1、第四章 移動(dòng)無(wú)線電傳播 大尺度路徑損耗o 無(wú)線信道是影響無(wú)線通信系統(tǒng)性能的主要因素。o 無(wú)線信號(hào)的傳播路徑及其復(fù)雜，具有極度的隨機(jī)性。 無(wú)線信道的物理過(guò)程無(wú)線信道的物理過(guò)程天線天線天線天線無(wú)線發(fā)無(wú)線發(fā)無(wú)線收無(wú)線收直射直射反射反射散射散射繞射繞射地面地面散射體散射體移動(dòng)移動(dòng)障礙物障礙物干擾干擾熱噪聲熱噪聲o 無(wú)線信道的復(fù)雜性n 信號(hào)路徑衰耗n 反射，衍射等過(guò)程n 多徑疊加（衰落深度可達(dá)3040dB）n 發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)o 研究無(wú)線信道的方法：以恰當(dāng)?shù)男诺纻鞑ツＰ?（以波長(zhǎng)或時(shí)間作為參考值）為基礎(chǔ)，再結(jié)合實(shí)測(cè)，加以修正。電磁波傳播的三種機(jī)制：反射、繞射和散射。 大多數(shù)蜂窩系統(tǒng) : 市區(qū)城區(qū)

2、 傳播模型的研究 A、距發(fā)射機(jī)一定距離處信號(hào)的平均場(chǎng)強(qiáng)； B、特定位置附近信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)的變化；4.1 無(wú)線電傳播介紹對(duì)于A，預(yù)測(cè)平均場(chǎng)強(qiáng)并用于估計(jì)無(wú)線覆蓋范圍的傳播模型，由于它們描述的是發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間長(zhǎng)距離（百米-千米）上的信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)變化，稱為大尺度傳播模型。對(duì)于B，通常描述短距離（波長(zhǎng)）或短時(shí)間（ms-s）內(nèi)接收信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)的快速波動(dòng)。這種模型稱為小尺度衰落模型。o 移動(dòng)信道的典型特征移動(dòng)信道的典型特征小尺度衰落：小尺度衰落： 變化范圍：變化范圍： 3040dB 速率：速率： 40次次/s左右左右大尺度衰落：大尺度衰落： 信號(hào)的局部中信號(hào)的局部中值。值。作用：用于預(yù)測(cè)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間完全無(wú) 阻擋

3、的視距路徑時(shí)接收信號(hào)的場(chǎng)強(qiáng)； 實(shí)例：衛(wèi)星通信系統(tǒng)、微波視距無(wú)線鏈路等。 預(yù)測(cè)公式（Friis 公式）：4.2 自由空間傳播模型Pr-接收功率； Pt-發(fā)射功率；Gr-接收天線增益； Gt-發(fā)射天線增益； -波長(zhǎng)（米）；d -接收機(jī)與發(fā)射機(jī)之間的距離（米）；L -系統(tǒng)損耗因子（L 1，與傳播無(wú)關(guān)），通常歸因于傳輸線損耗、濾波損耗等例題1：假設(shè)基站發(fā)送信號(hào)到移動(dòng)臺(tái)的場(chǎng)景。已知基站處天線增益為10dB, 發(fā)射功率為10W, 移動(dòng)臺(tái)接收天線增益為3dB, 傳輸距離為10km, 工作頻率為900MHz。求自由空間傳播下的接收信號(hào)功率。路徑損耗：表示信號(hào)衰減，定義為有效發(fā)射功率和接收功率的差，單位為dB(

4、正值) -Friis自由空間模型有無(wú)適用條件？22(4)()10log10log,()()()() 20log(*) 32.44trtrrttrMHzkmPdLPL dBPGGP dBmP dBmG dBG dBfd或者 Friis自由空間模型的適用條件： （1）遠(yuǎn)場(chǎng)預(yù)測(cè) Fraunhofer距離： 且 22,fDdD為天線的最大物理尺寸；ffdDd和（2）參考距離 且小于系統(tǒng)中所有接收機(jī)的距離。于是 或00dd（位于遠(yuǎn)場(chǎng)）2000( )(),rrfdP dP ddddd 00dBm10log20log0.001WrrP ddP dd（3）在用低增益天線的1GHz 到2GHz 頻段的系統(tǒng)中，參

5、考距離在室內(nèi)環(huán)境選取 ，而室外選取 。01md 01001000md 例題2 求解最大尺寸為1m，工作頻率為900MHz的天線的遠(yuǎn)場(chǎng)距離。 例題3 如果發(fā)射機(jī)發(fā)射50W的功率，將其換算成dBm和dBW。如果該發(fā)射機(jī)采用單位增益天線，載頻為900MHz，求出在自由空間中距離天線100m處的接收功率，10km處呢？設(shè)接收天線為單位增益。 補(bǔ)充：分貝（dB）o 什么是分貝dB(decibel)n 用于描述比值的對(duì)數(shù)單位 例如兩個(gè)量P1和P2，比值用dB作為單位，用下式計(jì)算： 10*log (P1/P2)dB 例：發(fā)射功率P1=100W 接收功率P2=1W 則發(fā)射功率與接收功率的比值為 10*log(

6、100/1)=20dB o 單位dB可將大比值等價(jià)表示成適當(dāng)?shù)拇笮?，例如：n 發(fā)射功率100W，接收功率1W，發(fā)射功率是接收功率的100倍，用dB表示為20dBn 發(fā)射功率100W，接收功率1mW，發(fā)射功率是接收功率的100,000倍，用dB表示為50dBdBmo 功率的比值，還可使用dBm作為單位，dBm是以1mW作為參考。n 例如：發(fā)射功率Tx為100W，以dBm為單位，Tx是多少？ 答：Tx(dBm)=10log(100W/1mW) =10log(100W/0.001W) =10log(100,000) =50dBmo “1個(gè)基準(zhǔn)”：30dBm1W o “2個(gè)原則”： 1)3dBm，功率

7、乘2倍；3dBm，功率乘1/2 例：33dBm30dBm+3dBm1W2=2W 27dBm30dBm3dBm1W1/2=0.5W 2)10dBm，功率乘10倍；10dBm，功率乘1/10 例：40dBm30dBm+10dBm1W10=10W 20dBm30dBm10dBm1W0.1=0.1W o 以上可以簡(jiǎn)單的記作：30是基準(zhǔn)，等于1W整，互換不算難，口算可完成。加3乘以2，加10乘以10；減3除以2，減10除以10。 將dBm轉(zhuǎn)換為W的口算規(guī)律：dBWo 功率的比值，還可使用dBW作為單位，dBW是以1W作為參考。n 例如：發(fā)射功率Tx為100W，以dBW為單位，Tx是多少？ 答：Tx(dB

8、W)=10log(100W/1W)=10log(100) =20dBWo dBW與dBm之間的換算關(guān)系為： 0 dBW = 10log1W = 10log1000 mW= 30 dBmo 注意：用一個(gè)dBm（或dBW）減另外一個(gè)dBm（dBW）時(shí)，得到的結(jié)果是dB，如：30dBm - 0dBm = 30dB。4.3 電場(chǎng)和功率發(fā)射電磁場(chǎng)0)/(exp4sin)/(exp2sin)/(exp12cos20302220030200rcccccrHHEwithcdtjwdcdjwcLiHcdtjwdjwcdcdjwcLiEcdtjwdjwcdcLiE1/d 表示輻射場(chǎng)成分1/d2 表示感應(yīng)場(chǎng)成分1/

9、d3 表示靜電場(chǎng)成分在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)，靜電場(chǎng)和感應(yīng)場(chǎng)可忽略不計(jì)，只考慮輻射場(chǎng)元素o 接收功率n 自由空間中，能流密度由下式給出(W/m2) 其中，|E|表示遠(yuǎn)場(chǎng)電廠輻射部分的幅度，Rfs是固有阻抗，自由空間中為 = 120或(377)。n 接收功率可以表示為(等價(jià)于Friis公式中L=1)：222222(/)44377ttdfsPGEIRPEEEPWmddR222222()120(4 )480rttrrdeeE GPGGEPP AAWdo 接收機(jī)輸入電壓的定義：Us天線的感應(yīng)電勢(shì)Rs天線的等效內(nèi)阻Ri接收機(jī)的阻抗顯然，UUs22UsRiRsRiPUsRiRsRiU，2/ 2/ 4RiRiRsUUsPU

10、sR在上式中對(duì)求導(dǎo)，可得時(shí)輸出功率最大，此功率匹配所謂，這時(shí):， o 接收功率和接收電場(chǎng)電壓的關(guān)系：n 自由空間中， d處的接收功率為n 接收機(jī)電壓和功率的一般表示： 電壓：dBV以1 V為基準(zhǔn)； 功率：dBm以1mW為基準(zhǔn)。 antantantantantrRVRVRVdP4)2/(222例例 4.3 4.3 假設(shè)接收機(jī)距離50W的發(fā)射機(jī)有10km，載頻為900MHz且在自由空間傳播，Gt=1和Gr=2，求(a)接收機(jī)功率；(b)接收天線電場(chǎng)幅度；(c)假定接收天線具有50理想阻抗并和接收機(jī)匹配，則接收機(jī)的輸入電壓是多少？解解: : 已知 發(fā)送功率 Pt=50W; 載波頻率 fc=900MH

11、z; 發(fā)送天線增益 Gt=1; 接收天線增益 Gr=2; 接收天線阻抗 =50 1021201207 101200.0039/42/(9 4 )rrrerPPEV mAG107 10500.187antrantVPRmV(c) 使用式 (4.16) ，接收機(jī)輸入處的均方根電壓為(b) 使用式 (4.15) , 接收電場(chǎng)幅度為dBmdBWdGGPPrttr5 .615 .9110000)4()3/1 (2150log10)4(log10222222(a) 使用式 (4. 5) , d=10km處的接收功率為4.4 三種基本傳播機(jī)制o 反射 當(dāng)電波所投射到的表面尺寸遠(yuǎn)大于電波波長(zhǎng)，并且該表面比較光

12、滑，將發(fā)生電波的反射o 繞射 當(dāng)電波傳播過(guò)程中遇到與電波波長(zhǎng)具有可比性的阻擋物時(shí)，電波會(huì)繞過(guò)阻擋物而傳播到它的背面去o 散射 當(dāng)波穿行的介質(zhì)中存在小于波長(zhǎng)的物體并且單位體積內(nèi)阻擋體的個(gè)數(shù)非常巨大，將發(fā)生散射。散射發(fā)生在粗糙表面、小物體或其他不規(guī)則物體，如：樹(shù)葉、街道標(biāo)志和燈柱等，可以理解為“亂”反射。 注意：要與一般意義上電波的對(duì)流層散射區(qū)分開(kāi)。4.5 4.5 反射反射o 反射的條件：當(dāng)電波傳播中遇到兩種不同介質(zhì)的光滑界面時(shí)，如果界面的尺寸遠(yuǎn)大于電波的波長(zhǎng)時(shí)，產(chǎn)生反射。o 平面波入射到兩種理想電介質(zhì)的交界面，一部分進(jìn)入第二介質(zhì)（透射），一部分返回原介質(zhì)（反射），無(wú)能量損耗。n若第二介質(zhì)為理想導(dǎo)

13、體，則僅有反射，無(wú)透射，無(wú)損耗；n若是非理想電介質(zhì)，則有能量損耗。o 反射波與傳輸波的電場(chǎng)強(qiáng)度取決于費(fèi)涅爾(Fresnel)系數(shù)；反射系數(shù)與介質(zhì)的屬性有關(guān)，并且與電波的極化方式、入射角、頻率有關(guān)。o 天線極化在鞭式天線的激勵(lì)下，發(fā)射的電磁波一般是極化的。在處理反射問(wèn)題時(shí)，極化矢量可分解為兩個(gè)相互垂直的分量。定義入射平面為包含入射波、反射波和透射波的平面， 則極化矢量分解為平行于入射平面分量（垂直極化）和垂直于入射平面的分量（水平極化），如圖4.4所示。圖中角標(biāo)i , r , t 分別標(biāo)志入射波， 反射波和透射波； 參數(shù) 和 分別表示第一介質(zhì)和第二介質(zhì)的介電常數(shù)，透射率和導(dǎo)電性。111,222,

14、4.5.1 4.5.1 電介質(zhì)的反射電介質(zhì)的反射n (a) 電場(chǎng)極性平行于入射波平面n (b) 電場(chǎng)極性垂直于入射波平面o 理想電介質(zhì)（無(wú)損耗）的絕緣常數(shù)與介質(zhì)常數(shù)有關(guān)，即： 其中 。o 如果電解質(zhì)是電磁能量損耗介質(zhì)， 則介電常數(shù)可表為一復(fù)數(shù)：其中： ，為材料的導(dǎo)電性 ，f 為振動(dòng)頻率。0r 1208.85 10/F m0rj 2fo 在介質(zhì)邊界處，垂直和平行兩種極化場(chǎng)的反射系數(shù)為：2121sinsinsinsintiritiEE 2121sinsinsinsinitriitEE /iiiiii其中為第 種(i=1,2)介質(zhì)的固有阻抗，和為介電常數(shù)和透射率。o 以下公式成立1 122sin(9

15、0)sin(90)1itirritiEEEE o 當(dāng)?shù)谝粋€(gè)介質(zhì)是自由空間且 時(shí)，電磁波在兩介質(zhì)截面上的反射系數(shù)可簡(jiǎn)化為：式中：式中： 是第二介質(zhì)的相對(duì)介電系數(shù)是第二介質(zhì)的相對(duì)介電系數(shù) 。 o 當(dāng) 時(shí)， ， ，即不管極化情況或地面電介質(zhì)的性質(zhì)，可將地面建模成單位反射系數(shù)的理想反射體。（例4.4）2/2sincossincosriririririEE 22sincossincosiririiriEE 21/rri0i/1,1 21o 反射系數(shù)數(shù)值解：n 電磁波投射到介質(zhì)分界面上而不發(fā)生反射時(shí)的入射角為Brewster角。n Brewster角只在水平極化時(shí)出現(xiàn)，此時(shí) ， Brewster角 滿足：

16、n 當(dāng)?shù)谝唤橘|(zhì)為自由空間，第二介質(zhì)相對(duì)介質(zhì)系數(shù)為 時(shí)，Brewster角為21sin1rBrr4.5.2 Brewster角/0 B112sinB4.5.3 理想導(dǎo)體的反射oEt=0n 電場(chǎng)在入射波平面n 電場(chǎng)垂直于入射波平面riEE riEE4.6 4.6 地面反射（雙線）模型地面反射（雙線）模型p 自由空間模型的局限性自由空間模型的局限性：在移動(dòng)無(wú)線信道中，MS和BS之間很少存在單一LOS傳播，所以只考慮了直射波的自由空間模型在很多情況下不準(zhǔn)確。p 地面反射雙線模型地面反射雙線模型：直達(dá)徑+地面反射路徑p 該模型以幾何光學(xué)為基礎(chǔ)，考慮了直射、反射路徑。并且認(rèn)為地面發(fā)生全反射，相差180，反

17、射系數(shù) 。1 p地面反射雙線模型o 自由空間電磁波傳播規(guī)律可由下面的公式表述:式中 和c 分別代表角頻率和光速。 o 直達(dá)波經(jīng)過(guò)長(zhǎng)為 的路徑到達(dá)接收機(jī)， 反射波經(jīng) 的路徑到達(dá)接收機(jī)。 它們的電場(chǎng)可分別表示為 和 。其中 為反射系數(shù)。 接收電場(chǎng)幅值為：00,coscddE d tEtdccdd ,LOSEE d t,gEE dt EEEgLOStoto 反射波與直射波的路徑差反射波與直射波的路徑差由鏡像法可得由鏡像法可得:222222()() 1()1() trtrtrtrdddhhdhhdhhhhddd221,112222trtrdhhdtthhddddcfc 通常：；引起的相位差和時(shí)延：o

18、假設(shè)： 并且 ，接收信號(hào)可表為： 000000E dE dE dddd00000000,coscoscoscos2 sinsin22TOTLOSgccccccEd tEEE dE dddttdcdcE dddttdccE dddddtdcc1 得到其中當(dāng)滿足條件可以得到0000,2sin2sin22TOTcE dE dddEd tdcdcddc2trhhddd00000022224222TOTctrtrE dddEdcE dhhd hhEdddo 由公式（1） 和（2） 得o 由公式（3） 及 表達(dá)式得：24ttdPGd P2120dEP 2230ttE dPG 222480rrE GP dt

19、otE 2222222200002244448030trrtrtrrrttrEdE d hhG h hh hGP dPGGdddo 接收信號(hào)電場(chǎng)幅值與距離的平方成反比，而接收功率則反比于距離的4次方，信號(hào)隨路徑的衰落遠(yuǎn)快于自由空間模型o 接收功率與天線高度平方成正比；o 在存在直射波的情況下， 2-Ray 模型對(duì)預(yù)測(cè)幾千米范圍內(nèi)的大尺度衰落是非常準(zhǔn)確的，對(duì)城區(qū)視距內(nèi)的微蜂窩環(huán)境也非常準(zhǔn)確。 例4.6 移動(dòng)臺(tái)距離基站5km，使用垂直的/4單極天線，增益為2.55dB，距離發(fā)射機(jī)1km處的場(chǎng)強(qiáng)為0.001v/m，載頻為900Mhz。（a）求接收機(jī)天線的長(zhǎng)度；（b）使用地面反射模型求解接收功率，假定

20、發(fā)射機(jī)天線距離地面高度50m，接收機(jī)天線距離地面高度1.5m.解：已知： T-R距離 = 5km； 1 km處場(chǎng)強(qiáng) = 10-3V/m； 工作頻率 f = 900MHz， =c/f=3x108/(900 x106)=0.333m 天線長(zhǎng)度 L= /4=0.333/4=0.0833m=8.33cm 天線有效孔徑 Ae=G* 2/2=0.016m2.trhhd 003333622( )2 101 10250 1.55 100.333(5 10 )113.1 10/rtrE dh hE dddVm 262213( )(113.1 10 )1.8(0.333)( )12037745.4 10122.6

21、892.68rreE dP dAWdBW ordBm (b) 由于 , 場(chǎng)強(qiáng)為： 使用式（4.15）得到距離d處的接收功率：o 由于繞射效應(yīng)，電磁波可以繞過(guò)障礙物傳播到它的后面。 這意味著在陰影區(qū)接收機(jī)仍然可以收到發(fā)射信號(hào)。但是，隨著接收機(jī)向陰影區(qū)縱深移動(dòng)，信號(hào)迅速衰落。o 繞射效應(yīng)可以由Huygens原理解釋?zhuān)此胁ㄇ暗狞c(diǎn)都可以視作次波源。 這些次波源的輻射形成在波傳播方向形成新的波前。場(chǎng)強(qiáng)等于障礙物附近的所有次波源電磁場(chǎng)向量和。 4.7 4.7 繞射繞射 ( (衍射衍射) )4.7.1 費(fèi)涅爾區(qū)的幾何特征 繞射的兩種情況： 情況A：情況B：等效圖： 假設(shè)：ho直射和繞射路徑的差（附加路徑

22、長(zhǎng)度）為：相位差：當(dāng) 很小時(shí)，21212222ddhd d2121221222121212222212)()(2121)(ddddhdddhddhdddhdhd泰勒展開(kāi)121212ddhhtgtghddd d 繞射時(shí)，路徑損耗是路徑差的函數(shù)，這種損耗可以用菲涅爾區(qū)來(lái)解釋。費(fèi)涅爾區(qū)：菲涅爾（菲涅爾（FresnelFresnel）帶域）帶域 212n1n21d,d2ndddddd 幾何問(wèn)題求解：幾何問(wèn)題求解： , n=1,2,3, 。求。求rn 。2121ddddnrn ： 2222212 nddrdrnn 22222121,drddrdnnnn 由二項(xiàng)式定理：由二項(xiàng)式定理： 2222222122

23、1221112111drdrdrdrnnnn，由于，由于d1rn，由于，由于d2rn2112212 nddrn 即：即：dddnddddnrn212121 o 菲涅爾帶域菲涅爾帶域：對(duì)于給定的對(duì)于給定的n n值，所有滿足值，所有滿足 d dn1n1d dn2n2d dn/2n/2 的點(diǎn)在三維空間構(gòu)成以的點(diǎn)在三維空間構(gòu)成以TxTx和和RxRx為焦點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)橢球面。為焦點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)橢球面。不同的不同的n n對(duì)應(yīng)于不同的橢球?qū)?yīng)于不同的橢球面（焦點(diǎn)不變）。我們稱面（焦點(diǎn)不變）。我們稱這些橢球體為這些橢球體為。這些橢球在豎直方向的剖這些橢球在豎直方向的剖面將呈現(xiàn)出一層又一層的面將呈現(xiàn)出一層又一層的圓形帶域，

24、我們稱之為圓形帶域，我們稱之為。 ：n n1 1時(shí)對(duì)應(yīng)的圓面稱作第一菲涅爾帶時(shí)對(duì)應(yīng)的圓面稱作第一菲涅爾帶域。顯然其半徑域。顯然其半徑r r1 1為：為： 當(dāng)當(dāng)d d1 1=d=d2 2=d/2=d/2時(shí)有，時(shí)有，：相鄰兩個(gè)菲涅爾帶域上的次級(jí)源在接收端相鄰兩個(gè)菲涅爾帶域上的次級(jí)源在接收端（RxRx）處對(duì)電磁波場(chǎng)的貢獻(xiàn)是反相的。理論分析表明，）處對(duì)電磁波場(chǎng)的貢獻(xiàn)是反相的。理論分析表明，要在要在RxRx處達(dá)到自由空間的場(chǎng)強(qiáng)，不一定需要許多的菲涅處達(dá)到自由空間的場(chǎng)強(qiáng)，不一定需要許多的菲涅爾區(qū)，也不一定需要全部的第一菲涅爾區(qū)，只要第一菲爾區(qū)，也不一定需要全部的第一菲涅爾區(qū)，只要第一菲涅爾區(qū)截面積的涅爾區(qū)

25、截面積的1 13 3就可以獲得自由空間場(chǎng)強(qiáng)。這樣，就可以獲得自由空間場(chǎng)強(qiáng)。這樣，最小菲涅爾半徑為：最小菲涅爾半徑為：dddddddr2121211 dr 21max1 110577. 031rrr （續(xù)）要保證電波的有效傳播（獲得與自由空間相當(dāng)?shù)慕邮請(qǐng)鰪?qiáng)），在這個(gè)最小菲涅爾橢球的范圍內(nèi)應(yīng)該不存在阻擋物，否則將造成嚴(yán)重衰減。這個(gè)衰減就是由阻擋引起的繞射衰減。o 例：例：工作頻率為工作頻率為900MHz，收發(fā)間距離為，收發(fā)間距離為30km，求收發(fā)之間中點(diǎn)處的第一菲涅爾區(qū)半徑及最小求收發(fā)之間中點(diǎn)處的第一菲涅爾區(qū)半徑及最小菲涅爾半徑。菲涅爾半徑。 解解 由于由于13 m，d=30 km， 進(jìn)而，進(jìn)而，

26、r0=0.577r1=28.85m 。 dr 21max1 mr50max1 o 習(xí)題：若工作頻率為習(xí)題：若工作頻率為300MHz，收發(fā)中點(diǎn)，收發(fā)中點(diǎn)處的第一菲涅爾區(qū)半徑為多少？又若處的第一菲涅爾區(qū)半徑為多少？又若900MHz時(shí)，距發(fā)射點(diǎn)時(shí)，距發(fā)射點(diǎn)13收發(fā)距離處的收發(fā)距離處的第一菲涅爾區(qū)半徑為多少？與前例對(duì)照，第一菲涅爾區(qū)半徑為多少？與前例對(duì)照，這些結(jié)果說(shuō)明了什么？這些結(jié)果說(shuō)明了什么？o 費(fèi)涅爾區(qū)特性：費(fèi)涅爾區(qū)特性： n 當(dāng)r是半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí)，繞射波和直射波在接收點(diǎn)的作用相同，此時(shí)的場(chǎng)強(qiáng)得到加強(qiáng)；n 當(dāng)r為半波長(zhǎng)的偶數(shù)倍時(shí)，繞射波在接收點(diǎn)的作用相互抵消，此時(shí)R點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)最弱；n 一般說(shuō)來(lái)，當(dāng)

27、障礙物不阻擋第一費(fèi)涅爾區(qū)時(shí)，繞射影響可以忽略不計(jì)；n 陰影效應(yīng)不僅對(duì)頻率敏感，并且對(duì)障礙物的位置敏感。 在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，對(duì)次級(jí)波的阻擋產(chǎn)生了繞射損耗，僅有一部分能量能繞過(guò)阻擋體。也就是說(shuō)，阻擋體使一些菲涅爾區(qū)發(fā)出的次級(jí)波被阻擋。 根據(jù)阻擋體的幾何特征，接收能量為非阻擋菲涅爾區(qū)所貢獻(xiàn)的能量的矢量和。 如果第一費(fèi)涅爾區(qū)的55%沒(méi)有被阻擋，那么可以認(rèn)為該鏈路是“Line-of-sight(LOS)”p 一般情況下，精確預(yù)測(cè)繞射損耗是不可能的，通常在預(yù)測(cè)中采用理論近似加上必要的經(jīng)驗(yàn)修正的方法。p 刃形繞射模型：阻擋體為單個(gè)物體，例如山峰，通過(guò)把阻擋體看作繞射刃形邊緣來(lái)估計(jì)繞射損耗。p 利用經(jīng)驗(yàn)公式或

28、圖解來(lái)計(jì)算繞射損耗。4.7.2刃形繞射模型Figure 4.13 Figure 4.13 不同刃形繞射情況下的菲涅爾區(qū)不同刃形繞射情況下的菲涅爾區(qū)o 刃形背后的衍射場(chǎng)可以由Fresnel積分得到。 Fresnel積分可表示為： 式中 和 分別代表接收點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度和在無(wú)遮掩情況下的電場(chǎng)強(qiáng)度。 稱為Fresnel積分。 v為Fresnel-Kirchoff繞射參數(shù)：voddttjjvFEE2/ )exp(21)(2EdEo)(vF12122 ddvhd do 刃形引起的繞射增益為：o 上式的數(shù)值解為右圖：o 為方便計(jì)算，可以根據(jù)近似解求得繞射增益： 20log( )dGF v2dB01dB20log

29、 0.50.6210dB20log 0.5exp0.9501dB20log 0.40.11840.380.112.40.225dB20log2.4dddddGvGvvGvvGvvGvv o 結(jié)論：1 21212()2dBdddd 當(dāng) （h,)時(shí)，繞射損耗可忽略不計(jì)；當(dāng) 0（h=0)時(shí)，繞射損耗為6；當(dāng)0（h0)時(shí)，繞射損耗急劇增加。n在實(shí)際情況下特別是在山丘地帶，信號(hào)從發(fā)射到接收方經(jīng)歷多個(gè)障礙物的衍射。 Bullington 提出了用單障礙物的衍射等效多障礙物衍射的方法。 n下圖示意了簡(jiǎn)化多障礙物衍射模型。 其中實(shí)線標(biāo)出了實(shí)際障礙物， 虛線標(biāo)出的是等效的障礙物。 這種方法可以大大簡(jiǎn)化計(jì)算量。

30、4.7.3 多重刃形繞射4.8 4.8 散射散射o 在實(shí)際移動(dòng)無(wú)線環(huán)境中，接收信號(hào)比單獨(dú)繞射和反射模型預(yù)測(cè)的要強(qiáng)，這是因?yàn)樵趯?shí)際環(huán)境中，當(dāng)電波遇到粗糙表面時(shí)，反射能量由于散射而散布于所有方向，給接收機(jī)提供了額外的能量。 o 表面粗糙度的定義：,8sinciichh h表面平整度的參考高度：為入射角如果平面上的最大突起高度：粗糙；反之，平滑。o 散射對(duì)反射系統(tǒng)的影響： 對(duì)于粗糙表面，反射系數(shù)需乘以一個(gè)散射系數(shù)（減弱反射場(chǎng)）2220;sinexp 8() sinsinexp 8() 8() hhihihiroughhAmentBoithiasIssss設(shè)表面高度 為高斯分布的隨機(jī)變量，方差為則散射

31、損耗系數(shù)為：公式：公式：利用粗糙表面的修正反射系數(shù)：o 雷達(dá)有效截面模型： 當(dāng)較大的、遠(yuǎn)距離的物體引起散射時(shí)，可用雷達(dá)有效截面模型對(duì)接收?qǐng)鰪?qiáng)進(jìn)行計(jì)算。n雷達(dá)有效截面RCS： 在接收方向上，散射信號(hào)的功率密度與入射信號(hào)的功率密度之比。（RCS可由散射體表面面積近似）n雙靜態(tài)雷達(dá)公式模型：2()()()20log()30log(4 )20log20logRTTTRP dBmP dBmGdBiRCS dB mdd：考慮實(shí)際系統(tǒng)和傳播環(huán)境的各種因素，為保證鏈路傳輸?shù)挠行远鴮?duì)發(fā)射功率和接收信噪比（或信干比）等系統(tǒng)指標(biāo)進(jìn)行估算的過(guò)程稱為。4.9 4.9 運(yùn)用路徑損耗模型進(jìn)行實(shí)際的鏈路預(yù)算設(shè)計(jì)運(yùn)用路徑損耗

32、模型進(jìn)行實(shí)際的鏈路預(yù)算設(shè)計(jì)o 前面介紹的幾種傳播模型（自由空間傳播模型、地面反射雙線模型、繞射模型、散射模型）都是理想化的模型。o 實(shí)際應(yīng)用環(huán)境非常復(fù)雜。實(shí)際應(yīng)用的模型大多是通過(guò)理論分析和實(shí)際測(cè)試相結(jié)合來(lái)獲得。n 理論分析針對(duì)應(yīng)用環(huán)境，找出主要的影響因素，建立模型，通過(guò)仿真或計(jì)算得出傳播模型。n 實(shí)際測(cè)量根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)所得測(cè)量數(shù)據(jù)，繪出傳播損耗的曲線或擬合成解析式，再抽象出傳播模型。o 實(shí)測(cè)表明，在發(fā)射功率、天線參數(shù)和高度、電波頻率等給定的情況下，路徑損耗 隨傳播距離（T-R距離） 的變化規(guī)律為：n自由空間損耗模型：n地面反射模型：2( )PL dd4( )PL dd000( )()( )dB(

33、) 10 log()nddPL dPL dPL dndd或0ndd其中： 路徑損耗指數(shù)（表明路徑損耗隨距離的增長(zhǎng)率）；近地參考距離（遠(yuǎn)場(chǎng)點(diǎn)）；發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的距離。書(shū)中表4.2（P95）給出了幾種典型環(huán)境下的路徑損耗指數(shù)。4.9.1 對(duì)數(shù)距離路徑損耗模型LPo 對(duì)數(shù)距離路徑損耗模型： 000( )(),ndPL dPL dddd對(duì)于000( )()10 lg,dBdBdPL dPL dnddd或?qū)τ谶@就表明，按每十 倍距離增加的規(guī) 律線性遞增。o 對(duì)數(shù)距離路徑損耗模型（）：( )PL( )rtP ddBmP dBmddB000( )PL() 10 lg,rtdP d dBmP dBmddB

34、nddd或?qū)τ诮邮展β首兓?guī)律接收功率變化規(guī)律o 對(duì)數(shù)距離損耗模型未考慮環(huán)境變化的影響。： 信號(hào)在無(wú)線信道傳播過(guò)程中遇到的障礙物會(huì)使信號(hào)發(fā)生隨機(jī)變化，從而造成給定距離處接收信號(hào)功率的隨機(jī)變化，反射面和散射體的變化也會(huì)造成接收功率的隨機(jī)變化。因此，。我們將主要由障礙物的阻擋（如建筑物會(huì)形成電波傳播的陰影）所造成的這種 信號(hào)的隨機(jī)變化稱為（）。4.9.2 對(duì)數(shù)正態(tài)陰影模型 造成信號(hào)隨機(jī)衰減的因素，包括障礙物的位置、大小和介電特性及反射面和散射體的變化情況等，這些因素一般都是未知的，因此只能用來(lái)表征這種隨機(jī)衰減。最常用的描述這種的模型是模型，它已經(jīng)被實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)證實(shí)，可以精確地建模室外和室內(nèi)無(wú)線傳播環(huán)境

35、中接收功率的變化。o 如果考慮上環(huán)境的影響，路徑損耗服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布，即：( )( )dBPL d dBPL dXX高斯分布隨機(jī)變量：均值為0，方差為 ，單位為其中，方差描述了不同陰影的特征。 該模型可用于無(wú)線系統(tǒng)設(shè)計(jì)和分析過(guò)程中，對(duì)任意位置的接收功率進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真。4.9.2 對(duì)數(shù)正態(tài)陰影模型o 由于PLd為正態(tài)分布的隨機(jī)變量，對(duì)于接收?qǐng)鰪?qiáng)常用Q函數(shù)（誤差函數(shù)）表示其超過(guò)特定值的概率。211( )exp()1()2222zxzzdxerfQo 根據(jù)上述模型，我們知道給定距離上的接收功率根據(jù)上述模型，我們知道給定距離上的接收功率為：為： 。 所以，接收功率（以所以，接收功率（以計(jì)的）也服從正態(tài)

36、計(jì)的）也服從正態(tài)分布。分布。00( )( )() 10 lgrttP d dBmP dBmPL d dBdP dBmPL ddBnXdBd平均接收功率平均接收功率)d(Pr( )( )( )1( )rrrrp dP dP dP d 接收電平超過(guò)某一特定值 的概率：PQ(接收電平低于某一特定值 的概率為：PP已知已知Pt=10mW，Pmin=-110.5dBm，求出距離，求出距離150m處處的中斷概率。設(shè)陰影衰落的標(biāo)準(zhǔn)差為的中斷概率。設(shè)陰影衰落的標(biāo)準(zhǔn)差為3.65dB，路徑損耗指，路徑損耗指數(shù)數(shù)n=3.71，參考距離，參考距離d0=1m處的平均路徑損耗為處的平均路徑損耗為31.54dB。 ：Prd

37、Bm服從正態(tài)分布，其均值為服從正態(tài)分布，其均值為 ， 標(biāo)準(zhǔn)差為標(biāo)準(zhǔn)差為3.65dB。 中斷概率中斷概率Proboutage=ProbPr(150m)-110.5dB 所以，可以利用所以，可以利用Q函數(shù)計(jì)算得到：函數(shù)計(jì)算得到： Proboutage=0.0121 。0010ddlgndB)d(LPdBmPt ：在給定距離上，接收功率小于系統(tǒng)最小可用功率的概率，稱為：在給定距離上，接收功率小于系統(tǒng)最小可用功率的概率，稱為（）。）。：設(shè)基站位于小區(qū)中心，并采用全向天線，小區(qū)覆蓋范圍指的是在小區(qū)內(nèi)所有位置之中，接收功率超過(guò)最小可用接收功率的位置所占的百分比。 教材上，稱之為“”（見(jiàn)pp97 4.9.3

38、標(biāo)題下第3行）。有的文獻(xiàn)中，也將其稱作。 4.9.3 確定覆蓋面積的百分率：在基站位于小區(qū)中心并采用全向天線時(shí)，如果小區(qū)范圍內(nèi)不存在阻擋物的話（但可以存在平坦地面），小區(qū)覆蓋的邊緣近似為圓周此時(shí)不存在陰影衰落。但實(shí)際的傳播環(huán)境往往更復(fù)雜，并存在由于阻擋物引起的陰影衰落，所以如果以接收機(jī)實(shí)時(shí)接收功率達(dá)到最小可用接收電平作為形成小區(qū)邊緣的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)的話，并且由于陰影衰落的隨機(jī)性，這個(gè)形狀還可能會(huì)隨時(shí)間而改變。（續(xù)（續(xù)1 1）：我們定義概率 為小區(qū)的邊緣覆蓋概率，它表示在我們?cè)O(shè)想的小區(qū)邊界上（半徑為R的圓周）實(shí)際接收功率（）大于最小可用接收功率(dBm)的概率。顯然，如果我們使得半徑為R的圓周上的平均

39、接收功率 恰好等于接收機(jī)的最小可用接收功率的話，小區(qū)的邊緣覆蓋率就等于50。)R(PobPrr )R(Pr： 就是從覆蓋的角度來(lái)衡量的覆蓋率；而就是從的角度來(lái)衡量的覆蓋率。下面來(lái)推導(dǎo)關(guān)于小區(qū)覆蓋問(wèn)題的結(jié)論，并總結(jié)二者之間的關(guān)系。o 設(shè)：覆蓋區(qū)半徑為R，接收機(jī)門(mén)限為， 則有效服務(wù)區(qū)域百分比：由式（4.71）2220 011U( )P( )P( )RrrP rdAP rrdrdRR ( )( )11( )()222rrrp dp dP derfPQ(0000( )( )( )()10 log()10 log10 logrtP rPPL rrRrPL rPL dnPL dnnddR00( )( )1

40、1( )()222() 10 log10 log)11222rrrp dp dP derfRrPL dnndRerfPQ(又由則00202() 10log()(10 log )/21*(ln)1211( )exp(1)1()2tRRaPPL ddbnerr erf abdrRRababerf aerfbb假設(shè)：(1則：U( )2Un實(shí)際上， ( )是 、 的函數(shù)。2( )(0)111( )1 exp()1( )2rP RaUerfbb選擇即，則：4.10 4.10 室外傳播模型室外傳播模型 在實(shí)際應(yīng)用中，電波傳播的環(huán)境往往是不規(guī)則的，在計(jì)算傳播損耗時(shí)，不僅要考慮地形地貌的影響，還要考慮地物的影

41、響?？梢?jiàn)移動(dòng)信道的模型是非常復(fù)雜的。 為了描述信道特性，人們建立了大量的信道模型來(lái)預(yù)測(cè)不規(guī)則的地形和路徑損耗。這些模型一般都是根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)總結(jié)得到的，旨在預(yù)測(cè)特定區(qū)域的信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)?，F(xiàn)在討論一些最常用的室外傳播模型。o 應(yīng)用范圍：n 頻率：40MhHz100GHz；n 各種地形；n 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。o 應(yīng)用理論：n 幾何光學(xué)理論（地面反射雙線模型、刃形繞射模型）n 對(duì)流層散射理論（長(zhǎng)距離對(duì)流層散射預(yù)測(cè)）n 雙地平線路徑對(duì)遠(yuǎn)地繞射損耗預(yù)測(cè)。4.10.1 Longley-Rice模型o 應(yīng)用方式：n 有詳細(xì)的地形地貌數(shù)據(jù)時(shí)：確定特定的路徑參數(shù)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的預(yù)測(cè)；n 無(wú)詳細(xì)的地形地貌數(shù)據(jù)時(shí)：估計(jì)特定路徑的參

42、數(shù)（區(qū)域預(yù)測(cè)）o 缺點(diǎn)：沒(méi)有考慮接收機(jī)附近環(huán)境雜波的影響；沒(méi)有考慮多徑傳播。o 改進(jìn)：增加“城區(qū)因子”，補(bǔ)償在城區(qū)時(shí)接收機(jī)附近的雜波引起的額外衰落。4.10.2 Durkin模型o 類(lèi)似于Longley-Rice模型的典型傳播預(yù)測(cè)。o 應(yīng)用環(huán)境：n 預(yù)測(cè)大尺度路徑損耗；n 研究不規(guī)則地區(qū)的電波傳播損耗。o 仿真過(guò)程：n 訪問(wèn)地形數(shù)據(jù)庫(kù)（二維陣列），并沿著發(fā)射機(jī)到接收機(jī)的路徑重構(gòu)地形地貌信息；n 計(jì)算沿射線方向的路徑損耗n 重復(fù)執(zhí)行，可構(gòu)造服務(wù)區(qū)不同位置信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)的輪廓o 損耗的計(jì)算：n計(jì)算路徑上所有點(diǎn)的繞射參數(shù)，并找出最大值j。0.80.8jj如果，按自由空間傳播損耗計(jì)算；如果，分別按自由空間傳

43、播損耗和陸地傳播損耗（雙線模型）計(jì)算，取最大值再加上繞射損耗。n 繞射損耗的計(jì)算：1）視距：以j進(jìn)行計(jì)算；2）非視距：a. 單繞射邊；b. 雙繞射邊；c. 三繞射邊；d.多繞射邊；o 也稱電波傳播損耗的圖表預(yù)測(cè)法，是根據(jù) Okumura 在東京地區(qū)進(jìn)行大量實(shí)測(cè)的基礎(chǔ)上提出來(lái)的，是預(yù)測(cè)城區(qū)信號(hào)使用最廣泛的模型。4.10.3 Okumura （奧村）模型： 20世紀(jì)60年代初，Okumura等人在日本東京地區(qū)進(jìn)行了大量的場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試。測(cè)試環(huán)境（地物特征）包括市區(qū)、郊區(qū)和開(kāi)闊區(qū)等不同傳播環(huán)境，測(cè)量頻率分布在400MHz2GHz范圍內(nèi)。發(fā)射天線高度范圍301000m，接收天線高度范圍27m。測(cè)量設(shè)備（場(chǎng)強(qiáng)

44、計(jì)和記錄儀）裝在汽車(chē)上，在汽車(chē)行駛中實(shí)施測(cè)量，測(cè)量數(shù)據(jù)由記錄儀記錄。（續(xù)）： 在20m左右的距離段（稱作小段）內(nèi)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行平均得到小段均值。然后在11.5km的距離內(nèi)計(jì)算小段均值的中值。最后，繪出經(jīng)驗(yàn)曲線。 所以，使用奧村模型進(jìn)行鏈路預(yù)測(cè)的方法就是針對(duì)特定的待預(yù)測(cè)環(huán)境，利用經(jīng)驗(yàn)曲線得到預(yù)測(cè)結(jié)果。該模型并不提供任何理論解釋。：某隨機(jī)變量X，設(shè)a是其取值范圍內(nèi)的一個(gè)數(shù)值，如果該數(shù)值滿足： 我們就稱a為X的中值。 對(duì)于正態(tài)分布，中值就是均值。但對(duì)于其他的概率分布，中值未必等于均值。 50.aXobPr ：由基站到移動(dòng)臺(tái)（前向鏈路）的路徑損耗的中值(dB)。：n 頻率范圍：（高端可擴(kuò)展至）；o 天

45、線的有效高度n 基站天線的有效高度：n 移動(dòng)臺(tái)天線的有效高度：天線距當(dāng)?shù)氐孛娴母叨取tsgahhh天 線 距 海 平 面 的 高 度減 去 平 均 地 面 高 度 ，即：o 地形的分類(lèi) 地形指?jìng)鞑キh(huán)境中地形剖面的不同變動(dòng)狀況，Okumura將其區(qū)分為兩大類(lèi)：n 中等起伏地形準(zhǔn)平滑地形 地面起伏高度不超過(guò) 20m ，起伏緩慢，峰點(diǎn)與谷點(diǎn)之間的水平距離大于起伏高度。n 不規(guī)則地形，如：丘陵、孤立山岳、斜坡和水陸混合地形等統(tǒng)稱為不規(guī)則地形。o 地物（或地區(qū)）的分類(lèi) 地物指?jìng)鞑キh(huán)境中地面障礙物分布的不同情況。 按照地物的密集程度不同可以分為三類(lèi)地區(qū)n 開(kāi)闊地：在電波傳播的路徑上無(wú)高大樹(shù)木、建筑物等障

46、礙物，呈開(kāi)闊狀地面，如農(nóng)田、荒野、廣場(chǎng)、沙漠和戈壁灘等；n 郊區(qū)：在靠近移動(dòng)臺(tái)近處有些障礙物但不稠密，如有少量的低層房屋或小樹(shù)林等n 市區(qū)：有較密集的建筑物和高層樓房：Okuruma模型在自由空間路徑損耗基礎(chǔ)上，首先在天線高度給定情況下，給出了、的路徑損耗修正曲線，根據(jù)該曲線可以對(duì)路徑損耗值進(jìn)行修正；然后再根據(jù)實(shí)際的天線高度和地形、地物情況利用相應(yīng)曲線進(jìn)行進(jìn)一步的修正，最終可以獲得特定傳播環(huán)境下的路徑損耗中值。其預(yù)測(cè)公式為：。AREAretrmuFG)h(G)h(G)d , f(AL)dB(L 50其中，為自由空間的路徑損耗，設(shè)定收、發(fā)均為各向同性天線，所以計(jì)算公式為： 。為準(zhǔn)平滑、市區(qū)相對(duì)于

47、自由空間的損耗修正值，也稱作基本中值損耗。為發(fā)射(BS)天線高度增益，為接收(MS)天線高度增益，為地形、地物增益因子。dlgflg.)dB(LF20204432 Amu(f,d)： 指準(zhǔn)平滑、市區(qū)相對(duì)于自由空間所增加的中值損耗。天線高度均已給定，發(fā)射天線的有效高度為，接收天線的有效高度。該經(jīng)驗(yàn)曲線族隨距離變化對(duì)應(yīng)于不同的曲線。橫坐標(biāo)為載頻頻率?？v坐標(biāo)為中值損耗。90043dB：見(jiàn)pp103式(4.81)。：見(jiàn)右圖。o Okumura 模型的特點(diǎn)與不足：n Okumura 模型對(duì)地形、地物進(jìn)行分類(lèi)，使用完全客觀的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)使其能在相應(yīng)的環(huán)境下獲得較準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，因此得到廣泛的應(yīng)用。n 完全基于測(cè)試

48、數(shù)據(jù)，不提供任何分析解釋。n 許多情況通過(guò)外推曲線來(lái)獲得測(cè)試范圍以外的值，盡管這種外推法的正確性依賴于環(huán)境和曲線的平滑性。 n 模型本身也有不足，如對(duì)地形的定性劃分不可避免地導(dǎo)致對(duì)通信環(huán)境的主觀判斷。n 對(duì)城區(qū)和郊區(qū)快速變化的反應(yīng)較慢。4.10.4 Hata4.10.4 Hata模型模型o 根據(jù)Okumura模型所作的經(jīng)驗(yàn)公式模型，是以公式形式表達(dá)的路徑損耗中值預(yù)測(cè)模型。n市區(qū)路徑損耗公式：50()(69.55 26.16log13.82log( ) (44.9 6.55log )logctrtL dBfha hhd市區(qū)）5050%150 1500110;1,tcrtrLhmfMHzhm dk

49、mh h其中表示傳播路徑損耗處的值，即中值30200 ；皆為有效高度25050()(2log(/28)54cLdBLf市區(qū)）25050()(4.78(log )18.33log40.98ccL dBLff市區(qū)）n 郊區(qū)路徑損耗：n 農(nóng)村路徑損耗：22( ) (1.1log0.7)(1.56log0.8)( ) 8.29(log1.54 )1.1;300( ) 3.2(log11.75 )4.9 ;300rcrcrrcrrca hfhfa hhfMhza hhc fMhz中小城市：大城市：p 移動(dòng)臺(tái)天線修正因子：4.10.5 Hata模型的PCS擴(kuò)展p 在半徑大于1km時(shí)，Hata模型比較準(zhǔn)確，

50、但不太適用于半徑小于1km的PCS系統(tǒng)，為此，科學(xué)和技術(shù)研究歐洲協(xié)會(huì)(EURO-COST)開(kāi)發(fā)Hata模型的PCS擴(kuò)展版本：50(log13.82log( )(44.9 6.55log )logctrtMLfha hhd C市區(qū)）=43.6+33.903MdBCdB；中等城市或郊區(qū)；市中心4.10.6 Walfish和Bertoni的模型o 考慮了屋頂和建筑物高度的影響。o 路徑損耗：()f srtsmsf srtsmsL dBLLLLLL自由空間傳播損耗；屋頂?shù)浇值赖睦@射和散射損耗；建筑物的多屏繞射損耗。4.10.7 寬帶PCS微蜂窩模型p Feuwestein等人在1900MHz頻段上測(cè)試

51、了典型微蜂窩系統(tǒng)的傳播參數(shù)，證實(shí)：n對(duì)于LOS環(huán)境，地面反射雙線模型最佳1121110 log( )1( )10 log( /) 10 log()ffffndpddPL dnd dndpdd10:/,):1)fdpdkmtr第一費(fèi)涅爾距離(=4h h參考距離(處的路徑損耗。n1、n2:路徑損耗指數(shù)。發(fā)射機(jī)發(fā)射機(jī)天線高度天線高度1900MHz LOS1900MHz OBSn1n2n低低(3.7m)2.183.298.762.589.31中中(8.5m)2.173.367.882.567.67高高(13.3m) 2.074.168.772.697.94n對(duì)于有阻擋物（OBS）環(huán)境，簡(jiǎn)化的對(duì)數(shù)距離路

52、徑損耗模型最佳110( ) 10 log( )(1m)PL dndppPL d，4.11 4.11 室內(nèi)傳播模型室內(nèi)傳播模型 隨著PCS系統(tǒng)的使用，室內(nèi)無(wú)線傳播情況受到人們的重視。 o 主要特點(diǎn)：(機(jī)理同室外：直射、反射、繞射和散射）n 覆蓋距離小，遠(yuǎn)場(chǎng)條件難以滿足；n 環(huán)境變動(dòng)大，如：開(kāi)關(guān)門(mén)、物品布局、人員走動(dòng)等。o 考慮因素：n 同樓層分隔損耗：隔墻材料、類(lèi)型。n 樓層間分隔損耗：建筑物外部面積/材料、建筑物類(lèi)型、窗口大小/數(shù)量。o 對(duì)數(shù)距離路徑損耗模型：00()( ) 10 log()dPL dBPL dnXdn、 依賴于周?chē)h(huán)境和建筑物類(lèi)型。o Ericcson多重?cái)帱c(diǎn)模型：適用于多層

53、辦公室建筑。模型假定參考距離處的衰減為30dB，頻率為900Mhz。o 衰減因子模型：( )( 0) 10log()0( )( 0) 10log()0SFSFMFMFdPL dPL dnFAFdnFAFdPL dPL dndn其中，表示同層路徑損耗指數(shù)；表示不同層的附加損耗值或其中，表示基于測(cè)量的多樓層路徑損耗指數(shù)。返回目錄其它移動(dòng)通信信道其它移動(dòng)通信信道o 背景背景n隨著移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的發(fā)展，移動(dòng)通信的服務(wù)范圍也日益擴(kuò)隨著移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的發(fā)展，移動(dòng)通信的服務(wù)范圍也日益擴(kuò)大。大。n在陸地、海上和空中都獲得了廣泛應(yīng)用，正逐步由室外擴(kuò)在陸地、海上和空中都獲得了廣泛應(yīng)用，正逐步由室外擴(kuò)展到室內(nèi)展到室內(nèi)(如辦分室、住宅、車(chē)間、商場(chǎng)等如辦分室、住宅、車(chē)間、商場(chǎng)等)n從地上擴(kuò)展到地下（如地鐵、坑道、隧道、礦井等）從地上擴(kuò)展到地下（如地鐵、坑道、隧道、礦井等）n從中小城市擴(kuò)展到邊遠(yuǎn)地區(qū)（如礦山、林區(qū)、沙漠、草原從中小城市擴(kuò)展到邊遠(yuǎn)地區(qū)（如礦山、林區(qū)、沙漠、草原等）等）n要在不同環(huán)境中實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信，首先必須了解無(wú)線電波在要在不同環(huán)境中實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信，首先必須了解無(wú)線電波在該環(huán)境中的傳播方式和傳播