RNP培训.

RNP培训教程ISE－RNORNP培训教程—2Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell目录无线传播理论天馈系统基础话务容量链路预算与小区覆盖范围计算小区复用原理网络跳频技术简介RNP培训教程—3Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell无线传播基础知识RNP培训教程—4Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell内容自由空间传播移动通信系统中的三种传播机制•反射、散射、衍射衰减衰落•移动通信系统中的三种衰落模式室内传输及人体损耗传播损耗模型地形建模RNP培训教程—5Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell无线电波基础知识无线电波是一种能量传输形式，在传播过程中，电场和磁场在空间是相互垂直的，同时这两者又都垂直于传播方向麦克斯韦方程简答描述•变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场电场电场电场振子电波传输方向磁场磁场RNP培训教程—6Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell“光线”传播路径(1)传播条件：•对传播有影响的物体比波长大得多•接收机处于发射机作用范围的远区场强的光学计算：•在视线内(LOS)的小范围内能量的流向,即菲涅尔区域•从光学角度考虑能量流向•部分运用光线物理定律简化场强计算RNP培训教程—7Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell光线传输路径(2)发射机接收机视行（LOS）视行（LOS）+/2菲涅尔区域dRNP培训教程—8Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell自由空间的传播PtPrdErH各向同性辐射体各向同性接收天线SrPASPdrert2244LdBPPfMHzdkmfstr1032452020log.loglog自由空间传播损耗：Pt发射功率Pr被接收的各向同性功率E电场强度H磁场强度Sr辐射密度Ae天线有效作用面积RNP培训教程—9Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell移动通信系统中的三种传播机制－－反射表面机制聚积机制折射波直接传输波地面反射波对流层大气层反射（Reflection）•电磁波遇到比波长大的多的物体时发生，一般发生于地球表面，建筑物和墙壁表面；•反射系数与反射介质表面的粗糙程度、透射率、导电性、电磁波入射角度相关；RNP培训教程—10Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell移动通信系统中的三种传播机制－－反射Pr=Rh/RvP0Rh/v=f(,,,h)RhRvhP0h水平反射因子垂直反射因子入射角介电常数传导率表面粗糙度PrRNP培训教程—11Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell移动通信系统中的三种传播机制－－散射散射（Scattering）•传播路径中存在小于波长的物体并且单位体积内的阻挡体个数很大时，发生散射；•散射波产生于粗糙表面、小物体、或其它不规则物体。在实际通信中，树叶、街道标志和灯柱等会引发散射RNP培训教程—12Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell移动通信系统中的三种传播机制－－衍射（1）当障碍物的物理大小与波长相当时，将产生衍射无线电波在障碍物处传输发生“弯曲”•障碍物厚度与波长之比越小，“弯曲”角越大•障碍物将导致衰减：衍射损耗RNP培训教程—13Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell移动通信系统中的三种传播机制－－衍射（2）第一菲涅尔区域rrdddd1212菲涅尔区域半径BTSMSd1d2h0视行衍射波的传播路径d1d2h0替换后的障碍物（刀刃）h0=视线上方障碍物高度d1,d2=障碍物与BTS、MS之间的距离RNP培训教程—14Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell移动通信系统中的三种传播机制－－衍射（3）费涅尔绕射系数与绕射损耗•横轴：绕射系数,与阻挡物高度、阻挡物距发射机、接收机的距离、电磁波波长相关•纵轴：绕射损耗；•近似＝h×√(2×(d1+d2)/×d1×d2)刀刃衍射函数附加的衍射损耗F(v)v：间隙参数,v=-h0/r注意事项:h0=0L=6dBRNP培训教程—15Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell移动通信系统中的三种传播机制－－衍射（4）衍射几何理论（GTD）及衍射均一理论（UTD）GTD:衍射几何理论•几何光学的延伸引入衍射因子Dh/vUTD:衍射均一理论•GTD的延伸（去除障碍物阴影及反射界面的不连续因素）建筑物拐角反射界面阴影界面视行区阴影区反射区PdP0Pd=Dh/vP0RNP培训教程—16Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell衰减（1）雨滴衰减（f＞7GHz）•与降雨量及雨滴形状有关•计算雨滴衰减的克莱因（Craine）方法:Lrain:雨水衰减（dB）a,b:衰减因子，与极化方式、频率有关R:降雨量（mm/hour）d:路径长度（km）LaRdrainbRNP培训教程—17Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell衰减（2）大气吸收•氧气与水蒸汽的存在，导致大气吸收•当频率大于7GHz时，吸收作用较显著•与气候带及路径长度有关由于氧气与水蒸汽的存在，导致大气中的信号衰减RNP培训教程—18Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell衰落引起衰落的因素•多径传播•在不均一的环境中随时间而变化•接收机的移动造成原始信号的传播延迟平坦衰落(与频率无关)•障碍物损耗，折射•雨滴RNP培训教程—19Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell衰落－－多径传输无线电波在空中传播时，除了直接传播外，遇到障碍物，例如，山丘、森林、地面或楼房等高大建筑物，还会产生反射。因此，到达接收天线的电波不仅有直射波，还有反射波，这种现象就叫多径传输。由于多途径传播使得信号场强分布相当复杂，波动很大；也由于多径传输的影响，会使电波的极化方向发生变化，因此，有的地方信号场强增强，有的地方信号场强减弱。另外，不同的障碍物对电波的反射能力也不同。我们应尽量避免多径传输效应的影响。RNP培训教程—20Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell衰落－－信号变化信号变化大规模（慢速）衰落•基站与移动台之间的地形结构、地球曲率等几何因素而产生该衰落对数正态衰落•汽车、树木、建筑物等阴影或反射而产生该衰落短期（快速）衰落（瑞利Rayleigh/莱斯Rician衰落)•多路径的相位变化而产生该衰落RNP培训教程—21Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell衰落－－大规模衰落大规模衰落由地形的大范围变化而产生•典型的相关长度＞100m...200m需要考虑的事项应用精确的场强预测模型和适宜的50m...200m地形数据库进行预测:•地形学•地貌构造(土地使用情况)RNP培训教程—22Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell衰落－－对数状态衰落对数正态衰落由各种阴影及反射体产生，如•各种地形外廓•建筑物，机动车，树木等...典型的相关长度•10m...100m需要考虑的事项•信号统计学,对数正态分布的场强中值Fmed和标准偏差RNP培训教程—23Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell衰落－－短期衰落由不同相移的多传输路径的场强叠加而产生•莱斯（Rician）衰落:主要来自可视（LOS）路径•瑞利（Rayleigh）衰落:主要来自不可视路径典型的相关长度•＜（波长）PowerTime区域平均功率衰落呈对数正态分布的慢衰落跌加在上面的快衰落需考虑的事项•在GSM中应考虑（系统门限值，干扰门限值）•谨记:静态衰落模式将引起信号幅度跌落（衰落空洞）RNP培训教程—24Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell衰落－－延迟扩展及码间干扰由于多径反射，无线信号将沿着不同的路径传播到接收机处。每条路径都有着不同的路径长度，所以每条路径到达接收机的时间是不同的，这使得接收机在时域窗口内接受到的信号轮廓不清或被扩展，这种现象称为延迟扩展。PowerTime发射端接收端在实际的数字无线系统中，带宽受限的系统会受到码间干扰（ISI）的影响而降低传输性能。一般的，在时间色散媒质中（如空气，光纤介质），数字传输的速率Rb被延迟扩展所限制而造成码间干扰。码间干扰是数字通讯系统特有的干扰表现，我们应尽可能多的不引入任何码间干扰来减小信号带宽。RNP培训教程—25Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell室内传输穿透损耗多次折射多次反射室内环境的准确模型实践中的解决方法：经验模型！RNP培训教程—26Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell室内传输经验模型d额外损耗[dB]随入射角度变化曲线05101520253035061218243036424854606672788490入射角度额外衰减dBd在入射角度为0时，功率随墙体厚度d变化曲线RNP培训教程—27Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell室内渗透与环境有关天线是否可见?内部未知因素•通常的假设模型IncidentwaveIncidentwaveLindoor=3...15dBLindoor=13...25dBLindoor=dB(deepbasement)Lindoor=17...28dB-2.7dB/floor(1st...10thfloor)-0.3dB/floor(11th...100thfloor)Lindoor=7...18dB(groundfloor)RNP培训教程—28Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell人体损耗（1）对在一无回声的房间内行走的人进行测试所得到的衰减-时间曲线RNP培训教程—29Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell人体损耗（2）将人的头部模拟为球体移动台天线附近区域•远离头部•靠近头部计算模型RNP培训教程—30Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell传播损耗模型（1）国际无线电咨询委员会（CCIR）推荐的计算方法CCIR推荐方法中提供了多种传输曲线图表•基于Okumura(1968)的计算方法•示例(CCIR报告567-3)：–城市地带的中值场强–频率F=900MHz–hMS=1.5m–虚线：自由空间怎样将这一经验运用到场强预测模型中？•在某一区域适用该曲线的模型Hata方法–该方法后来由欧洲科学技术协作会（COST）修改为：COST231Hata/OkumuraRNP培训教程—31Allrightsreserved©2004,AlcatelShanghaiBell传播损耗模型（2）移动无线传输d自由空间传输(菲涅尔区域无阻挡)L~d2靠近移动台的菲涅尔区域有严重阻挡L~d3.7RNP培训教程—32Allrightsreserved©2004,Al