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移动通信原理与设备
1.2.4.4 1.4.4 电波的传播模型

1.4.4 电波的传播模型

对移动环境中电波传播特性的研究,可以采用两种方法:理论分析方法和实测分析方法。理论分析方法通常用射线表示电磁波束的传播,在确定收发天线的高度、位置和周围环境的具体特征后,可根据直射、折射、反射、散射、透射等波动现象,用电磁波理论计算电波传播路径损耗及有关信道参数。实测分析方法是在典型的传输环境中进行现场测试,并用计算机对大量实测数据进行统计分析。这两种方法最终都要建立有普遍适用性的数学模型,以进行传播预测。在实际工作中,人们往往把二者结合起来,从而能够实现对电波传播特性更准确的估算。

目前,常用的电波传播模型有Okumura Hata模型和Walfish Ikegami模型。

Okumura Hata模型由国际无线电咨询委员会(CCIR)推荐,其特点是以准平坦地形(在电波传播路径上,地面起伏平缓,起伏高度不超过20m,峰点与谷点之间的水平距离大于起伏高度的地形)城市市区环境作为基准,对其他传播环境和地形条件等因素分别以校正因子的形式进行修正。Okumura Hata模型中值路径损耗经验公式为

L b= 69.55+ 26.16lg f-13.82lg h b-α(h m)+(44.9-6.55lg h b) lg d

式中,L b为市区准平坦地形电波传播损耗中值(dB),f为工作频率(MHz),h b为基站天线有效高度(m),h m为移动台天线有效高度(m),d为移动台与基站之间的距离(km),α(h m)为移动台天线高度因子。

Walfish Ikegami模型由欧洲电信科学技术研究联合会推荐,其特点是从对众多城市的电波实测中得出的一种小区域覆盖范围内的电波损耗模式。

不管是用哪一种模型来估算电波传播损耗,只是基于理论分析和实际测试结果的近似计算。由于移动通信的实际环境千差万别,因而很难用一种数学模型来精确地表征各种不同地区的传播特性。随着移动通信的发展,小区半径越来越小,小区传播环境的特殊性也越来越突出,也就越难归纳出统一的传播模型。