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室内覆盖理论基础知识介绍


基础知识介绍

1

目录
1. 2. 3. 4. 5. 基本物理量和基本概念介绍 常用射频器件、模块介绍 光器件介绍 移动通信概念介绍 电磁波传播损耗模型介绍
2

1、基本物理量、 基本概念的介绍

3

功率/电平
? 功率——理论上定义为做功的速率。单位为 mW、W(瓦)、kW等。 ? 电平——功率的另一种表示。单位为dBm(取 1mW为基准值,以分贝表示的绝对功率电平)。 ? 换算公式:电平(dBm)=10lg(功率mW?1mW) 。 如 5W?10lg5000=37dBm; 10W??10lg10000=40dBm.(功率增倍,电平增 加3dB) ? 输出功率——指放大器的功率输出能力。常以 功率或电平表示。
4

增益(dB)
? 增益——指放大器或系统的功率放大倍数,单位为分贝 (dB)。 ? 增益(dB)=系统输出电平(dBm)?系统输入电平(dBm)

系统
输入电平 输出电平

5

插损(dB)
? 插损——插入损耗的简称,表示当电路中接入某一无源器 件或部件后所引起的损耗(即衰减)。单位为分贝(dB)。 ? 插损(dB)=器件输出电平(dBm)–器件输入电平(dBm)

器件
输入电平 输出电平

6

选择性、带宽
? 选择性——衡量滤波器选择有用信号同时抑制无用信号 的能力。常用带宽BW、矩形系数K0.1来表示。 ? 带宽BW——滤波器对信号的衰减为-3dB时所决定的频率 宽度。 ? 矩形系数K0.1——滤波器对信号的衰减为-20dB(或-40dB、 -60dB)时的频宽与滤波器带宽BW的比值。其值越接近 于1,滤波器的选择性越好。 3dB K 0.1=BW 0.1/BW

20dB

BW BW0.1

fC
7

f

阻抗匹配
? 阻抗匹配——使系统反射系数为零,即 无反射时称为匹配。 ? 相应的传输线有三种状态:无反射状态 (行波)、全反射状态(驻波)、行驻 波。

8

驻波比、回波损耗
? 驻波比——行驻波状态时,波腹电压与波节电 压之比(VSWR)。 ? 回波损耗RL(dB) =反射信号电平(dBm)–入 射信号电平(dBm)
驻波比——回波损耗对照表: 驻波比(SWR) 1.2 回波损耗(dB) -21 1.25 -19 1.3 -17.6 1.35 -16.6 1.4 1.5

-15.6 -14.0

9

三阶互调
? 三阶互调——若存在两个正弦信号?1和?2,由于 非线性作用将产生许多互调分量|±p ?1 ±q ?2 |, p+q称为阶。其中的2 ?1–?2和2 ?2 –?1两个频率分 量称为三阶互调分量。 ? 三阶互调系数M3——三阶互调分量的功率P3和信 号?1或?2的功率P 1(2)之比称为三阶互调系数M3, 即M3=10lgP3/P1 (dBc)。M3越小,互调干扰就越小。
?P1 ?2? 1–?2 ?? 1 ?? 2 ?P3 ?2? 2–?1 f
10

噪声系数(NF)
? 噪声系数(NF)——衡量电路或系统的噪声性能 好坏(噪声恶化程度)的参数。定义为输入信 (载)噪比与输出信(载)噪比的比值。单位为 分贝(dB)。 ? NF(dB)=输入载噪比(dB)–输出载噪比(dB) ? NF(dB)越小,系统噪声性能越好。理想时, NF=0dB(1)。

11

耦合度
? 耦合度——耦合端口与输入端口的功率比。单位为dB。 ? 耦合度(dB)=耦合端口功率(dBm)?输入端口功率 (dBm) 输入端口 20dBm 耦合端口 10dBm 耦合器 输出端口 19dBm

耦合度为10dB 损耗为1dB
12

隔离度
? 隔离度——衡量两天线之间信号隔离(不被接 收)的程度的量,单位为dB。 ? 隔离度(dB)=接收天线接收功率(dBm)?发 射天线发射功率(dBm) ? 例如:天线隔离度LC——指天线1的输出功率 与它进入天线2输出端(末级)的功率之比。 (图中L1称为转换损耗——指天线2上来自天 线1的功率(即干扰)与天线2产生的互调产物 功率之比。)
L1 1 2

LC

13

天线方向图(波瓣图)
? 天线方向图——表示天线各辐射方向的场强的图 (或者说是天线辐射的电磁波在空间存在的范围)。 由于方向图呈花瓣状,又称为波瓣图。 ? 方向图宽度——表示天线辐射能量集中的程度,又 称半功率波瓣宽度。其定义为辐射功率下降到最大 辐射方向的一半(或者说场强下降到最大方向的 0.707倍)的两个方向的夹角(2?0.5)。一般是方向 图越宽,增益越低;方向图越窄,增益越高,向前 辐射能力强。 ? E面方向图指与电场平行的平面内辐射方向图。 ? H面方向图指与磁场平行的平面内辐射方向图。
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天线波瓣图
0.707Emax

后瓣

2?0

2?0.5

Emax

旁瓣 主瓣

0.707Emax

15

天线增益(dB)、天线前后比F/B
? 天线增益——指天线将发射功率往某一指定方向 集中辐射的能力。一般把天线的最大辐射方向上 的场强Emax与理想多向同性天线均匀辐射场强E0 相比,以功率密度增加的倍数定义为增益,即 Ga=(Emax / E0)2。 ? 天线增益Ga(dB)=10lg Ga(dB) ? 天线前后比F/B——指最大正向增益与最大反向 增益之比,用分贝(dB)表示。其值越大天线的 方向性越好。
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天线型号、波瓣图

ODP-085/V11-NG 小区覆盖天线

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单工、双工
? 单工——有单频单工、双频单工之分。单频(同频) 单工制,即收发使用同一频率,由于接收和发送使用 同一个频率,所以收发不能同时进行,称为单工。适 用于用户少、专业性强的移动通信系统中(如对讲 机)。 ? 双工——异频双工制,即收发双方使用两个不同的频 率,任何一方在发话的同时都能收到对方的讲话。但 这种工作方式的缺点是发射机总是工作的,故耗电大。 ? 准双工——MS的发射机仅在发话时才工作,而接收机 总是工作的,这样MS可省电。准双工与双工制兼容, 在移动通信中广泛应用。
18

2、常用射频器件、 模块介绍

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放大器(Amplifier)
? 放大器(Amp.)——用于实现信号放大的电路。 有低噪声放大器(LNA)和功率放大器(PA)。 ? 主要指标——增益、饱和功率(ALC电平)。

LNA

PA

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滤波器(Filter)、双工滤波器(Duplex)
? 滤波器——通过有用频率信号而抑制无用频率信号的 电路、器件或模块。有有源滤波器和无源滤波器之分。 ? 主要指标——选频宽度(带宽BW)、选择性、插损、 带外衰减。 ? 双工滤波器——简称双工器。可把两路不同频段的信 号合成一路,或把一条传输线中两路不同频段的信号 分成两路。 ? 主要指标——插损、隔离度。
DUP

21

环行器、双工环行器
? 环行器——使信号单方向传输的器件。 ? 双工环行器——即双工环行滤波器,是一种能使 信号实现单方向传输的双工滤波器。根据信号走 向来完成分路、合路的功能。

DUP

22

衰减器(Attenuator)
? 衰减器——在相当宽的频段范围内一种相移为 零、其衰减和特性阻抗均为与频率无关的常数 的、由电阻元件组成的四端网络。其主要用途 是调整电路中信号大小、改善阻抗匹配。衰减 的单位为dB。衰减器有功率容量的要求。 ? 主要用途——衰减器主要用于放大器输出功率 测试,为测试配件(先衰减,再进频谱仪)。 可变衰减器用于主机输入信号的调整,多用于 室内直放站。
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例如
无线直放站R-9110AC系统原理图
ATT

DT

LNA

PA

MT

ATT
PA LNA

监控单元

232接口
Note Book

24

合路器
GSM/CDMA 双频合路单元

RM-NKC1/RM-NKC2 基站合路单元

FD-U900D1850B200NNOO 双频合路单元
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耦合器(Coupler)
? 耦合器——实现从主干通道中提取出部分信号 的器件。 ? 分类——按耦合度的大小分为5、10、15、20、 ?dB不同规格;从基站提取信号时可用大功率 耦合器(300W),其耦合度可从60~65dB中选 用。耦合器的接头多采用N头。
主干通道 20dBm 耦合端 10dBm 耦合器 19.3dBm

耦合度为10dB 损耗为0.7dB
26

耦合器
900MHz耦合器

RC-5NK/NK/NK-05C插损2.2dB
RC-5NK/NK/NK-30C插损0.4dB 宽频带耦合器(800~2500MHz)

RC-5NK-06F
RC-5NK-20F

插损1.8dB
插损0.7dB

宽频带耦合器(800~2300MHz) RC-5NK/NK/NK-06F1插损1.8dB RC-5NK/NK/NK-20F1插损0.7dB
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功分器(Power splitter)
? 功分器——进行功率分配的器件。有二功分器、 三功分器、四功分器等;接头类型分N头 (50?)、SMA头(50 ?)、和F头(75 ?) 三种,我们公司常用的是N头和SMA头。 ? 主要指标——插损、隔离度
10dBm
损耗3.5dB
28

6.5dBm 6.5dBm

功分器
900MHz功分器

RD-52N/NP-C0插损3.5dB
RD-53N/NP-C0插损5.2dB RD-54N/NP-C0插损6.5dB 宽频带功分器(800~ 2400MHz) RD-52N/NP-F1插损3.5dB RD-53N/NP-F1插损5.2dB RD-54N/NP-F1插损6.5dB
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负载、转接头
? 负载——终端在某一电路(如放大器)或电器 输出端口,接收电功率的元器件、部件、或装 置,统称为负载。 ? 对其要求——阻抗匹配和所能承受的功率。 ? 转接头——把不同类型的线缆接头连接在一起 的器件。 ? 接头类型——SMA/N/BNC/TNC/F/DIN ,接头 分公型(J)和母型(K)。
30

接头、转接头
接头:N-J8C (针头)
配8D馈线
NJ-1/2C (针头) NK-1/2C (孔头)配1/2馈线 NJ-7/8C (针头) NK-7/8C (孔头)配7/8馈线

转接头:N-50KK
N-50JJ
N/SMK-JK

用于N-J与N-J接头的连接

用于N-K与N-K接头的连接
用于N-K与SMK-J接头的连接

31

天线、馈线
? 天线(Antenna)——是将高频电流或波导形 式的能量变换成电磁波并向规定方向发射出去, 或把来自一定方向的电磁波还原为高频电流的 一种设备。 ? 馈线——是传输高频电流的传输线,通常是同 轴电缆。指标为线损(dB)。

32

天线
ODP-090/V14-NG定向板状天线 ODP-030/V18-NG定向板状天线

33

天线
ORA-010-V18-NG抛物面天线 (口径1.2米) ORA-008-V21-NG抛物面天线 (口径1.8米)

ORA-010-V25-NG抛物面天线 (口径 2.4米)

34

天线
IXD-360/V03-NW室内吸顶天线

IWH-090/V08-NG室内壁挂天线

IWH-085/V09-NG室内壁挂天线
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馈线
电缆馈线:8D馈线(细)、1/2馈线(中)、7/8馈线(粗) 损 耗:14dB/百米、 8dB/百米、 4.5dB/百米、

36

符号标识
无源设备:

天线

ANT n-mF

功分器
合路器

PS n-mF
CB n-mF

耦合器 T n-mF

负载

LD n-mF
楼层

衰减器

AT n-mF

有源设备:

主机 HUB n-mF 通为PA)n-mF 编号

干放

RP (小灵
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符号标识
光纤分布设备:

主机单元 HS n-mF
光功分器 OPS n-mF 馈线: 起始端 终止端

远端单元 RS n-mF

FROM—设备编号 TO—设备编号
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3、光器件介绍

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光功率、光端机
? 光功率——衡量光信号大小的指标。可用光 功率计直接测试,其单位是dBm。 ? 光端机——主要由光发送机和光接收机组成。 光发送机的功能是把要传送的电信号转换成 光信号,并输入光纤中进行传播。光接收机 的功能是把接收到的光信号恢复成原电信号。 由于通信是双方的,所以光端机同时完成电/ 光(E/O)和光/电(O/E)转换。

40

激光器、光接收器
? 激光器——由激光二极管产生光信号并同 时完成光调制过程(即E/O转换)。激光 器用在光发射机中,主要指标是发出的光 功率。 ? 光接收器——完成光解调过程(即O/E转 换)。用于光接收机中,主要指标是接收 灵敏度。

41

光分路/合路器
? 光分路/合路器——是一种能对光信号进行功率 的分配或合成(光分路/合路)的器件。(相当 于电信号的功率分配器和功率合成器)

42

波分复用器(WDMer)
? 波分复用器——光合波器或光分波器统称为波 分复用器。它能将多个光载波进行合波(波分 复用器WDMer)或分波(解复用DeWDMer), 使光纤的通信容量成倍的提高。目前采用 1310nm/1550nm波分复用器较多,它可将波长 1310nm和1550nm的光信号进行合路或分路。 ? 主要指标——插损和隔离度。
1.31?m+1.55 ?m 1.31?m 1.55?m
43

光衰减器、光法兰头
? 光衰减器——就是在光信息传输过程中对光功 率进行预定量的光衰减的器件。按衰减值分3、 5、10、15、20dB五种。 ? 光法兰头——即光纤连接器,实现两根光纤连 接的器件。目前公司采用FC型和SC型两种活 动连接器,既可以连接也可以分离。

44

光纤
? 光纤——传输光信号的光导纤维,材料是玻璃纤芯和 涂覆层。分为多模光纤和单模光纤两大类。 ? 单模光纤——传输频率单一的单色直线光,芯径在 10?m以下(如8.3 ?m/125 ?m光纤),其标准工作波长 为1.31 ?m/1.55 ?m。 ? 多模光纤——传输多频共存的多色波动光,芯径在50 ?m以上(如62.5 ?m/125 ?m光纤),其标准工作波长 为0.85 ?m/1.31 ?m。

衰减值
波长
单模光纤(A级) 多模光纤 3~3.5dB/km

850nm

1310nm
?0.35dB/km 0.6~2.0dB/km

1550nm
?0.25dB/km

45

光缆、尾纤
? 光缆——由若干根光纤组成,加有护套、外护 层和加强构件,具有较强的机械性能和防护性 能。种类有室外光缆、室内光缆、软光缆、设 备内光缆、海底光缆、特种光缆等。 ? 尾纤——带有光纤连接器的单芯光缆。规格有 2、5、10、15、30m。

46

4、移动通信概念介绍

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*演化过程图
Total Access Communication System
General Packet Radio Switch通 用无线分组交换 增强型数据 速率系统

2.5G GPRS

模拟蜂窝 1G 英国TACS 美国AMPS
(瑞典NMT 日本HCATS)

数字蜂窝 2G 欧 GSM 美高通CDMA (IS-95A/B) 美DAMPS 80中-2000

EDGE IMT-2000 3G
欧W-CDMA 北美cdma2000 1x/3x MC(多载波) 中TD-SCDMA

70中-80末
Phone System

2001
Code Divided Multi Access

Advanced Mobile

时分—同步 码分多址

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*系统组成图
PSTN PLMN
位置区2 位置区1

汇接局 MSC1

中继线 基站区

汇接局 MSC2

长话局
业务区 (国、省) 位置区 (两个基 站区)

BS
MS
基站区 (1 个 小区)

BS BS

MS

BS
MS

MS

MS

MSC区

BS

MSC区
49

*我国的发展情况
1987.11 广州900MHz模拟TACS系统开通 1994-1995 GSM900系统开始建设并进入大规模建设,且实现 全国联网(中国移动和中国联通两大运营商) 1997 DCS1800系统陆续开通 1996 CDMA(IS-95)美国Qualcomm在天津建试验网, 1997 CDMA 北京、广州、上海、西安试点(133号) 2001 中国移动GPRS—―移动梦网”计划 2001 中国联通CDMA的全面铺开(CDMA归于名下) A、B、G、C、D―五网并存”:A网、B网—TACS模拟网 (设备不同,A网21省、B网15省)。G网—GSM900MHz 网,国际漫游,世界最大网。 C网—CDMA800MHz网,原 属中国电信、长城公司,现归属中国联通。D网—DCS1800, 与GSM兼容,自动切换,双频手机。
50

*主要特点
1、移动无线通信 2、电波传播环境恶劣 阴影效应(慢衰落) ——分集接收技术 多径效应(快衰落) ——分集接收技术 上下行均衡——分集接收技术 远近效应(相互干扰)——自动功率控制技术 多径时延——均衡技术 3、噪声和强干扰 互调干扰——选择性 邻道干扰——自动功率控制技术 同频干扰——组网时注意
51

*主要特点
4、多谱勒效应
多谱勒频移——锁相技术(PLL) 5、用户经常移动——跟踪交换技术 位置登记、越区切换、漫游访问等 6、频率资源有限——各种提高频谱利用率的技术

多址技术、调制技术、智能天线技术、话音编码技 术等
52

*主要技术
1、多址技术 FDMA频分多址—模拟系统; TDMA时分多址—欧GSM、美DAMPS、日PDC系统; CDMA码分多址—IMT-2000 3G标准;

SDMA空分多址(智能天线技术)—3G系统。
2、调制技术 线性调制技术—QPSK正交移相键控、?/4-QPSK(美日 使用); 恒定包络调制技术—MSK最小移频键控、GMSK高斯滤 波MSK(欧GSM使用)。
53

*主要技术
3、话音编码技术 波形编码—如PCM、?M编码,16-64kbps话音质量好,16kbps以 下质量下降; 声源编码—即参量编码,2-4.8 kbps。如线性预测编码LPC,话 音质量只能中等; 混合编码—方向是高质量、低速率, 8-16kbps。如规则码激励长 期预测编码RPE-LPT ,13bps, GSM使用,良好的话音质量, 使用最多。码激励线性预测编码CELP ,8bps,美日使用。

4、自适应均衡与分集接收技术—克服码间串扰、衰落现象等。
5、跟踪交换技术—位置登记技术、一齐呼叫功能、信道切换技 术、信道控制技术等。
54

*GSM900系统概况
? 是2G数字蜂窝系统。 ? 工作频率900MHz(上行890—915MHz,下行935 — 960 MHz,共25MHz宽),载波间隔200 kHz,双工间隔 45MHz。载波频率=890/935+0.2?载频号(MHZ)。 ? 中国移动:上行890—909MHz,下行935—954 MHz。 (19MHZ宽) ? 中国联通:上行909—915MHZ,下行954—960 MHZ。 (6MHZ宽) ? 采用GMSK调制技术,占有200kHz带宽,调制传输速率 270.83 kbps。 ? 采用RPE-LTP话音编码技术,话音速率为13 kbps。 ? 多址技术:FDMA(载波间隔200kHz划分小区)和 TDMA(每载波8个时分信道)混合多址技术。
55

*GSM系统的组成
移动台MS
MS

基地站分 系统BSS

BSS BTS BTS
MS

No.7 Sddp

移动交换分 系统MSS

公众信息网

MSC
SP

PLMN
PSTN ISDN

BSC
SP

SP

BSS
MS

HLR EIR AC

PDN
VLR OMC

无线接口

GSM网
OMC运行管理中心 HLR归属位置寄存器 VLR访问位置寄存器 EIR设备识别码登记处 AC鉴权中心 MSC移动交换中心 PLMN公众陆地移动通信网 PSTN公众交换电话网 ISDN综合业务数字网 PDN公众数字网
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BSS基站分系统 BSC基站控制器 BTS基站收发信台 MS移动台 SP信号节点

*GSM系统的移动交换分系统MSS
MSS:MSC、HLR、VLR、EIR、OMC、AC、SP组成。 MSC:负责移动交换站各种类型的呼叫,通过ITU No.7信 令与HLR、VLR、EIR三种数据库连接。 HLR:保存“家区”移动用户的位置信息、用户识别码、访 问状态、及可使用的业务等。 VLR:进入新区用户向被访位置寄存器(VLR)报告原籍位 置区及识别码。(并且VLR与本区HLR及相邻VLR之间保持 联系,保证呼叫连接的建立) AC:存放检查移动用户是否能入网或建立呼叫的控制连接。 EIR:保存所有移动用户的识别码,以便于MSC确认用户是 否有权使用某业务。
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*GSM系统的基站分系统BSS
无线基站的作用:是一套为一个全向无线小区或三个扇形无 线小区服务的设备。主要作用是处理基站与移动台之间的话 音和数据信号,在MSC和MS之间起中继作用。在通话期间, 基站利用监测音(SAT)和测量接收信号强度(SR)的方法, 监视无线传输质量。一般由BTS收发信台(一部或多部)、 BSC控制器、电源和天线等组成。 BSS基站分系统:一个BSC和若干受BSC控制的BTS组成。 BSC基站控制器:负责无线信道的分配,传送系统信号和用 户信息。支持连接到MSC、BTS的各种接口。 BTS基站收发信台: 控制部分:对BTS的操作和维护管理及提供基准时间 BTS 基带部分:帧控制单元、帧构成单元、跳频单元 载频单元:发信机、接收机、天线耦合单元、主频 发生器、电源
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*DCS1800系统概况
? 与GSM兼容,自动切换,使用双频手机,呼通率高,话 质好。 ? 工作频率比GSM高,电磁波空间损耗大, 室内穿透力 强,基站覆盖范围小,故基站覆盖范围700m~1200m。 ? 工作频率1800MHz(上行1710~1755MHz,下行 1805~1850MHz,共45MHz宽),双工间隔 95 MHz。 ? 中国移动:上行1710~1745MHz,下行 1805 ~ 1840MHz。 (35MHz宽)。 ? 中国联通:上行1745~1755MHz,下行 1840~ 1850MHz。 (10MHz宽)。
59

5、电磁波传播损耗模型介绍

60

室外电磁波传播损耗模型
A. 自由空间损耗模型 B. Cost/Walfish/Ikegami可视路径损耗模型 C. Okumura-hata模型

61

A、自由空间损耗模型
?公式模型: Lb=32.4+20log(d)+20log(f)
式中:d 距离,单位 km
f 频率,单位MHz 例如:900MHz时 Lb=91.5+20log(d) (dB)

(dB)

?适用场合:可视空旷的自由空间

?结论:频率越高,衰减越大;距离越远,
衰减越大。
62

B、Cost-231/Walfish/Ikegami 可视路径损耗模型
?公式模型1:

Lb=42.6+26log(d)+20log(f)
f 频率,单位MHz

(dB)

式中:d 距离,单位 km(1km范围内准确性较高)
?适用场合:f = 800~2000MHz, d = 0.02~5km; 基站天线高度hb=4~50m; 移动天线高度hm=1~10m;

适用于城市微小区覆盖设计,视线通畅的情况。
63

Cost-231/Walfish/Ikegami 可视路径损耗模型
?公式模型2:

Lb=Lo+Lrts +Lmsd (dB)
式中:Lo自由空间传输损耗 Lrts屋顶至街道的绕射及散射损耗 Lmsd多重屏障的绕射损耗

?适用场合:
适用于城市微小区覆盖设计,视线不通畅的情况。
64

C、Okumura-hata模型(OM)
?公式模型1:

Lb(城区)=69.55+26.16log(f)-13.82log(hb)
-a(hm)+[44.9-6.55log(hb)]×log(d)
式中:d 距离,单位 km(1~20km范围内准确性较高);
f 频率,单位MHz; a(hm)修正因子,中小城市取0。

?公式模型2:

Lb(农村)= Lb(城区)-2[log(f/28)]2-5.4
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Okumura-hata模型(OM)
?公式模型3:

Lb(开阔地)= Lb(城区)-4.78(logf)2+18.33logf-40.94 ?适用条件:GSM900MHz,
d=1~20km; 基站天线高度hb=30~200m; 移动天线高度hm=1~10m; 适用于准平坦地形——城区、郊区、开阔地、丘陵、山地、 水域等。平均建筑高度不太高的城市大蜂窝覆盖设计;城镇、 乡镇覆盖设计。
66

室外电磁波传播损耗类型
? 损耗与距离的关系:在1~20km以内,大致 为40dB/dec;距离增大时,50~60dB/dec。 ? 自由空间损耗 ? 绕射损耗 ? 反射损耗 ? 建筑物贯穿损耗 ? 人体损耗:3dB左右 ? 车内损耗:8~10dB左右 ? 植被损耗:树林内部0.2dB/m(900MHz)、 0.3dB/m(1800MHz);部分穿过树林或绕射 20dB/dec;接收机周围有树林10dB。 ? 大气吸收、雨雾吸收损耗
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室内电磁波传播损耗模型
A. 室内路径损耗因子模型 B. 室内自由空间路径损耗附加因子模型 C. 室内路径损耗估算

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A、室内路径损耗因子模型
?公式模型: PL(d) = PL(do)+10×nSF×log(d/do)+FAF
nSF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(10~20 dB )。 ?例如:计算同层d=15米距离损耗(GSM900MHz) do设定为1米,则 PL(do)= PL(1m)=91.5+20log(0.001)=31.5 dB nSF取2.8, FAF=0dB 故 PL(15m) = PL(1m)+10×2.8×log(15/1)+0 =31.5+32.9= 64.4 (dB)

(dB)

式中: PL(do)表示近地参考距离( do=3~10?),自由空间损耗;

?注:计算损耗时需预留10 dB的衰减储备
69

B、室内自由空间路径损耗 附加因子模型
?公式模型:

PL(d) = PL(do)+20log(d/do)+?×d
?为路径损耗因子(-0.2~1.6dB/m)。

(dB)

式中: PL(do)表示近地参考距离( do=3~10?),自由空间损耗; ?例如:计算同层d=15米距离损耗(GSM900MHz)
do设定为1米,则 PL(do)= PL(1m)=91.5+20log(0.001)=31.5 dB

?取0.6dB/m
故 PL(15m) = PL(1m)+20log(15/1)+0.6×15 =31.5+23.5+9= 64 (dB)

?注:计算损耗时需预留10 dB的衰减储备

70

C、室内路径损耗估算方法
?估算公式:
损耗 = 自由空间损耗 + 阻挡损耗+多径衰落
式中:自由空间损耗Lb=32.4+20log(d)+20log(f) =91.5+ 20log(d) (900MHz) 阻挡损耗:波长越短,对阻挡物的穿透力越强。 墙体的阻挡(5~20dB) 楼层的阻挡(20dB以上) 家具等其它障碍物的阻挡(2~15dB)

电梯损耗(30~40dB)
多路径衰落:10dB左右

? 损耗储备7~10dB
71

室内损耗举例
——15米同层损耗(GSM900)
? 公式A:PL(15m) = PL(1m)+10×2.8×log(15/1)+0
=31.5+32.9= 64.4 (dB) ? 公式B:PL(15m) = PL(1m)+20log(15/1)+0.6×15

=31.5+23.5+9= 64 (dB)
? 公式C: PL(15m) =91.5+20log(0.015)+10(多径衰落) =55+10=65 (dB) 设天线馈入功率为5dBm,天线增益为2.1dBi,则离 天线口15米处的信号场强为: 5dBm + 2.1dBi - 64dB - 10dB(衰减储备)=-66.9dBm
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