【正文】 圖 24 瑞利分布的概率密度 當(dāng) r=σ時(shí)， p(r)為最大值，表示 r在σ值出現(xiàn)的可能性最大。繪制兩種曲線(xiàn)所用的條件是：圖 26(a)中，基站天線(xiàn)高度為 220m, 移動(dòng)臺(tái)天線(xiàn)高度為 3m。這種因多徑傳播造成信號(hào)時(shí)間擴(kuò)散的現(xiàn)象，稱(chēng)為多徑時(shí)散。為分析簡(jiǎn)便，不計(jì)信道的固定衰減，用 “1” 表示第一條射線(xiàn)，信號(hào)為 )(tSi 。工程上，對(duì)于角度調(diào)制信號(hào)，相關(guān)帶寬可按下式估算： ?? ?21cB （ 227） 式中， Δ為時(shí)延擴(kuò)展?；旧希谶@種傳播模式底下，接收機(jī)所接收到的信號(hào)強(qiáng)度和距離的平方成反比，這也是依球面積和能量守恒定律所得來(lái)的結(jié)果。 隨著地面反射系數(shù)減小，由反射引起的衰減因子也減小，視距路徑損耗將逐漸減小并變的與頻率有關(guān)，但目前尚沒(méi)有精確的定量描述。 COST231 模型已被用于微小區(qū)的實(shí)際工程設(shè)計(jì)。 距離 d： ～ 5 km； 178。 b=20~50m； 對(duì) COST231/Walfish/Ikegami 模型在某城市的預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值作比較，平均誤差在177。 4. 多徑信道的沖激響應(yīng)模型 1). 基本多徑信道的沖激響應(yīng)模型 我們已對(duì)多徑的傳 輸原理進(jìn)行了討論，在多徑環(huán)境下，信道的沖激響應(yīng)可以表示為 ?? ?? Nk jkk kettath 0 )()( ?? （ 267） 式中 : N 表示多徑的數(shù)目 ； ka 表示每個(gè)多徑的幅值（衰減系數(shù)）； kt 表示多徑的時(shí)延（相對(duì)時(shí)延差）； K? 表示多徑的相位 。 在 COST207 中還用到了兩類(lèi)高斯 多普勒譜 (GAUS1 和 GAUS2)， 其表達(dá)式為 ???????? ??????????? ??????????? ??????????? ???22122GA U S 222122GA U S 1)(2)(e x p)(2)(e x p)()(2)(e x p)(2)(e x p)(mmmmmmmmfffBfffBfSfffAfffAfS （ 269） 式中： dBAA 101 ?? ， dBBB 101 ?? 2). GSM 標(biāo)準(zhǔn)中的多徑信道模型 在 GSM標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了鄉(xiāng)村地區(qū) (RA)、典型市區(qū) (TU)、典型山區(qū) (HT)等情況下的多徑模型。 (c)BU。本 章 主要研究了幾種常用的無(wú)線(xiàn)信道 傳播模型，對(duì) 自由空間模型、 經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?OkumuraHata模型、 COST231 Hata模型以及 COST231WI 模型進(jìn)行了具體地分析和說(shuō)明， 并將其進(jìn)行 Matlab 仿真和仿真結(jié)果的分析 。學(xué)習(xí)掌握 MATLAB，也可以說(shuō)是在科學(xué)計(jì)算工具上與國(guó)際接軌。 因此可以這么說(shuō)頻率越大，在自由空間傳播過(guò)程中的損耗也就越大 。它以市區(qū)路徑傳播損耗為基準(zhǔn) , 在此基礎(chǔ)上對(duì)其他地區(qū)進(jìn)行修正。 OkumuraHata模型的建模 不僅為蜂窩移動(dòng)和陸地?zé)o線(xiàn)信道傳播損耗的預(yù)測(cè)提供了方便實(shí)用的可視化解決方案 , 而且解決了在無(wú)線(xiàn)信道建模中存在的人機(jī)交互性差 , 對(duì)模型進(jìn)行參數(shù)分析、綜合計(jì)算及全過(guò)程演示困難的問(wèn)題。其適用頻率范圍是 1500～2300MHz，基站有效天線(xiàn)高度在 30～ 200m 之間，移動(dòng)臺(tái)有效天線(xiàn)高度在 1~10m 之間， d 的范圍在 1～ 20km 之間。 COST231 Hata 模型的頻率衰減因子為 ，而OkumuraHata 模型的頻率衰減因子為 。對(duì)于視距 (LOS)傳播環(huán)境，其路徑損耗為： dfL L O S ??? （ 38） 其中， d 的單位為 km； f的單位為 MHz。 COST231WI 模型 仿真及結(jié)果分析 1. COST231WI模型仿真 COST 231WalfischIkegami 模型基于 WalfischBertoni 模型和 Ikegami 模型，廣泛地用于建筑物高度近似一致的郊區(qū)和城區(qū)環(huán)境，經(jīng)常在移動(dòng)通信系統(tǒng)（ GSM/PCS/DECT/DCS）的設(shè)計(jì)中使用。 CM 為大城市中心校正因子。另外，用戶(hù)終端天線(xiàn)的安裝位置也會(huì)對(duì)計(jì)算路徑損耗有很大影響。損耗單位為 dB，在 市區(qū)， OkumuraHata 經(jīng)驗(yàn)公式如下： dHHaHfL bmbm lg)()( ??????? （ 32） 其中假設(shè)收發(fā)天線(xiàn)之間的距離為 d(km)，發(fā)射頻率為 f(MHz)，移動(dòng)臺(tái)高度 mH (m)， 基站高度bH (m)； )( mHa 為移動(dòng)天線(xiàn)修正因子。它基于測(cè)試數(shù)據(jù)所作的圖表 , 不提供 任何的分析解釋。 路徑損耗 模型 仿真及結(jié)果分析 自由空間模型 仿 真 及結(jié)果分析 假設(shè)無(wú)線(xiàn)電波是在完全無(wú)阻擋的視距內(nèi)傳播，沒(méi)有反射、繞射和散射，這種理想的情形叫做自由空間的傳播。 MATLAB 是“矩陣實(shí)驗(yàn)室”（ MATrix LABoratoy）的縮寫(xiě)，它是一種以矩陣運(yùn)算為基礎(chǔ)的交互式程序語(yǔ)言 ,專(zhuān)門(mén)針對(duì)科學(xué)，工程計(jì)算及繪圖的需求。 其不同環(huán)境下多普勒譜的形式如表 211 到 213所示。表中給出了兩組等效的參數(shù)（ 1）和（ 2）；表 24和 26 由 6 條多徑組成，表 25由 12條多徑組成，對(duì)于每一條多徑給出了它的相對(duì)時(shí)間、平均相對(duì)功率和其多普勒譜的類(lèi)型，它們主要由萊斯頻譜和典型譜組成。設(shè)最大多普勒頻率為 mf 。 23 假定 f=880MHz， mh =， bh =30m， rofh =30m， 平頂建筑， φ =90176。 移動(dòng)臺(tái)天線(xiàn)高度 hm： 1～ 3 m。 建筑物高度 hroof(m)； 178。 無(wú)線(xiàn)電波可以通過(guò)衍射進(jìn)入障礙物阻擋的陰影區(qū)，但會(huì)形成 衍射損耗，與障礙物高度、距離、頻率等有關(guān)。 無(wú)線(xiàn)視距傳播模型 由于大氣的存在引起電磁波的折射，電磁波的傳播路徑并非直線(xiàn)，而是一條向地球彎曲的弧線(xiàn)，曲率約為地球半徑的 4 倍。通道對(duì)傳送信號(hào)所產(chǎn)生的影響，是各類(lèi)通信系統(tǒng)接收機(jī)設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵考量。于是，接收信號(hào)為兩者之和， 即 )e1)(()( )(j0 ti rtStS ??? ? （ 223） 圖 212 所示的雙射線(xiàn)信道等效網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)為 )(0 1)( )(),( tjie retStStH ???? ?? （ 224） 信道的幅頻特性為 )(s i n)(c os1),( tjrtrtA ????? ??? （ 225） 由 上式可知，當(dāng)ωΔ (t)=2nπ時(shí) (n為整數(shù) )，雙徑信號(hào)同相疊加，信號(hào)出現(xiàn)峰點(diǎn)；而當(dāng) ωΔ (t)=(2n+1)π時(shí)，雙徑信號(hào)反相相消，信號(hào)出現(xiàn)谷點(diǎn)。如果進(jìn)行多次發(fā)送脈沖試驗(yàn)，則接收到的脈沖序列是變化的（即便是地點(diǎn)不變），如圖 210 所示。由圖可知， 不管是市區(qū)還是郊區(qū)，慢衰落均接近虛線(xiàn)所示的對(duì)數(shù)正態(tài)分布。慢衰落近似服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布。 經(jīng)反射 (或散射 )到達(dá)接收天 線(xiàn)的第 i 個(gè)信號(hào)為 )(tSi ， 其振幅為 ia , 相移為 i? 。無(wú)線(xiàn)信道不像有線(xiàn)信道那樣固定并可預(yù)見(jiàn)，而是具有很大的隨機(jī)性，通常難于分析。由于它的預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)吻合較好，己被廣泛應(yīng)用于大區(qū)制和宏蜂窩的無(wú)線(xiàn)覆蓋設(shè)計(jì)中，目前這方 面 的工作主要集中為無(wú)線(xiàn)信道建模與仿真技術(shù)的必然發(fā)展趨勢(shì)。隨著通信系統(tǒng)的日趨復(fù)雜化，無(wú)線(xiàn)信道的建模和仿真對(duì)于現(xiàn)代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的研發(fā)具有越來(lái)越重要的意義。這兩者，一個(gè)是理論，一個(gè)是硬件，極大地推動(dòng)了無(wú)線(xiàn)通信的發(fā)展。 馬可尼實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)歷史上首次無(wú)線(xiàn)電通信。 attention to the wireless channel modeling and simulation, Has also yielded the very big result in this domain research. Wireless channel model is divided into free space model, the wireless line of sight and empirical model, this paper studied the characteristics of wireless channel model is established radio channel model, on the free space model and empirical model OkumuraHata model, COST231 Hata model and COST231WI model were pared, using Matlab software to simulate, the simulation results are analyzed. Keywords: Wireless channel, Hata model, COST231WI model 3 目 錄 第一章 緒論 ........................................................................................................................................... 4 無(wú)線(xiàn)通 信的發(fā)展和建模仿真的發(fā)展?fàn)顩r ..................................................................................... 4 無(wú)線(xiàn)通信的發(fā)展 ............................................................................................................. 4 信道建模仿真技術(shù)的發(fā)展概況 ........................................................................................ 4 本文研究的 內(nèi)容 ........................................................................................................................ 5 第二章 無(wú)線(xiàn)信道的概念和無(wú)線(xiàn)信道的模型 ............................................................................................. 6 無(wú)線(xiàn)信道的概念 ........................................................................................................................ 6 無(wú)線(xiàn)信道的定義 ............................................................................................................. 6 無(wú)線(xiàn)信道的特點(diǎn) ............................................................................................................. 6 無(wú)線(xiàn)信道的模型 ...................................................................................................................... 15 自由空間傳播模型 ........................................................................................................ 15 無(wú)線(xiàn)視距傳播模型 ........................................................................................................ 17 無(wú)線(xiàn)信道經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?........................................................................................................ 19 第三章 無(wú)線(xiàn)信道建模仿真及結(jié)果分析 .................................................................................................. 30 Matlab軟件介紹 ..................................................................................................