第四章 移动无线电传播:大尺度路径损耗解读
- 格式:ppt
- 大小:1.32 MB
- 文档页数:135
室内传播和路径损耗计算及实例室内传播和路径损耗是无线通信领域中的重要概念。
在无线通信中,射频信号在室内环境中传播时会受到路径损耗的影响,路径损耗会导致信号强度的减弱。
为了能够准确地计算室内传播和路径损耗,下面将介绍相关的理论以及实例。
室内传播主要包括直射传播、反射传播和绕射传播三种方式。
直射传播是指信号直接从发射器发出并且到达接收器,它在室内环境中几乎不受任何干扰。
反射传播是指信号在室内环境中反射多次后到达接收器,反射传播会导致信号的干扰和多径效应。
绕射传播是指信号在穿过障碍物时发生弯曲,绕射传播一般会导致信号的衰减。
路径损耗是指信号在传播过程中由于空间距离的增加而导致的信号强度减弱。
路径损耗和传播路径的距离、频率和环境有关。
路径损耗的计算可以通过多种模型和公式来实现,最常用的是费利模型和弗利斯模型。
费利模型是基于“自由空间路径损耗公式”进行改进的,费利模型考虑了路径损耗和环境因素对信号强度的影响。
弗利斯模型则是一种经验模型,其中的路径损耗公式与距离的平方成反比。
下面我们以一个实例来说明室内传播和路径损耗的计算:假设一个室内房间的尺寸为10米×10米×3米,发射器和接收器的距离为5米,工作频率为2.4GHz,发射端功率为20dBm,系统增益为10dB,接收灵敏度为-80dBm。
首先,我们可以使用费利模型来计算路径损耗。
根据费利模型的公式:路径损耗(dB) = 20 * log10(频率) + 20 * log10(距离) + 环境损耗因子根据给定的参数:频率=2.4GHz=2.4*10^9Hz距离=5米环境损耗因子需要根据具体情况进行选择,假设我们选择的环境损耗因子为2代入公式路径损耗 = 20 * log10(2.4 * 10^9) + 20 * log10(5) + 2 =74.74 dB接下来,我们可以计算接收到的信号强度。
信号强度(dBm)=发射端功率+系统增益-路径损耗=20dBm+10dB-74.74dB=-44.74dBm最后,我们可以根据接收灵敏度来判断接收到的信号是否可用。
一、常用器件损耗表| 国内领先的通信技术论坛3B(f3z.D5Y _8v备注: 耦合器耦合口输出功率=输入功率-耦合度-插入损耗-Y/R/h*t8s'Y 耦合器输出口输出功率=输入功率-耦合损耗-插入损耗。
MSCBSC 移动通信论坛&Y7R'w8_!J:J*^.U&C备注: 功分器每个输出口的输出功率=输入功率+分配比-插入损耗。
mscbsc 移动通信论坛拥有30万通信专业人员,超过50万份GSM/3G等通信技术资料,是国内领先专注于通信技术和通信人生活的社区。
%B2b7|1J-z U$_$}'Z4d7D$L二、常用馈线损耗表移动通信,通信工程师的家园,通信人才,求职招聘,网络优化,通信工程,出差住宿,通信企业黑名单,m%D b I1{$o(?&Z%\;D-?"{;Z6i移动通信室内路径损耗传播公式:1、自由空间传播公式:P(L)=32.4+20lgD+20lgfD为路径(km)MSCBSC 移动通信论坛+_-x0S*[&o)Wf为频率(MHz),i8j&k M8x+U7P:`,i6z-f,P:s8Q+?'E:q2、室内路径损耗传播公式:PL(d)=31.5+10•n•lgd+FAFPL(d)为路径d的总损耗值(dB)d为路径(m)n为同层损耗因子(1.6~3.3)&K.z'Y2f;K-v*tFAF表示不同层路径损耗附加值(10~20dB)mscbsc 移动通信论坛拥有30万通信专业人员,超过50万份GSM/3G等通信技术资料,是国内领先专注于通信技术和通信人生活的社区。
1G(c5s"h"c+E注: n=2.0为室内结构简单近似于空间n=2.6为室内结构一般复杂n=3.0为室内结构较为复杂计算隔层路径损耗则还需调整FAF值(10dB~20dB)路径培一倍,损耗下降6db。
如果路径损耗降低3dB时,小区半径增加22%。
最大允许路径损耗摘要:1.最大允许路径损耗的定义和作用2.最大允许路径损耗与网络性能的关系3.如何计算最大允许路径损耗4.降低最大允许路径损耗的方法5.我国在最大允许路径损耗方面的研究进展正文:1.最大允许路径损耗的定义和作用最大允许路径损耗,是指在无线通信系统中,信号在传输过程中由于各种因素导致的信号强度减弱,达到一定程度时,接收端仍然能够正确解调信号的最大损耗值。
最大允许路径损耗是无线通信系统设计和分析中的一个重要参数,它直接关系到系统的覆盖范围和性能。
2.最大允许路径损耗与网络性能的关系最大允许路径损耗与网络性能之间的关系非常密切。
一般来说,最大允许路径损耗越大,系统的覆盖范围就越广,但是系统容量和用户速率可能会降低。
反之,如果最大允许路径损耗较小,虽然可以提高系统容量和用户速率,但是覆盖范围会受到限制。
因此,在实际应用中,需要根据具体需求和场景来权衡最大允许路径损耗的大小。
3.如何计算最大允许路径损耗计算最大允许路径损耗的方法有很多,其中比较常用的有基于误码率的方法和基于信噪比的方法。
基于误码率的方法主要是通过计算误码率来确定最大允许路径损耗,这种方法的优点是计算简单,缺点是不能很好地反映系统性能。
基于信噪比的方法则是通过计算信噪比来确定最大允许路径损耗,这种方法更接近实际系统性能,但是计算过程较为复杂。
4.降低最大允许路径损耗的方法降低最大允许路径损耗的方法有很多,其中比较常用的有增加发射功率、增加天线高度、增加基站密度等。
增加发射功率可以有效降低路径损耗,但是会增加能耗和干扰;增加天线高度可以提高信号传播的损耗,但是受到地形和环境限制;增加基站密度可以在一定程度上降低路径损耗,但是会增加投资成本。
5.我国在最大允许路径损耗方面的研究进展近年来,我国在最大允许路径损耗方面的研究取得了显著进展。
我国已经制定了一系列关于最大允许路径损耗的国家标准和行业标准,为无线通信系统的设计和分析提供了依据。
移动通信室内路径损耗传播模型——苏华鸿—— 在室内电磁波传播受影响的因素很多,在有限的空间内环境变化大,墙、顶、地、人和室内物体等都会引起电磁的反射、折射、散射和吸收,电磁场分布十分复杂,电波传播模型相应多种多样。
本文着重介绍在测试的基础上总结出来的三种传播模型,可供移动通信室覆盖预测参考用。
一、室内小尺度路径损耗室内小尺度路径损耗是指短距离、短时间内快速衰落(衰落深度达20~40dB ),其传播模型表达式为:δX d d n d P d P L L +⋅⋅+=)log(10)()(00 (dB) (式1)式中:)(d P L 表示路径d 的总损耗值;)(0d P L 表示近地参考距离(30=d ~λ10),自由空间衰减值 n 表示环境和建筑物传播损耗指数(1.6~3.3)δX 表示标准偏差6(3~14)的正态随机变量二、室内路径损耗因子模型这一模型灵活性很强,预测路径损耗与测量值的标准偏差为4dB 衰减因子模型表达试为:)()log(10)()(00dB FAF d d n d P d P SF L L +⋅⋅+= (式2)式中:SF n 表示同层损耗因子(1.6~3.3)FAF 表示不同层路径损耗附加值(10~20dB )三、室内自由空间路径损耗附加因子模型在室内可以认为是自由空间受限的传播路径,这一模型灵活性很强,预测路径损耗与测量值的标准偏差为4dB ,其传播模型表达式为:))log(20)()(00dB d d d P d P L L (∙++=αβ (式3)式中:β为路径损耗因子(-0.2~1.6dB/m )最后,我们利用上述三种模型进行一下室内电波场强覆盖预测:由于式1中X 与的正态随机变量关系式没有多种,因此实际工程采用式2和式3较多,本文举出二例供工程设计参考用。
例1:假设本工程为某一宾馆的室内分布系统工程,天线输入口功率dBm Pt 5=,吸顶天线增益为dBm Gm 1.2=,同层预测距离15=d 米,0d 设定为1米。
5G传播损耗及链路预算5G是第五代移动通信标准,它的特点是能够速度更快、能力更强,在低延迟和更大的带宽中提供更好的通信服务。
5G传播损耗及链路预算是5G网络的建设可行性评估的一个重要部分。
本文将介绍5G传播损耗的概念,影响因素和链路预算的应用。
5G通信的无线传输在传输信号的过程中具有一定的损耗,这种损耗在5G通信中称为传播损耗。
传播损耗的概念是指在无线信道中,由于传输距离、信号频率、路径阻塞等因素的影响,导致信号强度减弱的现象。
5G通信系统中的主要传播损耗有自由空间损耗、衰减损耗和多径损耗。
1. 自由空间损耗自由空间损耗是指无障碍物的信号传播损耗。
当信号从发射点到接收点时,在没有任何障碍物的情况下,随着传播距离的增加,信号的功率会逐渐衰减。
5G通信中的自由空间损耗公式如下:L = 20log(4πd/λ)+32.44其中,L表示自由空间路径损耗(单位为分贝),d表示传输距离(单位为米),λ表示信号波长(单位为米)。
2. 衰减损耗衰减损耗是指由于信号传输过程中被障碍物遮挡、反射和绕射等现象引起的信号衰减。
这种损耗与信号的频率和衰减材料的本质特性有关。
5G通信中的衰减损耗公式如下:L = kt3. 多径损耗多径是指信号经过多条路径,其中至少有一条路径是经过反射或绕射而来,导致信号相位和电平的改变。
5G通信中的多径损耗公式如下:L = 10log(M)其中,L表示多路损耗(单位为分贝),M表示路径数。
二、影响因素1. 距离传播距离是影响5G传播损耗的重要因素。
距离越远,自由空间损耗就越大。
2. 频率3. 地形信号的传输在不同的地形下表现出不同的特性。
比如,在城市或山区,由于障碍物的干扰,5G信号的传输损耗会增加。
4. 大气条件大气条件是影响5G传输损耗的另一个重要因素。
比如,雨水和雾霾等气象条件会导致信号传输的衰减。
三、链路预算链路预算是指在建设5G网络时,计算信号的传输损耗以及发射和接收模块的增益和损耗,以确定最少的信号功率和距离。
路径损耗模型在信号传输中的应用在无线通信中,路径损耗是信号传输不可避免的问题之一。
路径损耗指的是信号在从发射端到接收端的传输过程中由于空气分子、建筑物等障碍物的干扰和吸收,信号在传输过程中逐渐减弱的现象。
路径损耗会导致信号质量下降,信噪比变低,进而影响通信效果,甚至导致通信中断。
因此,了解和熟练应用路径损耗模型是无线通信工程师不可或缺的技能之一。
路径损耗模型是一种计算和预测信号在传输过程中损耗大小的数学模型。
根据不同的传输环境和物理特性,路径损耗模型可以分为多种类型,如自由空间模型、多径传播模型、线损模型等。
其中最常用的是自由空间模型和多径传播模型。
自由空间模型是一种理想化的路径损耗模型,假设信号传输的环境是完全自由的空间,没有障碍物的阻挡和干扰。
在这种情况下,信号的传输损耗只与信号传输距离和频率有关。
自由空间模型的路径损耗计算公式为:$$L_{fs} = 20\log_{10}\frac{4\pi d}{\lambda}$$其中$L_{fs}$为路径损耗(dB),$d$为信号传输距离,$\lambda$为信号波长。
自由空间模型适用于开阔的场地,如广场、田野等,但在实际的信号传输过程中很难完全符合这种理想化的模型。
多径传播模型是一种更加实际的路径损耗模型。
在多径传播模型中,信号在传输过程中会经过多个不同的传播路径,包括直射路径、反射路径和衍射路径等。
这些路径的长度、角度等都会影响信号的传输损耗。
多径传播模型一般分为统计模型和物理模型两种。
统计模型是根据大量的实测数据建立的模型,可以反映一定范围内的路径损耗特性。
最常用的统计模型是对数正态分布模型,它假设路径损耗服从对数正态分布,可以用下面的公式表示:$$P(L_{dB} < x) = \frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma^2}}\int_{-\infty}^{x} e^{\frac{-(\log_{10}(y)-\mu)^2}{2\sigma^2}}dy$$其中$L_{dB}$为路径损耗,$x$为损耗值,$\mu$和$\sigma$分别表示路径损耗的均值和标准差。