移动通信的损耗

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一、    动通信的电波传播
（一）、表征衰落特性的常用数字特征
1、 场强中值
具有50％概率的场强值称为场强中值，也就是在图1所示的场强曲线中，场强值高于规定
电平值的持续时间，占统计时间的一半时，则所规定的那个电平即为场强中值。其中，
T为统计周期，规定电平值为E0，在周期T中，高于E0电平值的时间有t1、t2及t3，如果
周期T取得足够长，则在T时间内场强超过E0电平值的概率为：
p(%)=(t1+t2+t3)/T*100%=∑ti/T*100%      (i=1~n)

2、 衰落深度
接收电平值与场强中值电平之差成为衰落深度。
衰落深度（dB）＝20lg(Ei/E0)
式中：Ei--接收电平值
3、 衰落速度
衰落速度定义为：单位时间内场强包络与给定电平值Er相交次数的一半，用N表示。通常
取场强中值E0为给定电平Er，此时也称为衰落率。一般，工作频率越高，衰落越快，场
强包络上升和下降就越陡峭。当移动台的行进方向正好朝着或背着信号传播方向时，衰
落最快，其平均衰落率可用下面的公式来表示：
N=2v/λ=1.85*1000*v*f(Hz)
式中：V的单位为km/h，f为MHz。
4、 衰落持续时间
衰落持续时间是指场强低于某一给定电平值的持续时间。在移动通信中，当接收信号电
平低于接收机门限电平时，就可能造成话音中断或产生信令误码。
（二）、传播衰耗
对于移动通信的电波传播，其衰落特性由下列已知公式及图2─图5来表征。
自由空间的传播衰耗：
Lbs＝32.45+20lgD(km)+20lgf(MHz)      (5)
准平滑地形市区路径传播衰耗中值：
Ltt＝Lbs+Am(f,d)-Hb(hb,d)-Hm(hm,f)   (6)
Am(f,d)，Hb(hb,d)，Hm(hm,f)为相应的修正因子，其中An(f,d)为基本衰耗中值，Hb(h
b,d)为基站天线高度增益因子，Hm(hm,f)为移动天线高度增益因子。
（三）、多经衰落（瑞利衰落）
MS通常工作在城市建筑物和其它地形地物较为复杂的环境中，根本没有视线路径，所以
，基站（BTS）和MS之间的电波传播已不再是单纯的直射波形式，而出现了多条路径的反
射，以致到达接收天线的信号是来自不同传播路径的各电波的合成波。
由于MS是在不停的运动中，使得到达接收点各反射波的幅度和相位都是随机变化的。因
而合成波的幅度和相位也将随MS的运动产生很大的起伏变化。通常将这种现象称为多径
衰落或快衰落。
一般，衰落深度与地形地物有关，通常可达10～30分贝。而衰落速度还与MS行进速度及
工作频率有关。根据统计分析，多径衰落后，信号的振幅服从瑞利分布，所以多径衰落
又称瑞利衰落。
（四）、阴影效应
由于电波传播路径上遇到建筑物、树林等障碍物阻挡，在阻挡物的后面，会形成电波的
阴影区。阴影区的信号场强较弱，当MS穿过阴影区时，就会造成接收信号场强中值的缓
慢变化。通常称这种现象为阴影效应。另外，由于气象条件的改变，电波折射系数随时
间平缓变化，使得同一地点所接收到的场强中值也随时间缓慢的变化。由阴影效应和气
象条件变化造成的接收场强中值的缓慢变化称为慢衰落 。
二、    基站设备的衰耗
下表是MOTOROLA GSM基站（BTS）的下行各环节功耗情况：
Downlink (BTS to MS)
BTS Tx power  基站发射功率  43  dBm
Combining loss  双工器功率损耗  3   dB
Feeder loss   接头损耗  2   dB
BTS antenna gain   天馈线损耗   18  dBi


MS Rx Sensitivity   手机接收灵敏度  -100    dBm
MS antenna gain     手机天线增益    0   dBi

Fading margin          衰耗门限 6   dB
Interference margin   干扰门限  3   dB
Antenna/body loss     天线损耗  3   dB
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