【正文】 式中 ， Pt為發(fā)射功率 ， 以球面波輻射 , ,λ為工作波長 ， Gt， Gr分別表示發(fā)射天線和接收天線增益 ， d為發(fā)射天線和接收天線間的距離 。 直射波傳播損耗可看成自由空間的電波傳播損耗 Lbs, Lbs的表示式為 )( dBfdL bs ???式中 , d為距離 (km), f為工作頻率 (MHz)。 天線架設(shè)越高 , 視線距離越遠(yuǎn) 。 – 衰落速率（衰落率）： 衰落率是指信號包絡(luò)在單位時(shí)間內(nèi)以正斜率通過中值電平的次數(shù)。 – 衰落持續(xù)時(shí)間及其分布： 定義信號包絡(luò)低于某個給定電平值（門限電平）的持續(xù)時(shí)間。 在實(shí)際情況下 ， 除了考慮在自由空間中的視距傳輸損耗外 ， 還應(yīng)考慮各種 障礙物對電波傳輸所引起的損耗 。 設(shè)障礙物與發(fā)射點(diǎn) 、 接收點(diǎn)的相對位置如圖 33所示 ，圖中 x表示障礙物頂點(diǎn) P至直線 AB之間的垂直距離 ， 在傳播理論中 x稱為菲涅爾余隙 。 由障礙物引起的繞射損耗與菲涅爾余隙的關(guān)系如圖 34 所示 。 （ b）正余隙 第 3章 移動通信的電波傳播 根據(jù)菲涅爾繞射理論 ， 可得到障礙物引起的繞射 損耗 與菲涅爾余隙之間的關(guān)系如圖 34 所示 。 當(dāng) x=0時(shí) ， TR直射線從障礙物頂點(diǎn)擦過時(shí) ， 繞射損耗約為 6 dB；當(dāng) x0時(shí) ，TR直射線低于障礙物頂點(diǎn) ， 損耗急劇增加 。 第 3章 移動通信的電波傳播 圖 34 繞射損耗與菲涅爾余隙之間的關(guān)系 第 3章 移動通信的電波傳播 例 31 設(shè)圖 3 3(a)所示的傳播路徑中 ， 菲涅爾余隙 x=82m, d1=5km, d2=10km, 工作頻率為 150MHz。 解 先由式求出自由空間傳播的損耗 Lfs為 ［ Lfs］ = +20lg(5+10)+20lg 150 = 式 (3 21)求第一菲涅爾區(qū)半徑 x1為 mddddx 10151010105233321211 ????????? ?式中， λ =c/f, c為光速， f為頻率 。 經(jīng)大量觀察表明 ， Ri(t)和 υi(t)隨時(shí)間的變化與發(fā)射信號的載頻周期相比 ， 通常要緩慢得多 ， 所以 ， Ri(t)和 υi(t)可以認(rèn)為是緩慢變化的隨機(jī)過程 ， 故式 （ 38)可以寫成 tttRtttRtR ciniicinii ???? s i n)(s i n)(c os)(c os)()(11?????? （ 39） (38) 第 3章 移動通信的電波傳播 瑞利衰落： ? 指在 無直射波 的 N個路徑傳播時(shí)，若每條路徑的信號幅度為高斯分布，相位在 0～2π為均勻分布的合成信號包絡(luò)分布為瑞利分布。 (310) 第 3章 移動通信的電波傳播 )()(a r c t a n)()()()(22txtxttxtxtUcssc???? 由于 Ri(t)和 υi(t)隨時(shí)間的變化與發(fā)射信號的載頻周期相比 ，是緩慢變化的 ， 因此 xc（ t） 、 xs（ t） 及包絡(luò) U(t)、 相位 υ(t)也是緩慢變化的 。 假設(shè)噪聲為高斯白噪聲 ， σ為噪聲方差 ， r為接收信號的損失幅度 ， 則包絡(luò)概率密度函數(shù) p(r)和相位概率密度函數(shù) p(θ)分別為： 第 3章 移動通信的電波傳播 ???????? ??222 2e x p)( ??rrrp 0≤r≤+∞ ?? 21)( ?p 0≤θ≤2π 均值為 ??? 2 5 3 2)(][0???? ??drrrprEr m e a n方差 22202222 222)(][][ ?????? ??????? ?????? ? ? drrprrErEr(311) (312) 第 3章 移動通信的電波傳播 瑞利分布 第 3章 移動通信的電波傳播 瑞利分布 ? 環(huán)境條件 ? 通常在離基站較遠(yuǎn)、反射物較多的地區(qū)符合 （如下圖） – 發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間 沒有直射波 路徑 – 存在大量反射波 ，到達(dá)接收天線的方向角隨機(jī)且 0~2π均勻分布 – 各反射波的幅度和相位都 統(tǒng)計(jì)獨(dú)立 ? 場強(qiáng)分量 Tc， Ts ? 接收信號的 ? 幅度相位分布 Play 第 3章 移動通信的電波傳播 萊斯（ Riceam）衰落分布 在移動通信中 ， 如果存在一個起支配作用的直達(dá)波 （ 未受衰落影響 ） ， 這時(shí) ， 接收端接收信號的包絡(luò)為萊斯 （ Riceam）分布 。） 為第一類 0階 Bessel函數(shù) 。 ? ? ? ?0r r I 2e x p 202222 ?????????????? ????????rrrp第 3章 移動通信的電波傳播 第 3章 移動通信的電波傳播 萊斯分布的環(huán)境條件 ? 直射系統(tǒng)中，接收信號中有視距信號成為主導(dǎo)分量，同時(shí)還有不同角度隨機(jī)到達(dá)的多徑分量迭加于其上 ? 非直射系統(tǒng)中，源自某一個散射體路徑的信號功率特別強(qiáng) Play 第 3章 移動通信的電波傳播 Nakagami分布 —具有最廣義的分布含義 – m=1，瑞利分布 – m=，單邊指數(shù)分布 ? ? ? ? ???????????? /1222 msmmesmmsp2111?????????kkm 萊斯分布 m=∞，高斯白噪聲信道 第 3章 移動通信的電波傳播 多徑信道 —— 時(shí)延擴(kuò)展和相關(guān)帶寬 ? 時(shí)延擴(kuò)展：從第一條路徑到達(dá)到最后一條路徑到達(dá)時(shí)間上的一個差值。 如發(fā)送信號帶寬 1M，而信道相關(guān)帶寬只有 20K。 第 3章 移動通信的電波傳播 ?在相關(guān)帶寬內(nèi)，信號傳輸失真小。 ?信號傳輸速率受多徑時(shí)延的限制。 ?當(dāng)發(fā)送信號的持續(xù)時(shí)間 相關(guān)時(shí)間） ,則會產(chǎn)生時(shí)間選擇性衰落 ?一般情況下， 多普勒擴(kuò)展可不考慮。 計(jì)算繞射損耗中的 x、 x1的數(shù)值處于變化中 ， 因而使用公式計(jì)算不平坦地區(qū)場強(qiáng)時(shí)遇到較大的麻煩 。 (314) 第 3章 移動通信的電波傳播 這樣， 不平坦地區(qū)的場強(qiáng)公式為 fdhhdBEdBE 40lg204lg20)()( 210 ??? ??或者說，不平坦地帶傳播衰減 fdhhdBA 40lg204lg20)( 21 ????如果 hT、 hR采用米 (m)表示 ， d用公里 (km)表示 ， f用 MHz表示 ， 則不平坦地區(qū)的傳播衰耗 LA為 )(lg40)(lg20)(lg20)(lg2088)(kmdmhmhM H zfdBLRTA?????(315) (316) (317) 第 3章 移動通信的電波傳播 奧村 (Okumura) OM模型適用的范圍： 頻率為 150～ 1500 MHz， 基地站天線高度為 30～ 200 m， 移動臺天線高度為 1～ 10 m， 傳播距離為 1～ 20 km。 可以看出隨著工作頻率的升高或通信距離的增大 ， 傳播衰耗都會增加 。 換言之 ， 由曲線上查得的基本衰耗中值 Am(f, d)加上自由空間的傳播衰耗 Lbs才是實(shí)際路徑衰耗 LT， 即 ),( dfALL mbsT ??第 3章 移動通信的電波傳播 圖 36 大城市準(zhǔn)平滑地形基本衰耗中值 Am(f, d) 1009080706050403020105321d / km30 0 020 0 010 0 0700500300202200101235102030302040504060708090100506070d / km市區(qū)hb＝ 20 0 mhm＝ 3 m基本衰耗中值A(chǔ)m(f , d) / dB頻率 / M H z第 3章 移動通信的電波傳播 例 31 當(dāng) d=10 km, hb=200 m, hm=3 m,