基本概念學(xué)習(xí)包-td-lte無線電波基礎(chǔ)知識(shí)

移動(dòng)通信基礎(chǔ)知識(shí)通信基本概通信系統(tǒng)的10-1所示。它主要由發(fā)信端、信道和收信端三部分10-1、行A/D變換、壓縮編碼后形成數(shù)據(jù)信號(hào)，送入信道編；信道編可對(duì)頻率的載波上，這里的信道通常是指?jìng)鬏斏漕l信號(hào)的信道，如微波信道、dB、dBi、dBm的概dB是功率的比值（增益等）10dBidBidBddBi是指天線相對(duì)于無方向天線的功率能量xWdBm1W30dBm，等于天線增益與天線水平/垂直波束寬3dB的兩個(gè)方向的3dB的兩個(gè)方向的底噪、噪聲系數(shù)、增益與接收靈敏底噪=-174dBm+10lgB（B：信號(hào)帶寬）+噪聲系數(shù)。其中：-174dBm10lgB 系數(shù)是衡量輸出信噪比的程度。NF

10log(S/(S/N)out其中，(S/N)in是輸入信噪比，(S/N)out調(diào)制與解號(hào)轉(zhuǎn)變成適合傳送的電波信號(hào),常用于無線電波的廣播與通信、利用線的作用的實(shí)質(zhì)就是使相同頻率范圍的信號(hào)分別依托于不同頻率的載波上相位偏移調(diào)制，又稱移相鍵控（PSK，PhaseShiftKeying）是一種利用相位根據(jù)傳輸符號(hào)的個(gè)數(shù)，PSKBPSK、QPSK、16PSK、64PSK，通常采BPSK和QPSK。10-2BPSK10-3QPSKPSK可以被認(rèn)為是幅度不變、僅有相位變QAM發(fā)射信號(hào)集可以用星座圖方便地表示。星座圖上每一個(gè)星座點(diǎn)對(duì)應(yīng)發(fā)射10-4 移動(dòng)通信中的信道特?zé)o線特一切無線信道都是基于電磁波在空間來實(shí)現(xiàn)信息的直射直射波是指在視距覆蓋區(qū)內(nèi)無遮擋的，直射波的信號(hào)最強(qiáng)dPt

W/式中Pt為，Gt為發(fā)射天線增益。GrA為：AGrPrAPtGtGr4d 通常研究路徑損耗，可以根據(jù)上式推導(dǎo)出空間的損耗公式PathLoss=32.44+20lgfMHz+式中，f為頻率，d為距離（公里）dd增加一倍，空間路徑損耗增加6分貝。同時(shí)，當(dāng)減小波長（提高頻率f），路反射繞射些振動(dòng)中心發(fā)出的波，稱為次波（10-5）。次波又可以產(chǎn)生新的振動(dòng)中10-5繞射波是由次級(jí)波的進(jìn)入陰影區(qū)形成的陰影區(qū)繞射波場(chǎng)強(qiáng)就是圍繞物所有次級(jí)波的矢量和,10-6所示。10-6透射透射主要發(fā)生在室外向室內(nèi)的情況下10-7無線電波的發(fā)接發(fā)散射10-8無線信道的特兩大類，另外還有到室內(nèi)的方式。圖10-9LOS無線環(huán)eNodeeNode圖10-10NLOS無線環(huán)eNode

透射多徑效在復(fù)雜的環(huán)境中接收到信號(hào)可能是直射波地面反射波和散射波的信號(hào)，接收到的場(chǎng)強(qiáng)為各部分的矢量波，從而產(chǎn)生多徑效應(yīng)。收機(jī)處于狀態(tài)接收信號(hào)也會(huì)由于無線信道所處環(huán)境中的物體的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生。無線信道的多徑導(dǎo)致小尺度效應(yīng)的產(chǎn)生，主要表現(xiàn)為經(jīng)過短距或短時(shí)后信號(hào)強(qiáng)度的急速變化多樣時(shí)延引起的擴(kuò)展（例如回音）影響小尺度的因素有射波到達(dá)時(shí)形成在時(shí)間、空間上相互區(qū)別的多個(gè)無線電波。隨機(jī)相位和不同幅度的多徑引起信號(hào)強(qiáng)度波動(dòng)，導(dǎo)致小尺度、移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度——與移動(dòng)臺(tái)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)會(huì)引起隨機(jī)頻那么這種運(yùn)動(dòng)將對(duì)小尺度起決定作用。否則，可僅考慮移動(dòng)臺(tái)接收信號(hào)會(huì)失真但本地信號(hào)強(qiáng)度不會(huì)很（即小尺度不占主導(dǎo)地位小尺度信號(hào)的強(qiáng)度和短距傳輸后信號(hào)模糊的可能性與多徑信道的特定幅度、時(shí)延及傳輸信號(hào)的帶寬有關(guān)。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)以恒定速率υ在長度為d，端點(diǎn)為X和Y的路徑上運(yùn)動(dòng)時(shí)收到S10-11所示。10-11θθθθ vSX點(diǎn)與Y點(diǎn)分別被移動(dòng)臺(tái)接收時(shí)所走的路徑差為ldcosvtcosΔt是移動(dòng)臺(tái)從X運(yùn)動(dòng)到Y(jié)所需的時(shí)間，θX和YX、Y處的2l2vt fdf1v 2 移動(dòng)通信中的損別為路徑損耗、慢損耗和快損耗。如圖10-12所示。信距信距=快+慢快+慢路徑損通信的情況有很大不同。所以當(dāng)假設(shè)在空間中時(shí)，路徑損耗表示為：L4df/其中：L代表路徑損耗，d代表收發(fā)端的距離，f代表無線電波頻率，c慢損慢損耗是由于在電波路徑上受到建筑物及山丘等的阻擋所產(chǎn)生的均值變化，其變化率較慢，故又稱為慢。由于慢表示接收信號(hào)的長期變化，所以又稱長期（long-term-fading）。一般認(rèn)為慢符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布L pm2205expmM2/22L p(m)代表接收電平場(chǎng)強(qiáng)中值的分布函數(shù)；mdBm；σL為基于位置函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)方差；M代表m快損(short-term-fading）。的角度范圍產(chǎn)生空間選擇性即信號(hào)幅值與天線的位置有關(guān)空間選擇性用相干距離ΔR來描述，其中λ為波長；Φ頻率選擇性用相干帶寬Δf描述f

TmTm坦大于相干帶寬時(shí)信號(hào)的相關(guān)性變差信道呈頻率選擇性fvcosv為移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度；λ θ時(shí)間選擇性用相干時(shí)間ΔT來描述TBB。移動(dòng)無線信道統(tǒng)計(jì)分瑞利分LLl

e，其中，LAllτll條路徑相對(duì)第一條路徑（τ=0）的時(shí)延；φll條路徑的信號(hào)相位。Ap(A)為：pA

e22,0A。/信號(hào)包絡(luò)的均值 /相位φp

1,0 萊斯分Akφk的信號(hào)；或者在媒質(zhì)中，除了隨機(jī)運(yùn)動(dòng)散射分量外，A的概率分布不再p(A)為：

A2A2 AAkpk

exp

I0

k,0A 2 2I0就是萊斯對(duì)數(shù)正態(tài)分 （long-termfading）。接收信號(hào)幅度值近似服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布，

logx2px

xexp

, xx為表示信號(hào)電平慢擾動(dòng)的隨量，σ的標(biāo)準(zhǔn)值為8dB移動(dòng)通信系統(tǒng)中信號(hào)的效陰影效。多普勒效運(yùn)動(dòng)速度成正比。多普勒效應(yīng)產(chǎn)生快。LTE系統(tǒng)中基本干擾定信號(hào)與干擾加噪聲比RS-CINR(或稱為RSSINRSignaltoInterferenceplusNoise無線模型模型研究的意波的方式和無線電波的。無線電波的方式主要是直射、反射、繞射、透射和散射無線電波的主要是瑞利和陰影對(duì)于模型的研究，傳統(tǒng)上集中于給定范圍內(nèi)平均接收?qǐng)鰪?qiáng)的，和特定位置附近場(chǎng)強(qiáng)的變化對(duì)于平均場(chǎng)強(qiáng)并用于估計(jì)無線覆蓋范圍的模型，Okumura-Hata模，2060年代，奧村（Okumura）等人在東京近郊，采用很寬范圍的頻率，的是不同頻率上的場(chǎng)強(qiáng)和距離的關(guān)系天線的高度作為曲線的參量。接著，由于使用Okumura模型，需要查找其給出的各種曲線，不利于計(jì)算機(jī)。HataOkumura大量測(cè)試數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上用公式擬合得到的，叫做Okumura-Hata模型。為了簡(jiǎn)化，Okumura-Hata作為兩個(gè)全向天線之間的損耗處理Okumura-Hata f 天線有效高度hb為30~200米hm1~10基本損耗中值公Lb69.5526.16lgf13.82lghb44.96.55lghb)(lgdahmdkm，fLb城為城市市區(qū)的基本損耗中值天線有效高度計(jì)算：設(shè)天線離地面的高度為hs，地面的海hghm，移動(dòng)臺(tái)所在位置的地面海拔高度為hmg。則天線的有效高度hb=hs+hg-hmg，移動(dòng)臺(tái)天線hm。公里的范圍內(nèi)的地面海拔高度的平均周圍5~10公里的范圍內(nèi)的地(1.1lgf0.7)hm(1.56lgf

a(h)8.29

1.54hm

m3.2lg2m00

h1.5m

設(shè)方向與街道的夾角為θ，則5.911lgdsin7.610lgd

d

5.9sin7.6cos

d實(shí)際上街道效應(yīng)一般在8~10km后將會(huì)故只考慮10km之 2lg2f OQ4.78lg2f18.33lgfOo2 f 2 Rulg282.39lgf

9.17lgfKh5.70.024h6.96lgh9.5lgh1

h5.70.024h6.96lgh

如圖10-13所示，由移動(dòng)臺(tái)算起，向方向延伸10km（不足90%之間的差值（適用于多次起伏的情況，起伏次數(shù)>3）。10-13h1hmgh/8hmin，其中hmin為計(jì)算剖面上⊿h的最小地形高Ksp10-14所示，斜坡地形有可能產(chǎn)生第二次地面反射。在水平d2>d1時(shí)，圖中正負(fù)斜坡都有可能產(chǎn)生第二次地面反射。10-14移移動(dòng)Hd(a)正斜坡H(b)負(fù)斜坡-dK

0.002d2 θm以毫弧度為單位， θm為移動(dòng)臺(tái)與連線的剖面上，移動(dòng)臺(tái)前后內(nèi)地形高Kim 這里使刃繞射損耗來計(jì)算，雖然計(jì)算量稍大，但要準(zhǔn)確一些10-1510-15211211 2rvp6.920lg

v0.12v0.12

v

v10-1610-16移動(dòng)移動(dòng)d移動(dòng)d(a)陸地靠近 (b)水域靠 2Kts 2

陸地靠近qdsd；ds為剖面上全程水體的長度。如果與移動(dòng)臺(tái)的剖面上，靠近200米內(nèi)有水體，則Ks(K(aK(b2Ks=K(b)S()3025lgasa15.6lga20.19lga

5a1aaα——建筑物密度，單位

Ks LL

Sah K K

COST231-Hata模Okumura-Hata1500MHz擴(kuò)展到2000MHz，所得到的模型表達(dá)式稱為COST231-Hata模型。與結(jié)果作為根據(jù)。它通過對(duì)較高頻段的Okumura曲線進(jìn)行分析，得到的公COST231-Hata模型的適用條件：f：1500~2000MHz；hb30~200米hm1~10米1~20km。Lb46.333.9lgf13.82lghbahm44.96.55lghblgddkm，fLb城為城市市區(qū)的基本損耗中值天線有效高度計(jì)算：設(shè)天線離地面的高度為hs，地面的海拔高度為hg，移動(dòng)臺(tái)