移动通信的核心是无线电波在空中传输信息。了解移动信号的传播原理与常用传播方式，有助于理解网络覆盖、容量与质量的设计与优化。

一、基本原理：电磁波与天线

电磁波是由天线发射的时间变化的电场和磁场，携带调制后的数字或模拟信息。移动通信常用频段从几百兆赫（GSM）到数十 GHz（毫米波 5G）。

天线负责能量的辐射与接收，天线增益、极化与方向性直接影响覆盖范围与穿透能力。

频率决定传播特性：低频衰减小、穿透力强；高频带宽大但覆盖距离短、对障碍物敏感。

二、传播机制：直射、反射、绕射与散射

直射（直达）：发射天线和接收天线视距（LOS）时信号主要沿直线路径传播，常见于开阔地带。

反射：信号碰到建筑物、地面产生反射，形成多条路径到达接收端。

绕射：当信号遇到锋利障碍物（如楼角）时部分能量绕过障碍，进入阴影区。

散射：遇到小尺度不规则物体（树叶、粗糙表面）产生多向散射，造成能量分散。

三、传播损耗与信道效应

路径损耗：随距离增加，功率按一定规律衰减。自由空间中约与距离平方成反比，但在现实环境中更复杂。

阴影衰落：由大尺度障碍物（建筑群、山丘）引起的慢变化，通常以对数正态分布描述。

多径与小尺度衰落：多条带不同延迟和相位的路径叠加，产生瑞利或莱斯衰落，导致快速的幅度和相位波动。

多普勒效应：发射或接收端运动引起频率偏移，影响移动速度下的信号稳定性和同步。

四、信道模型与预测方法

经验模型：如Okumura-Hata、COST231、COST231-Hata 等，用于城市、郊区、乡村的覆盖预测与基站选址。

射线追踪：基于环境几何进行精确模拟，适合室内或复杂城市场景，但计算量大。

统计模型与仿真：用于评估系统性能、容量及抗干扰能力（包含小区布局与频谱复用策略）。

五、常见的传播方式与网络部署策略

宏基站覆盖：高塔或屋顶基站提供大范围覆盖，适合郊区与广域服务。

微/皮基站与小区化：密集城区采用小区化（微站、皮站、室内分布系统 DAS）提高容量与穿透能力。

复用与频谱分配：通过频率复用、TDD/FDD、OFDMA 等方式实现多用户共享频谱。

中继与放大器（Repeater/Relay）：用于覆盖盲区或延伸室内覆盖。

移动中继与空基站（如无人机、气球）：在紧急或高峰场景临时扩展覆盖。

六、抗衰落与提高传输质量的技术

多天线技术（MIMO）：利用空间分集与空间复用提升可靠性和速率；大规模 MIMO 在 5G 中显著提高频谱效率。

波束赋形：将能量聚焦到用户方向，增加链路增益并减少干扰，尤其在毫米波频段重要。

分集（时间、频率、空间）与自适应调制编码（AMC）：根据信道条件调整速率与编码，提高链路鲁棒性。

信道均衡、误码纠正（FEC）、交织等数字处理减少多径与噪声影响。

七、频段与新技术带来的挑战

毫米波与高频段提供大带宽但穿透差、衰落快，需用更多小区、波束赋形与高密度部署。

频谱共享、非正交多址（NOMA）等新技术提升频谱利用，但对信道估计与干扰管理提出更高要求。

八、实际考虑：覆盖规划与切换

链路预算：结合发射功率、天线增益、路径损耗、接收灵敏度与噪声，计算可用覆盖范围。

小区规划与频率复用：在保证容量的同时控制同频干扰。

切换（Handover）：在移动中保证会话连续性，需要基于信号强度、速率与干扰进行决策。

移动信号传播是电磁场、环境几何与无线系统设计共同作用的结果。从传播机制（反射、绕射、多径）到系统层面的部署（宏/微基站、小区化、MIMO、波束赋形），每一环节都会影响覆盖、速率与可靠性。随着 5G 及未来 6G 的发展，频段上移、天线技术和智能网络管理将成为提升移动通信性能的关键手段。

*博客内容为网友个人发布，仅代表博主个人观点，如有侵权请联系工作人员删除。