【正文】 對數(shù)正態(tài)陰影（ 1） 對數(shù)正態(tài)分布是描述陰影效應(yīng)的一種廣泛采用的模型。 1） ht=35m, hr=3m, d=250m 2） ht=30m, hr=, d=450m B比較雙線地面反射模型中精確公式（ ）與近似公式的 路徑損耗差異。 低折射率區(qū) 高折射率區(qū) 入射方向 折射方向 第二章 無線信道的特性 第 42頁 共 102頁 大尺度路徑損耗與陰影衰落 自由空間傳播模型 兩個(gè)天線之間直線傳播最大距離是： ? ?4. 12 ( )trh h k m?其中 ht， hr (m) 是兩個(gè)天線的高度 theR rh1d2deR eR2 2 22 ( ) 22e t e e t tetd R h R R h hRh? ? ? ? ??1 2 erd R h?12 2 ( ) 4 .1 2 ( ) ( )e t r t rd d d R h h h h k m? ? ? ? ? ? ?視距（ LOS）的極限傳播距離 Re：等效 地球半徑 取標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的經(jīng)驗(yàn)值 30 , 2 28. 4trh m h m L O S k m? ? ?例 ： 極 限 傳 播 距 離 為第二章 無線信道的特性 第 43頁 共 102頁 大尺度路徑損耗與陰影衰落 作業(yè)： 第二章 無線信道的特性 第 44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 ? 反射的條件：當(dāng)電波傳播中遇到兩種不同介質(zhì)的光滑可反射平面（如地球的表面或水面）時(shí)，如果界面的尺寸遠(yuǎn)大于電波的波長時(shí)，產(chǎn)生反射。 自由空間傳播模型 自由空間傳播模型用于預(yù)測接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間完全無阻擋的視距路徑時(shí)接收信號的功率 ? 無線電波在自由空間傳播時(shí)，其單位面積中的能 量會因?yàn)閿U(kuò)散而減少。 稱這種自干擾現(xiàn)象為 多徑干擾 或 多徑效應(yīng) 。第二章 無線信道的特性 主講人：張 煒 電子科學(xué)與工程學(xué)院 軍事通信工程系 第二章 無線信道的特性 第 2頁 共 102頁 ? 無線信道的 損傷性 ? 無線信道的 復(fù)雜性 1. 多種損傷。 ? 所接收到的信號是上述各路徑信號的矢量和。 大尺度路徑損耗 (Largescale path loss) 與陰影衰落 (Shadowing) 第二章 無線信道的特性 第 29頁 共 102頁 大尺度路徑損耗與陰影衰落 自由空間傳播模型 （ 教材 ） 光滑平面上的電波傳播 （ 教材 ） 帶有陰影的對數(shù)距離路徑損耗 （ 教材 ， ） 室外 /室內(nèi)傳播模型 （ 教材 ） 第二章 無線信道的特性 第 30頁 共 102頁 大尺度路徑損耗與陰影衰落 ? 什么是理想無線信道？ 無阻擋、無吸收、無時(shí)變、無干擾，自由空間傳播。 ?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 。 （ b）在下列情況下，雙線模型是否可以應(yīng)用，解釋原因。 ?在室外微小區(qū)中， d0的典型值為 100m。 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(jī) 100m、 200m、 1km、 3km處分別得到接收功率的測量值如表所示。這些模型一般都是 根據(jù)測試數(shù)據(jù)總結(jié) 得到的，旨在預(yù)測特定區(qū)域的信號場強(qiáng)。 開闊地、準(zhǔn)開闊地的修正因子 ?開闊地、準(zhǔn)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(diǎn)與不足： ?Okumura 模型對地形、地物進(jìn)行分類，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，因此得到廣泛的應(yīng)用。 20世紀(jì) 80年代首次開始研究。第二章 無線信道的特性 第 98頁 共 102頁 小結(jié) 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(jī) 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(guān)系： 200( ) ( )rrdP d P dd??????? 0 fd d d??? 兩個(gè)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(jié) 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(fèi)涅爾區(qū)距離： 4trchhd??? 大于等于第一費(fèi)涅爾區(qū)距離時(shí)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(jié) 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(shí)際路徑損耗估計(jì)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(jì)值的均方誤差達(dá)到最小得到的。 ? 可用于預(yù)測不同地區(qū)的路徑損耗。 ( , ) 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(dòng)臺 ： ?移動(dòng)臺天線高度不是 3m ，則損耗中值的差異用移動(dòng)臺天線高度增益因子來修正。 假定 ， ， d0=1km 。 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(gè)步驟進(jìn)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(jì)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(jì)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(jì)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) 。 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。 第二章 無線信道的特性 第 53頁 共 102頁 例題 3：應(yīng)用雙線模型分析一個(gè)郊區(qū)的蜂窩系統(tǒng)。 ?在 10GHz以上頻段，雨霧衰減大大增加，達(dá)到幾dB/km。 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(fù)習(xí)： 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(shí)延？ 第二章 無線信道的特性 第 28頁 共 102頁 ? 無線信道是一個(gè)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 。若發(fā)射機(jī) 發(fā)射信號功率一樣，那么到達(dá)接收機(jī)時(shí)信 號的強(qiáng)弱將不同，離接收機(jī)近者信號強(qiáng)， 離接收機(jī)遠(yuǎn)者信號弱。 繞射 ：當(dāng)接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間的無線路徑被尖銳的邊緣阻 擋時(shí)將發(fā)生繞射。 ? 具有選擇性。 一、 Friis公式（ 1）：定義 自由空間傳播模型 第二章 無線信道的特性 第 32頁 共 102頁 大尺度路徑損耗與陰影衰落 自由空間中距發(fā)射機(jī) d處天線的接收功率為： 24r t t rP P G Gd?????