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无线传播环境

一、概述

总体来讲,无线传播路径分为视距传播(Line-of-sight,LOS)和非视距传播(Non-line-of-sight,NLOS)。

二、无线传输特性

无线信道定义为基站天线与移动台天线之间的电磁传播路径,包括发射与接收天线本身以及两付天线之间的传播介质,在移动通信中传播介质通常为大气。

1.自有空间传输模型

自由空间传播模型通常可以用于预测传播路径上无任何遮挡与反射物的LOS信号传播条件下的接收信号强度。

2.电磁信号基本传播方式

在实际移动通信传播环境中,反射、绕射和散射是无线信号三种主要的传播方式。

  • 反射:
    当电磁波遇到比波长大得多的物体时发生反射,反射发生于地球表面、建筑物和墙壁表面。
  • 绕射:
    当接收机和发射机之间的无线路径被尖利的边缘阻挡时发生绕射。
  • 散射
    当波穿行的介质中存在小于波长的物体并且单位体积内阻挡体的个数非常巨大时,发生散射。

    3.无线信号的大尺度传播特性

    在无线通信中,将由发射与接收天线间距、收发天线之间的地形、建筑物、植被等导致的信号功率衰减称为无线信号的大尺度传播特性。
    大尺度传播环境的主要因素有:

  • 自然地形(高山、丘陵、平原、水域等);
  • 人工建筑的数量、高度、分布和材料特性;
  • 该地区的植被特征;
  • 天气状况;
  • 自然和人为的电磁噪声状况。
    通常,在无线网络规划中对大尺度传播特性采取经验模型与确定模型相结合的方法。

    3.1.常用室外传播模型

  • 宏蜂窝的传播模型:
    宏蜂窝小区(macro cell)的覆盖半径大多为1km~25km,多用于解决大面积的覆盖问题。
  • COST 231-Hata模型:
    该模型是针对中小城市的,适用于工作频率在1 500MHz~2 000MHz之间,hb在30m~200m之间,hm在1m~10m之间,d在1km~20km之间。
  • 微蜂窝传播模型:
    微蜂窝小区(micro cell)是在宏蜂窝小区的基础上发展起来的一门技术,它的覆盖半径大约为30m~300m。在微蜂窝中,基站天线的高度通常与街道的灯柱等高,一般在地平面以上3m~6m。

    3.2.常用室内传播模型

    室内无线信道有两个方面不同于传统的移动无线信道——覆盖距离更小,环境的变动更大。室内的电波传播不受气候因素(如雨、雪和云等)的影响,但要受建筑物的大小、形态、结构、房间布局及室内陈设的影响,最重要的是建筑材料的影响。

    4.无线信号小尺度传播特性

    由于无线信号反射、绕射和散射特性的综合作用,从发射天线到接收天线的传播路径不只一条,即一个发送信号经过传播环境会在接收端产生多个不同接收信号,这些信号以不同的到达强度、不同的到达时间到达接收天线。

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