由于移动通信用户是在运动中进行通信的，信号的传输和交换只能依靠无线电波。因此，无线电通信是移动通信的基础。此外，移动通信还依赖于有线通信网络技术。例如公共交换电话网、公用数据网和综合业务数字网等。

移动通信技术是一种通过空间电磁波（也称无线电波）来传输信息的技术。研究无线电波传播特性是学习移动通信技术的基础，也是设计移动通信系统的必要前提。传播特性如何直接关系到通信设备的能力、天线高度的确定、通信距离的计算以及为实现优质可靠的通信所必须采用的技术措施等一系列问题。

电磁波传播的特性是研究任何无线通信系统首先要遇到的问题。传播特性直接关系到通信设备的能力、天线高度的确定、通信距离的计算以及为实现优质可靠的通信所必须采用的技术措施等一系列系统设计问题。

1．电波传播方式

移动通信电波传播的方式有：直射波、折射波、反射波、散射波、绕射波以及它们的合成波等多种。

直射波是指电波传播过程中没有遇到任何的障碍物，直接到达接收端的电波，它主要出现于理想的电波传播环境中。反射波是指电波在传播过程中遇到比自身的波长大得多的物体时，会在物体表面发生反射而形成的电波。反射常发生于地表、建筑物的墙壁表面等。绕射波是指电波在传播过程中被尖利的边缘阻挡时，会由阻挡表面产生二次波，那些到达阻挡体背面的二次波，由于地球表面的弯曲性和地表物体的密集性，使得绕射波在电波传播过程中起到了重要作用。散射波是指当电波在传播过程中遇到的障碍物表面粗糙或者体积小，但数目多时，会在其表面发生散射后形成的电波，散射波可能散布于许多方向，因而电波的能量也被分散于多个方向。

2．电波传播现象

在移动通信中，由于移动台大都处于运动状态之中，电波传播环境复杂多变，电波在传播过程中会受到各种各样的干扰和影响，因而会出现严重的电波衰落现象，这是移动通信电波传播的一个基本特点。

对于不同频段的无线电波，其传播方式和特点是不相同的。在陆地移动系统中，移动台处于城市建筑群之中或处于地形复杂的区域，其天线将接收从多条路径传来的信号，再加上移动台本身的运动，使得移动台和基站之间的无线信道越发多变而且难以控制。

移动通信电波传播常会出现各种损耗。电磁波在穿透障碍物后会产生能量损耗，称为穿透损耗。在电波传播过程中，地形的起伏、建筑物，尤其是高大树木和树叶的遮挡会产生电磁场的阴影，移动台在运动中通过不同障碍物的阴影时，就会构成接收天线场强中值的变化，从而引起衰落，这种衰落就称为阴影效应。

移动通信电波传播最具特色的现象是多径衰落，或称多径效应。由于无线电波在传输过程中会受到地形、地物的影响而产生反射、绕射、散射等，从而使电波沿着各种不同的路径传播，这称为多径传播。由于多径传播使得部分电波不能到达接收端，而接收端接收到的信号也是在幅度、相位、频率和到达时间上都不尽相同的多条路径上信号的合成信号，因而会产生信号的频率选择性衰落和时延扩展等现象，这些被称为多径衰落或多径效应。

频率选择性衰落是指信号中各分量的衰落状况与频率有关，即传输信道对信号中不同频率成分有不同的、随机的响应。由于信号中不同频率分量衰落不一致，因此衰落信号波形将产生失真。

时延扩展是指由于电波传播存在多条不同的路径，路径长度不同，且传输路径随移动台的运动而不断变化，因而可能导致发射端一个较窄的脉冲信号在到达接收端时变成了由许多不同时延脉冲构成的一组信号。

移动台接收信号的强度随移动台的运动产生随机变化的现象称为衰落。这种随机变化的周期从几分之一秒到数几小时而不同。移动通信电波传播中的衰落常分为慢衰落和快衰落两种。慢衰落，又称长期衰落，指接收信号强度随机变化比较缓慢的衰落，具有十几分钟或几小时的长衰落周期。慢衰落通常是由电波传播中的阴影效应以及能量扩散所引起的，具有对数分布的统计特性。快衰落，又称短期衰落或多径衰落，指接收信号强度随机变化较快的衰落，具有几秒钟或几分钟的短衰落周期。快衰落通常是由电波传播中的多径效应所引起的，具有莱斯分布或瑞利分布的统计特性。当发射机和接收机之间有视距路径时一般服从莱斯分布，无视距路径时一般服从瑞利分布。

路径损耗是上述现象的一个综合结果，指的是信号从发射天线经无线路径传播到接收天线时的功率损耗。路径损耗的一个主要原因是电波会随着距离而扩散，从而使接收机的接收功率随着传输距离的增加而减小。路径损耗的另一个原因是地表以及地表上的各种障碍物的影响，因而，影响路径损耗的主要要素有：传输距离、天线高度等。

3．电波传播的分类

当电波频率、移动体和电波传播环境不同时，电波传播特性也不相同。在对电波传播特性进行研究时，可以根据电波的频率分为甚低频（VLF）、低频（LF）、中频（MF）、高频（HF）、甚高频（VHF）、特高频（UHF）和更高频（超高频、极高频等）几种情况。其中甚高频和特高频是目前移动通信电波传播研究工作应侧重的频段。(www.daowen.com)

电波传播也可以根据移动通信系统的类型，分为陆地移动通信的电波传播、海上移动通信的电波传播、空中移动通信的电波传播和卫星移动通信的电波传播等。而陆地移动通信的电波传播又可分为自由空间电波传播、建筑物内电波传播、隧道内电波传播、小区电波传播等。

另外，还可以根据电波传播的途径，分为地波传播、空间传播、电离层传播等几种情况。

4．典型电波传播的分析

为什么构建无线信道模型?移动无线传播面临的是随时变化的、复杂的环境。首先，传播环境复杂，传播机理多种多样。几乎包括了电波传播的所有过程，如直射、绕射、反射、散射。其次，由于用户台的移动性，传播参数随时变化，引起接收场强、时延等参数的快速波动。因此在设计无线通信技术或进行移动通信网络建设之前，必须对信号的传播特征、通信环境中可能受到的系统干扰等进行估计，这时的主要依据就是各种不同条件下的无线信道模型。举例来说，在移动网络规划中，如果话务量分布相同，但是建筑物、植被等情况不同，那么就必须应用不同的传播模型。

5．无线信道模型的分类

无线信道模型一般可分为室内传播模型和室外传播模型，后者又可以分为宏蜂窝模型和微蜂窝模型。

需要指出的是，由于移动环境的复杂性，不可能建立单一的模型。不同的模型是从不同传播环境的实测数据中归纳而得出的，都有一定的使用范围。进行系统工程设计时，模型的选择是很重要的，有时不同的模型会给出不同的结果。因此，传播环境对无线信道的特性起着关键作用。

6．构建传播模型

信道模型建立的准确与否关系到无线通信技术的设计是否合理，移动网络的规划是否符合实际情况，但由于不同地点的传播环境千差万别，所以很难得到准确而通用的模型。对于无线信道进行研究的基本方法有以下3种。

（1）理论分析。即用电磁场理论或统计理论分析电波在移动环境中的传播特性，并用各种数学模型来描述无线信道。构建理论信道模型首先需要将无线传播环境进行大致分类（如大城市、中小城市、郊外），然后提出一些假设条件使信道数学模型简化，进行理论分析和推导，得出理论模型。因此，数学模型对信道的描述都是近似的。即便如此，信道的理论模型对人们认识和研究无线信道仍可起指导作用。

（2）现场实测。它是建立在大量实测数据和经验公式的基础之上，选取典型环境，进行电波传播实测试验。测试参数包括接收信号的幅度、延时以及其他反映信道特征的参数。对实测数据进行统计分析，可以得出一些有用的结果，建立经验模型。由于移动环境的多样性，现场实测一直被作为研究无线信道的重要方法。

（3）计算机模拟。它是近年来随着计算机技术的发展新出现的研究方法。如前所述，任何理论分析，都要假设一些简化条件，而实际移动传播环境是千变万化的，这就限制了理论结果的应用范围。现场实测，较为费时、费力，并且也是针对某个特定环境进行的。而计算机在硬件支持下，具有很强的计算能力，能灵活快速地模拟各种移动环境。因而，计算机模拟越来越成为研究无线信道的重要方法。

在实际的应用中经常将以上几种方法结合使用，例如使用第二种方法得到的模型对理论推导获得的模型进行修正。

7．传播模型的输入参数

传播模型的数学描述都比较复杂，一般给出的是损耗后场强的分布函数。模型的输入参数主要有：自然地形特性、植被特性、天气状况、电磁波噪声状况、天线高度（包括接收机和发射机的天线高度）、建筑物的分布、建筑物的平均高度、载波频率、波长、收发天线之间的距离等。