【正文】 反 射發(fā)生在地球表面、建筑物和墻壁表面。若發(fā)射機 發(fā)射信號功率一樣，那么到達接收機時信 號的強弱將不同，離接收機近者信號強， 離接收機遠者信號弱。 ? 變化速率快。 X Y l?d V S ()t? c o s ( )cdVfftc ??多 普 勒 頻 率 ：第二章 無線信道的特性 第 27頁 共 102頁 復習： 1. 什么是大尺度路徑損耗？什么是陰影損耗？ 2. 什么是小尺度衰落？ 3. 什么是多徑時延？ 第二章 無線信道的特性 第 28頁 共 102頁 ? 無線信道是一個完全開放式信道，其傳播損耗從宏觀的大范圍看，主要決定于 傳播的環(huán)境 。 則有：接收天線輸出的功率 Pr為上述三者的乘積。 ?在 10GHz以上頻段，雨霧衰減大大增加，達到幾dB/km。 100 200 300 400 500 600 700 80060708090100110120130140第二章 無線信道的特性 第 49頁 共 102頁 復習： 1. 在自由空間傳播模型中，若頻率增加一倍，路徑增加為十倍，路徑損耗增加多少 dB？ 2. 發(fā)射天線高 9米，接收天線高 4米， LOS極限傳播距離為多少公里？ 3. 發(fā)射天線高 30米，接收天線高 2米，一般情況下，能夠應用雙線模型的最小距離為多少？ 第二章 無線信道的特性 第 50頁 共 102頁 大尺度路徑損耗與陰影衰落 光滑平面上的電波傳播 當 時，有： trd h h??dhhdhh rtrt???? 22s i n ???????即有 d處的接收功率為： 224 ()trr t t r t rhhP P G G d h hd?雙線模型幾個重要結論 ? 路徑損耗呈現(xiàn) 4次冪衰減，這表明其接收功率衰減比自由空間（ 2次冪衰減）要快的多。 第二章 無線信道的特性 第 53頁 共 102頁 例題 3：應用雙線模型分析一個郊區(qū)的蜂窩系統(tǒng)。 大尺度路徑損耗與陰影衰落 帶有陰影的對數(shù)距離路徑損耗 ? 實際應用環(huán)境非常復雜。 一、 對數(shù)距離路徑損耗（ 3） ?在室外宏小區(qū)中， d0的典型值為 1km。這種現(xiàn)象稱為 對數(shù)正態(tài)陰影 。 第二章 無線信道的特性 第 69頁 共 102頁 大尺度路徑損耗與陰影衰落 帶有陰影的對數(shù)距離路徑損耗 三、 無線小區(qū)覆蓋 考慮對數(shù)正態(tài)陰影； 分兩個步驟進行分析： 步驟 確定位置 r處的路徑損耗低于門限值 γ的概率 a1； 步驟 計算（由半徑 R定義的）圓面積內(nèi)的 路徑損耗低于門限值 γ的概率 a2； 步驟 確定位置 r處的路徑損耗低于門限值 γ的概率 a1： ()( ) ] rrPdP d Q?????????????P[ ? ? ? ?011 0 l o g rda r Q????????????第二章 無線信道的特性 第 70頁 共 102頁 大尺度路徑損耗與陰影衰落 帶有陰影的對數(shù)距離路徑損耗 三、 無線小區(qū)覆蓋 考慮對數(shù)正態(tài)陰影； 步驟 計算（由半徑 R定義的）圓面積內(nèi)的路徑損耗低于門限值 γ的概率 a2； R?rdr? ?? ?? ?022120( ) ,1( ) ,1ppARda P L r AP L r dA dAAa r rdrdR?????? ? ?? ? ?????在 面 積 上在 面 積 上0 ,R d A 近 似 為 圓 面 積第二章 無線信道的特性 第 71頁 共 102頁 大尺度路徑損耗與陰影衰落 帶有陰影的對數(shù)距離路徑損耗 三、 無線小區(qū)覆蓋 考慮對數(shù)正態(tài)陰影； 步驟 計算（由半徑 R定義的）圓面積內(nèi)的路徑損耗低于門限值 γ的概率 a2； 參見教材 ，可得： ? ?2 202 2 2 2e x p l na b Ra Q a Q a Q a bb b b d?? ?? ???? ? ? ?? ? ? ? ? ??? ?? ??? ? ? ?? ? ? ? ??????? ?01 0 l o g 1 0 l o g,Rd eab???? ??????其 中 ：20a R d?? ? ?是 、 、 、 、 的 函 數(shù) 。假設路徑損耗符合對數(shù)正態(tài)分布模型，且設d0=100m處。 假定 ， ， d0=1km 。 一、 Okumura （奧村）模型 （ 1） ?它是通過大量的傳播實驗，利用統(tǒng)計的辦法找出各種地形地物條件下的傳播損耗和距離、頻率、天線高度間的關系，繪制出電波傳播特性的計算圖表，根據(jù)這些圖表可以方便地對接收功率進行預測。 ( , ) 20 l og( )2001000 30bbbbhH h dm h m???其 中 ：第二章 無線信道的特性 第 89頁 共 102頁 大尺度路徑損耗與陰影衰落 室外 /室內(nèi)傳播模型 一、 Okumura （奧村）模型 （ 6） 移動臺 ： ?移動臺天線高度不是 3m ，則損耗中值的差異用移動臺天線高度增益因子來修正。 ?對城區(qū)和郊區(qū)快速變化的反應較慢。 ? 可用于預測不同地區(qū)的路徑損耗。 ? 樓層間的分隔損耗 和建筑物的材料、類型、層數(shù)、窗戶及頻段有關。第二章 無線信道的特性 第 98頁 共 102頁 小結 大尺度路徑損耗與陰影衰落 自由空間傳播模型 ? 自由空間中距發(fā)射機 d 處天線的接收功率為： 24r t t rP P G Gd?????????( ) 2 0 l o g ( ) 2 0 l o g ( ) 1 4 7 .5 6 ( d B )pcL d f d? ? ?? 自由空間路徑損耗： ? d處的接收功率與參考 距離 d0的接收功率的關系： 200( ) ( )rrdP d P dd??????? 0 fd d d??? 兩個天線之間直線傳播最大距離是： ? ?4. 12 ( )trh h k m?第二章 無線信道的特性 第 99頁 共 102頁 小結 大尺度路徑損耗與陰影衰落 光滑平面上的電波傳播 地面反射模型（雙線模型） ? 接收功率： 22 2( ) 4 s in4trr t t rhhP d P G Gdd??????????? ???? ??? 雙線模型路徑損耗為： 22 2( ) 1 0 l o g 4 s in ( ) , 4trp t rhhL d d B d h hdd?????? ????? ? ????? ???? ????? 第一費涅爾區(qū)距離： 4trchhd??? 大于等于第一費涅爾區(qū)距離時雙線模型路徑損耗簡化為： 224 ()trr t t r t rhhP P G G d h hd?第二章 無線信道的特性 第 100頁 共 102頁 小結 大尺度路徑損耗與陰影衰落 帶有陰影的對數(shù)距離路徑損耗 實際路徑損耗估計分為兩部分： ? 代表均值變化的：對數(shù)距離路徑損耗 ? 代表局部變化的：對數(shù)正態(tài)陰影 ? ?000( ) ( ) 1 0 l o g ,pp dBdL d L d d dd?? ??? ? ? ?????()( ) ] rrPdP d Q?????????????P[?接收功率超過特定值 ξ的概率： ?κ 和 是根據(jù)測試數(shù)據(jù)，一般使用線性遞歸方法，使路徑損耗的測試值和估計值的均方誤差達到最小得到的。模型假定參考距離（ 1米）處的衰減為 30dB，頻率為 900Mhz，單位增益天線。 20世紀 80年代首次開始研究。 20 0( ) l og 11 .75 7 。 開闊地、準開闊地的修正因子 ?開闊地、準開闊地（開闊地與郊區(qū)間的過渡區(qū)）傳播條件優(yōu)于市區(qū) 水陸混合路徑修正因子 地形地物修正因子 第二章 無線信道的特性 第 91頁 共 102頁 大尺度路徑損耗與陰影衰落 室外 /室內(nèi)傳播模型 一、 Okumura （奧村）模型 （ 8） Okumura 模型的特點與不足： ?Okumura 模型對地形、地物進行分類，使用完全客觀的實驗數(shù)據(jù)使其能在相應的環(huán)境下獲得較準確的預測，因此得到廣泛的應用。 第二章 無線信道的特性 第 87頁 共 102頁 大尺度路徑損耗與陰影衰落 室外 /室內(nèi)傳播模型 一、 Okumura （奧村）模型 （ 4） 典型中等起伏地型上市區(qū)的基本中值 Am(f,d) 與頻率、距離的關系曲線。這些模型一般都是 根據(jù)測試數(shù)據(jù)總結 得到的，旨在預測特定區(qū)域的信號場強。 參考點處的接收功率依據(jù)自由空間傳播模型。 解： 1） 求路徑損耗指數(shù) 0 1 0 ( )0( ) ( ) 1 0 l o gr t p d BdP d P L dd?? ??? ? ? ?????第二章 無線信道的特性 第 73頁 共 102頁 大尺度路徑損耗與陰影衰落 帶有陰影的對數(shù)距離路徑損耗 0 100 0 ( 1 0 0 ) tpdPL???為 參 考 距 離 ， 則 有 ：4 .5? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?22102210 101[ 0 0 10 l og 2 204 10 l og 10 35 10 l og 30 70 ]J ????? ? ?? ? ? ?－0 1 0 ( )0( ) ( ) 1 0 l o gr t p d BdP d P L dd?? ??? ? ? ?????1 0 ( ) ( ) 1 0 l o g 100r d BdPd ?? ??? ? ? ?????? ? 211() MrriJ P PM????均 方 誤 差 ： ＝MMSE即求使上式微分為 0的 κ ? ? 0dJd?? ?令第二章 無線信道的特性 第 74頁 共 102頁 大尺度路徑損耗與陰影衰落 帶有陰影的對數(shù)距離路徑損耗 d (m) Receive power 100 0 dBm 200 20 dBm 1000 35 dBm 3000 70 dBm 解： 1） 求路徑損耗指數(shù) 4 .5? ?0 1 0 ( )0( ) ( ) 1 0 l o gr t p d BdP d P L dd?? ??? ? ? ?????例題 4：距發(fā)射機 100m、 200m、 1km、 3km處分別得到接收功率的測量值如表所示。計算邊界內(nèi)覆蓋區(qū)的百分率與邊界處覆蓋之間的關系是非常有意義的。 ?在室外微小區(qū)中， d0的典型值為 100m。 第二章 無線信道的特性 第 56頁 共 102頁 大尺度路徑損耗與陰影衰落 帶有陰影的對數(shù)距離路徑損耗 對于實際路徑損耗估計，我們可以利用 統(tǒng)計方法來研究傳播特性，此時傳播特性是以一般環(huán)境類型（如城市、郊區(qū)和農(nóng)村）為基礎的經(jīng)驗近似。 （ b）在下列情況下，雙線模型是否可以應用，解釋原因。 第二章 無線信道的特性 第 52頁 共 102頁 大尺度路徑損耗與陰影衰落 光滑平面上的電波傳播 雙線模型幾個重要結論 ? 地面反射模型是應用射線跟蹤法的一個簡單且非常有用的模型。 ?對于超短波波段，折射現(xiàn)象尤為突出它會影響到視距的極限傳播距離 。 1）發(fā)射功率換算成 dBW和 dBm； 2）求自由空間中距離天線 100m和 10Km處的接收功率為多少 dBm？ 解： 第二章 無線信道的特性 第 38頁 共 102頁 大尺度路徑損耗與陰影衰落 自由空間傳播模型 21 , m , 10 m , 10 W .4F r i i s W dB W .t r