修正因子iin曲線b（虛線）所示W(wǎng)＞當水面在傳播路徑中間時，則取曲線的中間｛41740204060SO水面姖離與全鉅離的比率100,h--,_1\,/_f7*—----//>—r***-<，l\^<30km/B/z>二rjb*?*i——(A}(B)(A＞實線(B)虛線水陸混合路徑修正因子1^5O58.2電波傳播?其他因素對電波傳播的影響說街道走向修正因子Ka(/Kac＞當電波傳播方向與街道走向平行/在縱向路線上\n/修正因子Kaf為正位，表示場強中位高于基準場強中值＞當電波傳播方向與街道走向垂直w/在橫向職」：w/修正因子為負值，表示場強中值低于基準場強中值768.2電波傳播118.2電波傳播w建筑物的穿透衰耗Lp＞各個頻段的電波穿透建筑物的能為不同。不間材料、結構和樓房層數(shù)，其吸收衰耗小同＞室內(nèi)傳播衰耗：Lb=L0+Lp/Lh為實際路徑衰耗中值；L(＞為街心的路徑衰耗中位:Lp為建筑物的穿透損耗＞Lp隨樓層增高而近似下降788.2電波傳播W植被衰耗＞由樹木、植被對電波的吸收作用引起＞植被衰耗取決于樹木的高度、種類、\形狀、分布密度、空氣濕度、季節(jié)變化、工作頻率、天線極化、通過樹林的路徑長度等多方面的因奢＞大片森制帳讎產(chǎn)生醐加雜■。一般垂直極化波比水平極化波的衰耗要稍大些.在城市中對電波傳播引起的衰耗與大片森林不hd798.2電波傳播M植被衰耗40.4顧OoO(gmswB萇在808.2電波傳播M隧道中的傳播衰耗＞由于隧道壁的吸收及電波干涉，隧道中，中等功率通信設備間的通ft距離，在通常情況下為200m左右，在理想條件超過k300m/當逋信$統(tǒng)屮的一方天線在隧道外時，通信距離還提大大命短＞電波在隧道屮的衰耗還與工作頻率有關H/頻率越高，衰耗越小w/當隧道出現(xiàn)分支或轉彎吋，袞耗會急劇增加，彎曲zl越大，衰耗越嚴*81I"8250測矩離(hi)_________________8.2電波傳播m隧道中的傳播衰耗\\＞曲線A7JI60MHZ時隧道內(nèi)兩半波偶極子天線問傳輸衰耗＞曲線B為200Q平衡波導線的衰耗\160130170-HP二S8.2電波傳播?任意地形地物信號中值的預測W給定發(fā)射功率，準平滑市區(qū)接收功率中值"Pp=P，Am(f，d)+H九d)+Hm(hm，f)/P。溝自由空間傳播條件F的接收信號功率^■a傳播路徑不是準平滑的市E，根據(jù)地形地楊修iH'Ppe=Pp+IKr=^nr+Qo+Qr+Kh+Kh1+Kjs+KT+Ks/根據(jù)地形地物，&可能是一項或多項WW任意地形地物時，收發(fā)天線間的信號傳播衰減中値L^Lbs+Am(f,d)^Hb(hb,d)-Hm(hnPf)838.2電波傳播例|1:設基站天線有效卨度為60m，移動臺天線高度為1.5m,工作頻率為900MHz，在準平滑市區(qū)，通信距離為20km時，其傳播路徑上的衰減中值為多少？I解：自由空間傳播袞耗1^=32.45+2()講+2()吻=32.45+201g900+201g2017.56dB查圖得Am(f，d>33dB，Hb(hb，d)=-lldB，根據(jù)己知條件，KfO,則傳播衰耗屮值為：LA=Lr=Lb戶Atn(f，d)-Hb(hb，d>Hm(h…，0=117,56+33*(-11)-(-2.5)=164.06dB848.2電波傳播^'J2：若將例I中的地形改為郊區(qū)，正翁坡地形，且0m=l5mrad,其他條件不變，則傳播衰耗中值力多少?解：查圖得Kmr=9dB,Ksp=4dB根據(jù)地形可得KT=Kmr+Ksp#則傳播衰耗中值為：LA=LT-Km「-Ksp=164.06-9-4=151.06dB858.2電波傳播陸地移動通信電波傳播特性＞_W場強變化的原因＞場強瞬時值：快衰落/多徑衰落引起/快速、大幅度的變化/統(tǒng)計特性滿足瑞利分布，又稱為瑞利衰落＞場強中值：慢衰落/陰影效應、氣象條件變化引起/變化緩慢/服從對數(shù)正態(tài)分布8.2電波傳播M場強中值變動分布＞場強瞬時值/在障礙物均勻的城市街道地區(qū)或森林小IX間，交動分布近似服從翻肺/在郊區(qū)和不規(guī)則地形上，近似于對數(shù)正態(tài)分其標準偏差a=6?7dB，場強中值/在市Lx:，累積分布近似服從對數(shù)正態(tài)分布，標準偏差o取決丁?地形地物、工作頻率等因素/隨時間變化標準偏差q和隨位H變化標準偏差\?標準偏差878.2電波傳播>a隨通信概率變化的歸一化對數(shù)_iE態(tài)分布888.2電波傳播89例：設通信概率為50%吋，路役損耗屮值為140dB，

要提高通信概率到90%，則路徑損耗為？解：查曲線得x值為1.28標準偏差為c=8.25dB路徑損耗變化量為xc?=10.56dBL?=140dB-1.28a=129.44dB.3電波傳播電路的計算計算步驟根據(jù)業(yè)務性質(zhì)和用戶要求，初步確定服務區(qū)及無線區(qū)域組成、沾荇質(zhì)ft、可靠通信概率m預定無線設備方案并進行電波傳播電路計算，即考慮噪聲、衰減等因素后計算區(qū)域覆蓋或天線w綜合考慮技術、成本、使用，對設備方案及無線區(qū)域組成進行調(diào)整，以獲得最佳設計I90算幾乎無噪聲有輕微噪聲有使人煩惱的噪聲有非常煩人的噪聲話音幾乎不可懂話音質(zhì)量標準W主觀評定試聽確定05分為五個等級>5級（優(yōu)>4級（良）:>3級（中）:>2級（差）:>1級（劣）:0^舌音的可懂度隨級別的降低而降低]W話音質(zhì)量標準要求移動通信網(wǎng)音頻帶內(nèi)信噪比不小于29dB8.3電波傳播電路的計8.3電波傳播電路的計算接收機允許的最小輸入信噪比W鑒頻器解調(diào)輸出輸入信噪比8.3電波傳播電路的計算?接收機允許的最小輸入05無線接力傳輸，系統(tǒng)終端輸出噪聲是多次轉發(fā)信弓所產(chǎn)生噪聲按功率?加＞接收機麟關補W靴Wlg(r十1)I?:?Gm:調(diào)頻接收機的信噪比改善度?:?r:最尤可能轉發(fā)次數(shù)dl＞在工程上，必須將計算出的(S^)^與門限信噪比比念/大于門限值時可用，否則，應取門限位作接收機2許的最小輸；MS靴1/普通鑒頻器，■-般為9dB:如果采用鎖扣環(huán)解調(diào)器，1門限值將比普通鑒頻器卜降3~5dB938.3電波傳播電路的計算接收機允許最小輸入功率中值p^n和移動臺、基站間電波傳播衰減中值的計算05接收機允許的最小輸入功率中值|+吞|+D+CNF力接收機噪聲系數(shù)；K為波爾茲曼常數(shù)；T為絕對溫度；Bi*接收機帶寬；D為惡化量：C為中值變動量1Q4.3電波傳播電路的計算03電波傳播衰減中值LA的計算r

LA=Pm+Gin+Gb-Lc-Lf-P|ninPni為移動臺發(fā)射功率（dBW）；Gfll為移動臺太線增益（dB）；GhS基站天線增益（dB>;Lf為基站天線共用器總衰耗（dB）；h為基鈉、移動臺饋線衰耗（dB）95系托效I-F(x)^尸l：O_算968.3電波傳播電路的通信概率a通佶概率：移動臺在無線覆蓋區(qū)邊緣進行滿意通話的成功概率，包括位置概率和時間概率?接收信號的中值電平概率密度＞匕^為接收機輸入要求的最小功率電平：\為平均值：pml]1與a,的差位為系統(tǒng)余ffiSM；陰影部分即為其通信概率8.3電波相W通信概率與系統(tǒng)余量間的關系系統(tǒng)余最(dB)8.3電波傳播電路的計算?？筛战o定的通信概率和a值確定系統(tǒng)余量；也可根據(jù)給定的系統(tǒng)余量和值獲得適信概豐位＞增大發(fā)射功率的方法增加無線覆蓋區(qū)邊緣的通信概率到90%Ik/縮短通信距離為可減小路徑衰耗中值，提高系統(tǒng)的通信概率，減小的雜巾卿為總余^^/系統(tǒng)以減小傳播距離力代價提高通信概率S98.3電波傳播電路的計算｛列1:在準平滑市IX，當無線覆孟區(qū)域邊緣的通信概率為50%時，所需的發(fā)射機輸入功率為8.5clBW(7W)。若要求其它參數(shù)不變，以増大發(fā)射功率的方法增加無線搜蓋區(qū)邊緣的通信槪率到90%，

則系統(tǒng)余量為多大，發(fā)射機功率應增加到多少？W：

S表8-3得，準f滑市區(qū)的位S標準偏差查圖8-50得通信辭為90%時，系統(tǒng)余量為SM=7.5dB由十其它參景不變，通信概率的提卨只依賴于發(fā)射功率的捉以所需發(fā)射機輸出功率的增加ttPT=8.5+SM=16dBW(40W)W若要求在無線區(qū)覆蓋邊緣90%的位腎I.和90%的吋問里達到規(guī)定的_音質(zhì)ft，則\用ci代替。\與q可查表8-3得到1998.3電波傳播電路的計算例2:在郊區(qū)，通信概率為50%時，路徑衰耗＞值為140dB,若要求通佶概率提卨到90%，其它參數(shù)與例1相同，通佶距離應為多少角罕：查表得，郊區(qū)地形的位置標準偏差為（v=7.5dB查圖8-50得通信概率為90%時，系統(tǒng)余量7jSM=9.5dB坻求通信概率為90%時，路徑衰耗中fiLA=140-9,5^13O.5dB再按OM模型計算可得通信距離d1008.4覆蓋設計?傳播模型的選用及修IE、移動公網(wǎng)的網(wǎng)路規(guī)劃屮常用的傳播模型序號傳播模型應用范圍預測范圍比較1Okuniura150-1500MHz天線高度30?200ni1?20km基站密度大時頂測ffl偏高2COST231800-2000MHz天線高度4?50m0.02?5km迠介站iV近，但考慮地形及地面要素不;3Keenan-Motley室內(nèi)適合室內(nèi)W4通用校正模型50?2000MHz天線卨度＜100m0.卜100km1018.4覆蓋設計03修正＞備地的傳播環(huán)境不同可能造成較大偏差'應用時需選擇適合本地環(huán)境的模型，還須對其辿以修正，通過對模型的修正，來提高預新的精度，修正需進行實地測試，通過測試獲得進行後型校正的數(shù)據(jù)，然后用測試結果修正模型中相關參數(shù)，使預測結果更接近于當?shù)貙嶋H情況■1028.4覆蓋設計?基站覆蓋預測w在規(guī)劃中根據(jù)用戶需求對基站覆蓋E域作出預測＞檢驗掩蓋范閑和覆蓋區(qū)內(nèi)質(zhì)景是否達到預期目標＞蒗蓋區(qū)內(nèi)是否還有“盲區(qū)”＞是否由于鄰小區(qū)場強過高，交叉銜蓋造成“孤島＞檢資切換區(qū)是否分布在高話務密度區(qū)域05影響基站覆蓋的主要因素＞使用的頻率、服務質(zhì)景要求、發(fā)射機輸出功率、接收機&用靈敏度、使用的天饋線、通信地點的傳播環(huán)境、選用1傳播模型等1038.4覆蓋設計W覆蓋預測：將已選擇的基站站址和參數(shù)輸入規(guī)劃軟件，由計算機仿真來完成W網(wǎng)路