【正文】 建筑物內(nèi)視距傳播 ~ 建筑物阻擋 4~6 工廠阻擋 2~3 一、 對(duì)數(shù)距離路徑損耗（ 2） 第二章 無(wú)線信道的特性 第 59頁(yè) 共 102頁(yè) 大尺度路徑損耗與陰影衰落 帶有陰影的對(duì)數(shù)距離路徑損耗 選擇自由空間的參考距離非常重要。 第二章 無(wú)線信道的特性 第 55頁(yè) 共 102頁(yè) 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)研究的經(jīng)驗(yàn)證明，雖然發(fā)射機(jī)附近的平均功率服從 2次冪衰減的規(guī)律，但遠(yuǎn)距離處的平均功率卻隨著距離的增大呈 指數(shù)衰減 。 3. 對(duì)于由直射波和強(qiáng)地面反射波為主導(dǎo)的無(wú)線信道的預(yù)測(cè)是很有效的。 0 100 200 300 400 500 600 700 80060708090100110120130140 大尺度路徑損耗與陰影衰落 光滑平面上的電波傳播 相應(yīng)的路徑損耗為： 22 2( ) 1 0 l o g 4 s in ( ) , 4trp t rhhL d d B d h hdd?????? ????? ? ????? ???? ????2. 一般的，路徑損耗隨著距離的增大而增大 。 第二章 無(wú)線信道的特性 第 40頁(yè) 共 102頁(yè) 大尺度路徑損耗與陰影衰落 自由空間傳播模型 大氣效應(yīng)（ 2）：雨霧衰減 ?在 10GHz以下頻段，雨霧衰減并不嚴(yán)重，一般只有幾 dB。 第二章 無(wú)線信道的特性 第 31頁(yè) 共 102頁(yè) 大尺度路徑損耗與陰影衰落 Pt d ? 發(fā)射功率為 Pt， 發(fā)射天線為各向均勻輻射，則以發(fā)射源為中心， d為半徑的球面上單位面積功率為： S ＝ Pt / 4? d2 ? 發(fā)射天線增益： Gt ? 接收天線 有效面積： A = Gr ?2 / 4?，其中 Gr為接收天線增益， ?為信號(hào)波長(zhǎng)。 第二章 無(wú)線信道的特性 第 23頁(yè) 共 102頁(yè) 多徑傳播環(huán)境 多徑時(shí)延（時(shí)間色散） 基站 (BS) 移動(dòng)臺(tái) (MS) 路徑 1 路徑 2 路徑 3 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 501 0 . 8 0 . 6 0 . 4 0 . 200 . 20 . 40 . 60 . 81tx0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 501010 5 10 15 20 25 30 35 40 45 501010 5 10 15 20 25 30 35 40 45 501010 5 10 15 20 25 30 35 40 45 501 0 . 8 0 . 6 0 . 4 0 . 200 . 20 . 40 . 60 . 81多徑時(shí)延大于脈沖寬度 第二章 無(wú)線信道的特性 第 24頁(yè) 共 102頁(yè) 多徑傳播環(huán)境 多徑時(shí)延（時(shí)間色散） 基站 (BS) 移動(dòng)臺(tái) (MS) 路徑 1 路徑 2 路徑 3 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 501 0 . 8 0 . 6 0 . 4 0 . 200 . 20 . 40 . 60 . 810 5 10 15 20 25 30 35 40 45 501010 5 10 15 20 25 30 35 40 45 501010 5 10 15 20 25 30 35 40 45 501010 5 10 15 20 25 30 35 40 45 501 0 . 8 0 . 6 0 . 4 0 . 200 . 20 . 40 . 60 . 81多徑時(shí)延小于脈沖寬度 第二章 無(wú)線信道的特性 第 25頁(yè) 共 102頁(yè) 多徑傳播環(huán)境 多徑時(shí)延（時(shí)間色散） 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 501 0 . 8 0 . 6 0 . 4 0 . 200 . 20 . 40 . 60 . 810 5 10 15 20 25 30 35 40 45 501 0 . 8 0 . 6 0 . 4 0 . 200 . 20 . 40 . 60 . 81多徑時(shí)延小于脈沖寬度 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 501 0 . 8 0 . 6 0 . 4 0 . 200 . 20 . 40 . 60 . 81tx0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 501 0 . 8 0 . 6 0 . 4 0 . 200 . 20 . 40 . 60 . 81多徑時(shí)延大于脈沖寬度 第二章 無(wú)線信道的特性 第 26頁(yè) 共 102頁(yè) 多徑傳播環(huán)境 多普勒頻移（頻率色散） 當(dāng)發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，收到的電波將發(fā)生頻率的變化，此變化稱為多普勒頻移。 ?電平幅度分布一般遵循：瑞利（ Rayleigh）分布、萊斯（ Rice）分布、納卡伽米（ Nakagami）分布等。 第二章 無(wú)線信道的特性 第 8頁(yè) 共 102頁(yè) 多徑傳播環(huán)境 遠(yuǎn)近效應(yīng) ：由于用戶的隨機(jī)移動(dòng)性，發(fā)射機(jī)與接收機(jī) 之間的距離也是在隨機(jī)變化。 如何實(shí)現(xiàn)無(wú)線信道上的高質(zhì)量通信，是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的課題。 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)非常巨大時(shí)，將發(fā)生散射。 多徑傳播環(huán)境 接收信號(hào)中的 四種效應(yīng)（ 3） ? 多普勒頻移 22 c o s ( )l V t t????????? ? ?相 位 變 化 ：X Y l?d V S ()t?c os ( ) c os ( )l d t V t t??? ? ? ?1 c o s ( ) c o s ( )2cdVfVf t ttc? ?????? ? ??頻 率 變 化 ( 多 普 勒 頻 移 ） ：多普勒頻率有正負(fù)嗎？ 第二章 無(wú)線信道的特性 第 10頁(yè) 共 102頁(yè) 復(fù)習(xí)： 1. 無(wú)線通信信號(hào)的四種基本傳播方式？ 2. 什么是陰影效應(yīng)？何謂半盲區(qū)？ 3. 什么是多普勒效應(yīng)？多普勒頻移與用戶運(yùn)動(dòng)速度之間的關(guān)系？ c os ( ) c os ( )cdVfVf t tc?????多 普 勒 頻 移 ： 第二章 無(wú)線信道的特性 第 11頁(yè) 共 102頁(yè) 多徑傳播環(huán)境 接收信號(hào)中的 四種效應(yīng)（ 4） 多徑效應(yīng) ： ? 由于接收者所處地理環(huán)境的復(fù)雜性，使得接收到的信號(hào)是多條從不同路徑過(guò)來(lái)的信號(hào)的合成。即在不同頻率、不同時(shí)間、不同空間，其衰落特性是不一樣的。 ? 從理論角度給出一個(gè)確切、完整的公式很困難。 【 定義 】 天線遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)（ Fraunhofer區(qū)）為超過(guò)遠(yuǎn)場(chǎng) 距離 df 的地區(qū)，即： d≥df 遠(yuǎn)場(chǎng)距離 df 定義為： ?22 Dd f ?（ D為天線的最大物理線性尺寸） 第二章 無(wú)線信道的特性 第 35頁(yè) 共 102頁(yè) 大尺度路徑損耗與陰影衰落 一、 Friis公式（ 2）：適用范圍 自由空間傳播模型 II. 參考距離 TR距離 d0作為接收功率的參考點(diǎn)。 第二章 無(wú)線信道的特性 第 41頁(yè) 共 102頁(yè) 大尺度路徑損耗與陰影衰落 自由空間傳播模型 大氣效應(yīng)（ 3）：大氣折射 ?當(dāng)一束電波通過(guò)折射率隨高度變化的大氣層時(shí)，會(huì)產(chǎn)生彎曲。 ? 路徑損耗與頻率無(wú)關(guān)。求第一費(fèi)涅爾區(qū)距離 dc ？此處的功率損耗？ 單位增益天線 已知室內(nèi)參數(shù)， ht=3 m, hr=2 m, 載波頻率 fc=2 GHz。 ?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。 ?參考路徑損耗取決于載波頻率、天線高度和增益，以及其他一些因素。 21( ) e x p ( )22zxQ z d x????? ?積 分 函 數(shù) ： 大尺度路徑損耗與陰影衰落 帶有陰影的對(duì)數(shù)距離路徑損耗 二、 對(duì)數(shù)正態(tài)陰影（ 4） pdf 0 ()rPd ()rPd()( ) ( )r r d BP d P d ????接收功率超過(guò)某一特定值 ξ的概率： 第二章 無(wú)線信道的特性 第 64頁(yè) 共 102頁(yè) 大尺度路徑損耗與陰影衰落 帶有陰影的對(duì)數(shù)距離路徑損耗 二、 對(duì)數(shù)正態(tài)陰影（ 5） ?實(shí)際上， κ 和 是根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)，一般使用線性遞歸方法，使路徑損耗的測(cè)試值和估計(jì)值的均方誤差達(dá)到最小而計(jì)算得出的。假設(shè)路徑損耗符合對(duì)數(shù)正態(tài)分布模型，且設(shè)d0=100m處。 第二章 無(wú)線信道的特性 第 77頁(yè) 共 102頁(yè) 大尺度路徑損耗與陰影衰落 帶有陰影的對(duì)數(shù)距離路徑損耗 10 ( )()2021( 2 ) 1 0 4 .5 l o g100 58 .5 r dBdBP d k mdBm????? ? ? ? ? ?????? ? ?解： 3） 估計(jì) d=2km處的接收信號(hào)功率 d=2km : dB m .處 的 平 均 接 收 功 率 為第二章 無(wú)線信道的特性 第 78頁(yè) 共 102頁(yè) 大尺度路徑損耗與陰影衰落 帶有陰影的對(duì)數(shù)距離路徑損耗 帶有陰影的對(duì)數(shù)距離路徑損耗解： 4） 預(yù)測(cè) 2km處功率大于－ 60dBm的概率 ()( ) ] rrPdP d Q?????????????P[( 2 ) 58 .5 rP d k m dB m? ? ?2 3 8 .5?? ?60 dBm? ??( 2 ) 60 ]60 ()rP d k m dBmQ? ? ????P[( 2 ) 60 ] 67 4%rP d k m dBm? ? ? ?P[ .第二章 無(wú)線信道的特性 第 79頁(yè) 共 102頁(yè) ??? 大尺度路徑損耗與陰影衰落 4 .56 .2 dB????? 帶有陰影的對(duì)數(shù)距離路徑損耗 帶有陰影的對(duì)數(shù)距離路徑損耗1 .3 8??? ?88%? 信號(hào)超過(guò)門(mén)限的覆蓋區(qū)百分比的一族曲線 2 6 0 6 0 8 8 %k m d B md B m半 徑 為 的 小 區(qū) 內(nèi) ， 小 區(qū) 邊 界 接 收 功 率 大 于 時(shí) ，小 區(qū) 覆 蓋 面 積 內(nèi) 接 收 功 率 大 于 的 百 分 率 為 。實(shí)際應(yīng)用的模型大多都是通過(guò) 理論分析 和 實(shí)際測(cè)量 相結(jié)合來(lái)獲得。 第二章 無(wú)線信道的特性 第 85頁(yè) 共 102頁(yè) 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 （ 2） ? 應(yīng)用環(huán)境 ： 頻率： 100MHz～ 1920MHz（可擴(kuò)展到 3GHz） 距離： 1km～ 100km 天線高度： 30～ 1000m ? 方法 ： Okumura提出了一系列在準(zhǔn)平滑城區(qū)，基站有效天線高度（ hb）為 200米，移動(dòng)天線高度（ hm）為 3米的相對(duì)于自由空間的中值損耗（ Am(f,d)）曲線。 郊區(qū)的修正因子 ?郊區(qū)的建筑物一般是分散的、低矮的，故電波傳播條件優(yōu)于市區(qū)。 l og ( )( ) l og ( )l og ( )pA B dL d A B d CA B d D???? ? ??? ???市 區(qū)市 郊開(kāi) 闊 地 區(qū): 3 0 2 0 0 : 1 5 0 ~ 1 0 0 0: 1 1 0 。 自學(xué) 教材 其他室外傳播模型： HataPCS, LongleyRice模型 , Durkin模型等等。 第二章 無(wú)線信道的特性 第 96頁(yè) 共 102頁(yè) 大尺度路徑損耗與陰影衰落 室外 /室內(nèi)傳播模型 四、室內(nèi)傳播模型（ 2） 0 ( )0( ) ( ) 10 l og( )p p dBdL d L dd?????? ? ?、 依 賴 于 周 圍 環(huán) 境 和 建 筑 物 類(lèi)