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电波传播与传播预测模型
电波传播的基本特性
电波传播的基本特性即移动信道的基本特性
——衰落特性
移动通信信道
基站天线、移动用户天线和两付天线之间的传播路径
衰落的原因
复杂的无线电波传播环境
无线电波传播方式
直射、反射、绕射和散射以及它们的合成
衰落的表现
传播损耗和弥散
阴影衰落
多径衰落
多普勒频移
信道的分类
信道的分类
根据不同距离内信号强度变化的快慢分为{
根据信号与信道变化快慢程度的比较分为{
大尺度衰落
小尺度衰落（主要特征是多径）
描述
长距离上信号强度的缓慢变化
短距离上信号强度的快速波动
原因
信道路径上固定障碍物的阴影
移动台运动和地点的变化
影响
业务覆盖区域
信号传输质量
大尺度衰落与小尺度衰落
衰落特性的算式描述
衰落特性的算式描述

式中，r(t)表示信道的衰落因子；m(t)表示
尺度衰落；r0(t)表示小尺度衰落。
大尺度衰落
小尺度衰落
接收功率
图2－1 无线信道中的大尺度和小尺度衰落
t
考虑问题
衰落的物理机制
功率的路径损耗
接收信号的变化和分布特性
应用成果
传播预测模型的建立
为实现信道仿真提供基础
基本方法
理论分析方法（如射线跟踪法）
应用电磁传播理论分析电波在移动环境中的传播特性来建立预
测模型
现场测试方法（如冲激响应法）
在不同的传播环境中做电波实测实验，通过对测试数据进行统
计分析，来建立预测模型
电波传播特性的研究
自由空间的电波传播
自由空间的传播损耗
在理想的、均匀的、各向同性的介质中传播，只存在电磁波能量扩散而引起的传播损耗
接收功率
式中，Pt为发射功率，以球面波辐射 , ,λ为工作波长，Gt，Gr分别表示发射天线和接收天线增益，d为发射天线和接收天线间的距离。
自由空间的传播损耗
当Gt=Gr=1时，
分贝式
接收换算
基本电波的传播机制
阻挡体
反射
（引起多径衰落）
比传输波长
大的多的物体
绕射
尖利边缘
散射
粗糙表面
反 射
理想介质表面的反射
极化特性
多径信号
两径传播模型
多径传播模型
理想介质表面的反射
如果电磁波传输到理想介质表面，则能量都将反射回来
反射系数（R）
入射波与反射波的比值 入射角θ
式中 (垂直极化）
（水平极化）
而
其中，ε为介电常数，σ为电导率，λ为波长。
极 化 特 性
极化
电磁波在传播过程中，其电场矢量的方向和幅度随时间变化的状态
电磁波的极化形式
线极化、圆极化和椭圆极化
线极化的两种特殊情况
水平极化（电场方向平行于地面）
垂直极化（电场方向垂直于地面）
极化反射系数
对于地面反射，当工作频率高于150MHz（ ）时， ，算得
应用
接收天线的极化方式同被接收的电磁波的极化形式一致
时，才能有效地接收到信号，否则将产生极化失配
不同极化形式的天线也可以互相配合使用