【文章內(nèi)容簡介】 線與正太分布曲線差異比較大，其最大值為 ，最小值為 ,均值為 ,標(biāo)準(zhǔn)差為 ；與上圖 較，發(fā)現(xiàn)此組數(shù)據(jù)的信號電平變化范圍較大，且整體的電平值偏大分析原因：主樓小廣場比較開闊，為室外測量數(shù)據(jù)，但主樓四層樓道屬于室內(nèi)測量，在室內(nèi)測量時未經(jīng)過建筑物的穿透損耗，所有整體的電平比較大，又因?yàn)橹鳂莾?nèi)的各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備的不同，使得此組數(shù)據(jù)變化范圍較大。 信號電平空間分布圖如圖所示： 可以看出在此測試區(qū)域場強(qiáng)基本穩(wěn)定在 60dBmw 左右 ，且變化范圍較寬 。在第 6 63 組數(shù)據(jù)處出現(xiàn)了信號強(qiáng)度的波動，可能是由于 主樓內(nèi)某個實(shí)驗(yàn)室開門， 受信號影響的損耗較大引起的。 在頻點(diǎn)為 時 ， 新科研樓三層樓道 的信號電平概率分布直方圖以及信號電平概率分布曲線與正態(tài)分布曲線的比較如下圖所示： 由上圖可以看出，在 的頻點(diǎn)時，信號的電平在 60dBmw 至 63dBmw 之間變化，可以說是在 62dBmw 周圍變化，變化幅度特別小，分析原因應(yīng)該是在 的頻點(diǎn) 是無可調(diào)廣播節(jié)目，以至于外界的對此信號影響不大。因?yàn)閯傞_始下午測試時在頻點(diǎn)為 時，選擇了新科研樓三層，而晚上改到頻點(diǎn)為 時因?yàn)闃堑垒^黑且人較少，就沒能去新科研樓，所以此組數(shù)據(jù)只能說明，頻率無廣播信號時，外界對信號電平影響不大；但是除此之外，此組數(shù)據(jù)可以和頻點(diǎn)為 ，說明了室內(nèi)的信號電平比室外的要高一些，因?yàn)椴槐赜薪ㄖ┩笓p耗的影響，但是由于頻點(diǎn)選擇不太合適，所以此對比不太明顯。 信號電平空間分布圖如圖所示： 可以看出在此測試區(qū)域場強(qiáng)基本穩(wěn)定在 62dBmw 左右。 2） 數(shù)據(jù)結(jié)果分析與統(tǒng)計 具體的各地點(diǎn)的信號電平均值及方差在前面已經(jīng)一一敘述，現(xiàn)對此分析如下： d A P r2 r1 R T h1 h2 各地點(diǎn)的擬合參數(shù)表 地點(diǎn) μ ? 西門小廣場 主樓小廣場 主樓四層 ① 從局部上看， 西門小廣場的信號電平位于主樓小廣場和主樓四層之間，因?yàn)槲鏖T小廣場地方比較開闊寬敞，損耗較?。? 主樓小廣場 而主樓前的小廣場離主樓較近，主樓內(nèi)有很多的實(shí)驗(yàn)室以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備，對周邊的信號影響較大，并且主樓內(nèi)的信號經(jīng)過建筑物的穿透損耗使其信號電平較?。? 主樓四層樓道屬于室內(nèi)測量，在室內(nèi)測量時未經(jīng)過建筑物的穿透損耗，所有整體的電平比較大，又因?yàn)橹鳂莾?nèi)的各種實(shí)驗(yàn)設(shè)備的不同，也使得此組數(shù)據(jù)較大。 ②從整體上來看： 由于環(huán)境和路徑影響，磁場強(qiáng)度呈現(xiàn)波動特性，理論分析表明 磁場強(qiáng)度值在一定區(qū)間內(nèi)呈現(xiàn)高斯分布特性。針對實(shí)測數(shù)據(jù)，可得到磁場強(qiáng)度的統(tǒng)計分布，對該分布進(jìn)行高斯擬合，擬合表達(dá)式為 22()21()2xf x e ??????? 。 對應(yīng)于磁場統(tǒng)計分布，進(jìn)行累積積分，可到到概率累積分布圖。斜率越大的圖表明磁場的分布區(qū)間越窄，即分布越集中，高斯擬合的 ? 值越小。 由以上圖形及表格可以看出，均值來看 主樓四層樓道 信號強(qiáng)度最好，而 主樓小廣場 最差；標(biāo)準(zhǔn)差來看是 主樓前小廣場 最小，說明波動最小，誤差也最小。而 主樓四層 較大，可能是干擾較多導(dǎo) 致不穩(wěn)定。 由于實(shí)地測量的情況受天氣、周圍人群等多種隨機(jī)情況影響，因此測量結(jié)果和理想擬合曲線有一定的出入，但是從以上的統(tǒng)計分布圖中不難看出，場強(qiáng)電平值的總體分布趨勢和擬合曲線的走勢還是基本吻合的。 此外，通過對主樓四層和主樓前小廣場的數(shù)據(jù)分析可得建筑物的平均穿透損耗為： P = ( ) = 。 另外由于北郵校園建筑比較多，人群也比較密集，比較適合 HataOKumura 的模型來計算其各種路徑損耗。 3） 部分地區(qū)的多徑衰落分析 在 通信系統(tǒng) 中，由于通信地面站天線波束較寬，受地物、地貌和海況等諸多因素的影響，使接收機(jī)收到經(jīng) 折射 、 反射 和直射等幾條路徑到達(dá)的 電磁波 ，這種現(xiàn)象就是 多徑效應(yīng) 。這些不同路徑到達(dá)的電磁波射線 相位 不一致且具有時變性，導(dǎo)致接收信號呈衰落狀態(tài) 。 電波傳播的幾何模型是分析電波傳播特性的基 本方法，幾何模型多用在傳播徑數(shù)不多的情況，其分析是基于電波的直線傳播特性及電波的反射、繞射、折射。 由于圖書館建筑體近似表面是正方形的長方體，每個面都是個非常好的多徑衰落模型。 由上圖可知，直射波的行程為： 221 2 1()r TR d h h? ? ? ? 反射波的行程為： 222 2 1()r TP R A P R d h h? ? ? ? ? 行程差為： 21r r r? ? ? 假設(shè) 12,d h h ，則 222 1 2 112111 ( ) , 1 ( )22h h h hr d r ddd??? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 所以 122hhrd?? 設(shè)地面反射波的反射系數(shù)為 ? ，反射波與直射波之間存在著相位差，其中行程差引起的相位差為 1242 hhr d??? ???? ? ?；另外，反射將引起 ? 相移。 因此對于圖書館周圍測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)場強(qiáng)強(qiáng)度大致呈周期性變化，即在若干點(diǎn)上直射波和反射波的疊加導(dǎo)致該點(diǎn)位于波節(jié)點(diǎn)上，故場強(qiáng)衰落很大；在另外若干點(diǎn)上直射波和反射波的疊加導(dǎo)致該點(diǎn)位于波腹點(diǎn)上，故場強(qiáng)衰落很小。事實(shí)上，由于無線電波的傳播具有覆蓋的特性，并且考慮到天線傳播的環(huán)境的復(fù)雜性和特殊性，所以多徑衰落在無線通信中普遍存在，只是在這種更便于簡化分析，得出相對準(zhǔn)確的結(jié)論。 六． 問題分析 及解決 1） 誤差分析 實(shí)驗(yàn)時我們選取了校園內(nèi)比較寬敞的 小廣場 進(jìn)行測量，但是由于地形原因 以及 不同地方的遮擋不一樣，陰影衰落也有所不同 ； 我們在下午和晚上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下午的時候廣場的人流比較多，隨機(jī)性較大，給場強(qiáng)帶來了相當(dāng)不穩(wěn)定的變化； 實(shí)驗(yàn)中，我們盡量每一步測一個數(shù)據(jù)，但是步長不準(zhǔn)確帶來了距離上的誤差； 記錄數(shù)據(jù)時，場強(qiáng)儀的跳動變化比較大， 我們只能憑感覺找平均值，所以讀數(shù)會有一定的誤差； 由統(tǒng)計產(chǎn)生的高斯分布需要大量數(shù)據(jù)，我們只記錄了七百個數(shù)據(jù)，相對于海量處理的數(shù)據(jù)而言，數(shù)據(jù)偏少，故對于高斯分布擬合程度不算高。 2） Matlab 仿真問題研究與解決 此次的 Matlab 仿真并不難，主要用到以下相關(guān)函數(shù)： ① Excel數(shù)據(jù)導(dǎo)入 matlab 在數(shù)據(jù)處理部分，我們將數(shù)據(jù)錄入 excel，直接用將 excel 文件拖放進(jìn) matlab 命令行即可。 或者用 xlsread 數(shù)據(jù)后加 Excel 的路徑即可讀取數(shù)據(jù)； ② 室外磁場強(qiáng)度地理分布處理 相關(guān)函數(shù)如下： bar(x)。 得到相應(yīng)圖形后，利用 tools 中的 basic fitting 進(jìn)行相鄰點(diǎn)的擬合。 我們采用的是 7 次多項式擬合。 ③ 室外磁場強(qiáng)度統(tǒng)計處理 相關(guān)函數(shù)如下： histfit(x,xx)。 使用這個函數(shù)時需要注意第二個參量即劃分范圍的選取，需要選擇一個合適的值，并且將其進(jìn)行高斯擬合，可以發(fā)現(xiàn)排除掉人為的干擾，磁場強(qiáng)度的統(tǒng)計分布大體服從高斯分布。 ④ 室外磁場強(qiáng)度概率累積積分處理 相關(guān)函數(shù)如下： cdfplot(x)。 這一項的處理比較簡單，僅用到這一