移动通信的电波传播.pdf

2006-3-7 第三章 电波特性 1 第3章 移动通信的电波传播 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、了解 和据此进行的场强预测。它是进行系统 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础理 论。 2006-3-7 第三章 电波特性 2 设计蜂窝系统时研究传播的原因 „ 对于计算覆盖不同小区的场强提供必要 的工具。蜂窝系统的无线传播是属于视 距传播范畴的多径传播，在多数情况下 覆盖区域从几百米到几十千米，视距传 播可以在这种情况下应用。 „ 可计算邻信道和同信道干扰。 2006-3-7 第三章 电波特性 3 频段划分 波段 频率范围 波长范围 极长波（EFL，极低频） 3～30Hz 105～104km 特长波（SLF，特低频） 30～300Hz 104～103km 超长波（ULF，超低频） 300～3000Hz 103～102km 甚长波（VLF，甚低频） 3～30kHz 102～10km 长波（LF，低频） 30～300k 移动通信的电波传播是构建高效、稳定通信网络的关键因素之一。在规划移动通信系统时，需要考虑电波传播特性，因为这直接影响到频率分配、覆盖范围、通信质量以及电磁兼容性等多个方面。电波传播的研究是系统工程设计的基础，通过对电波传播特性的深入理解，可以预测和控制无线设备的参数，以确保信号的有效传输。 在蜂窝系统设计中，研究电波传播有两个主要目的：一是为了计算不同小区的场强覆盖，这关系到服务区域的覆盖范围和信号质量；二是计算邻信道和同信道干扰，以避免信号间的相互影响，保证通信的清晰度。蜂窝通信通常涉及视距传播和多径传播，覆盖范围从数百米到数十千米不等。 电波按照频率范围被划分为多个波段，如极长波到亚毫米波，每个波段的频率和波长范围都有所不同，这些不同的波段对应着不同的传播特性和应用场景。例如，低频波段的电波传播距离远，但穿透能力较弱；而高频波段的电波则适用于短距离、高数据速率的通信，但容易受环境影响。 无线通信系统的性能受到复杂的无线信道条件的限制，包括反射、绕射和散射等多种传播机制。在城市环境中，高层建筑等障碍物会导致严重的绕射损耗和多径效应，从而引发信号强度的随机波动。为了解决这些问题，通常会使用大尺度传播模型来预测平均接收场强，评估覆盖范围，同时结合小尺度衰减模型处理因短距离移动和信号合成导致的瞬时接收强度变化。 研究移动信道的方法包括理论分析、现场实测和计算模拟。理论分析依赖于电磁场理论和统计学，实测则是在不同环境中进行实验，而计算模拟借助计算机技术模拟信道行为。这些方法综合应用，可以帮助我们理解和解决移动通信中遇到的各种挑战。 具体到VHF和UHF频段，这两个频段广泛用于陆地移动通信，如150MHz、450MHz、900MHz和1800MHz。在这个频段内，电波传播主要包括直射波、反射波和散射波。直射波是指信号在没有被吸收或改变方向的情况下直线传播，其损耗可以通过自由空间传播损耗公式计算，该公式考虑了距离和工作频率的影响。 移动通信的电波传播是一个涉及多方面因素的复杂主题，包括频率规划、传播模型选择、信道建模、干扰控制等。深入理解这些知识点对于优化通信网络性能、提高通信质量以及确保系统的电磁兼容性至关重要。