序号 01 内容 概述 序号 07 内容 MS的终端适配器 02 03 04 05 业务 网络 MS-BS接口与协议 无线链路的物理层 08 09 10 11 BS-MSC接口 网络互通 业务互通 设备型号认可规范 06 语音编码规范 表1
12 操作和维护 3.2路径损耗预测及模型的分类
为了给移动通信系统的规划和设计提供依据，人们通常通过理论分析或根据实测数据进行统计分析（或二者结合），来总结和建立普遍性的数学模型，利用这些模型，可以估算一些传播环境中的传播损耗。
设计无线通信系统时，首要问题是在给定条件下如何算出接收信号的场强或接收信号中值。这样才能进一步设计系统或设备的其他参数或指标。这些给定条件包括发射机天线高度、位置、工作频率、接收天线高度及收发信机之间的距离等等。这就是电波传播的路径损耗预测问题，又称信号中值预测。
注意到传播模式的性质，它们可分为： （1） 经验模式
（2） 半经验模式或半确定性模式 （3） 确定性模式 （1）经验模式
经验模式是根据大量的测量结果统计分析后导出的公式。用经验模式预测损耗的方法很简单，不需要相关环境的详细信息，但是不能提供非常精确的路径损耗估算值。由于经验模式计算的是闭式形式的公式，所以可以很容易和快速地应用它们。
（2）半经验模式或半确定模式
半经验模式或半确定模式是基于把确定性方法用于一般的市区或室内环境中导出的等式。有时，为了改善它们和实验结果的一致性，则根据实验结果对等式进行修正，得到的等式是天线周围地区某个规定特性的函数。半经验模式或半确定模式的应用同样很容易、速度很快，因为和经验模式一样是从闭式中得到的。 （3）确定性模式
确定性模式是对具体的现场环境直接应用电磁理论计算的方法。环境的描
述从地形地物数据库中得到，在环境描述中可以找到不同的精度等级。在确定模式中，已经使用的几种通常基于射线跟踪的电磁方法：几何绕射理论（GTD）、物理光学（PO）以及不常用的精确方法，如积分方程（IE）法或有限差分时域法（FDTD）。在市区、山区和室内环境情况中，确定性的无线传播预测是一种极为复杂的电磁问题。电磁覆盖的数学复杂度使它不可能预测高度精确的无限传播。无线传播和环境特征（诸如建筑物高度、街道宽度、树木高度等）有关。
3.3用Tamir树林模型分析问题
在20世纪60年代和70年代初，引入和讨论了描述植被吸收和波在树林上方绕射传播的确定性模式，通常把树林看作均匀的介质平板层。这种模型对于树林是很好的近似，频率可到200—500MHZ。但是，试验表明均匀介质层的模型对于直到900MHZ的较高频率，在计算从树林层上方以一掠射角入射时的近似也较好。实际上。掠射入射使树的不规则截面部分“看起来”较小，因此树层“呈现”为平滑的介质。下面用Tamir模型具体分析900MHZ和1800MHZ的场强及路径损耗等问题。 3.3.1 Tamir树林模型
将树林看成空气和大地间的一介质层，建立了地面—丛林—空气3层丛林
模型。如图3.1所示。在x=b平面的左边为有效高度h的树林层，其右边的空间是空地。在20—200MHZ频段内，树林层可以假设位具有相对介电常数?1?n2的均匀折射介质，式中n式树林层的复折射率。类似地，地面的相对介电常数用
?2?N2表示，N是地面的复折射率。
图3.1
为了简单讨论起见，假设一偶极天线被放在点T(0,0,Z0 )处，它的高度Z0
可以被认为在树林层内或者在树林层外，并且只考虑接收点R(x,0,z)处能接收到最大发射信号的偶极子天线情况。因此，对于垂直极化，T和R的两个偶极子被平行与Z轴放置；对于水平极化，两个偶极子被平行与y轴放置。如果已知R处偶极子所检测到的电场，就可以推出在任何点（y?0），沿任何方向的电磁场情况。一般来讲，树叶簇在树林平板体积中仅占一小部分，剩下的体积为空气所占。在这种情况，测试证实，树林平板的复等效折射率的大小n=nr+jni 接近为1，也就是nr?1和ni?60????1，式中?是树林平板的电导率，?是辐射波场
的波长。因此，投射到树林--空气边界上的波遭到的反射可以忽略，它的大部分能量越过该边界，换句话说，其支配地位的波是表面波或侧面（lateral）波，它沿树林--空气边界传播。当然，除了侧面波以外，在传播过程中还有直射波，透射波，反射波。这个性质将在下面几条不同的混合路径中进行讨论。 树林层几何关系的另一个重要特性式，对于特定的发射电（T）和观察点（R）位置，存在波传播的4种不同的实际情况，每一种情况都有不同类型的波传播机理，因此用不同表示式的波场来表征。在图3-1种用罗马数字表示4种情况接收点R的位置：Ⅰ——在树林内，Ⅱ——在树林层上方的空气中，Ⅲ——在空地上防空其中比较高的高度处，Ⅳ——在空地上方比较低的高度处。 3.3.1 Tamir树林模型各区域的场强
由上述模型原理可知，根据发射点和观察点的特定位置，存在波传播的4种不同的实际情况，每一种情况都有不同的波机理，因此用波场的不同的表示式来表征。下面我们将介绍不同区域里传播现象的公式，先分析他们的场强。 （一）接收点在Ⅰ区 其传播示意图为：
图3-2接收点在Ⅰ区中的传播示意图
点B处的场强用树林介质内的侧面波的路径损耗来计算，并且以A点处的入射波为基准。表面（侧面）波AB代表所有这一类射线。另外还必须加入向下沿
着BR路径由树叶簇引起的损耗。在这种情况，利用时间关系exp(?j?t)。可以得到当用偶极天线时区域Ⅰ中的信号强度E?的表达式：
60IleE??2?n?12?jk?x?n2?1?2h?z?z0??????x21?F(900,z)?F(900,z0) （3-3-1）
式中，k???2?f(?0?0)2 是空气中的平面波传播因子，f是辐射频率，?0是
空气的磁导率，?0是空气中的介电常数，l是偶极子的长度，它远小于波长，I是偶极子上的电流，Il则是偶极距。 式中的函数描述为：
F??,z??1?B??,z? （3-3-2）
1?B??,h?2jkzn2?1B??,z??????e????? （3-3-3）
1/21/2M?n2?sin2???m?N2?sin2??1/2221/222M?n?sin???m?N?sin?? （3-3-4）
、 ????为平面波在树林层土壤界面处的反射稀疏，M、N分别定义如下：
M=m=1, 适应于水平极化波
M=N；m=n, 适应于垂直极化波
E1给出的场是侧面波的场，侧面波的路径由图3-2中标记为TABR，电长度可以写为：
kn(TA?BR)?kAB?k(nssec?c?x?stan?c)
?k(x?n?1s)
?k(x?kLs) （3-3-5）
2式中s=(h-z)+(h- z0)=2h-z-z0，kL?kn?12,?c表示在图3-2中，为全
反射的临界角； ?c?sin?11，因为?c通常是复数，所以n是复量。
n???2?1（二）接收点在Ⅱ区 其传播示意图为：
图3-3接收点在Ⅱ区中的传播示意图
当接收点R在区域Ⅱ中时，在r>>h的情况下，我们通过一阶鞍点法可以推导出区域Ⅱ中的接收场强EII为：
01EII?EII?EII （3-3-6）
0式中，EII代表折射波，其公式如下所示：
1?B??,z0?eE???22mcos??n?sin?1?r???B??,h?0II120?jIlpjk?r?n2?sin2??h?z0???????r?cos? （3-3-7）
1EII代表树林层上方侧面波的延续，其公式如下所示：
E?E?1II0IIjmsin?krn?sin?22?F??,h?tan? （3-3-8）
其中，r???为：
r????n2?sin2??mcos?n?sin??mcos?22 （3-3-9）
?1,适用于水平极化波p为：p??2
?sin?,适用于垂直极化波0 场EII表示式的路径为TA?R,其衰减特性和球面波一样以r?1进行衰减，电长
度为：
knTA??kA?R?k??n(h?z0)sec?p?r?(h?z0)tan?psin???
?k?r?n2?sin2?(h?z0)? （3-3-10）
式中，sin??nsin?p。
??