【正文】 四章 第五章 第六章 《 移動通信原理與系統(tǒng) 》 課件 第七章 第八章 多徑衰落信道的分類 依據(jù) 分類 時間色散 頻率選擇性衰落信道 平坦衰落信道 頻率色散 快衰落信道 慢衰落信道 是否考慮 角度色散 標量信道（時，頻） 矢量信道（時、頻、空） 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 《 移動通信原理與系統(tǒng) 》 課件 第七章 第八章 ?Ts為信號周期（信號帶寬 Bs的倒數(shù)） 是信道的時延擴展； Bc為 相關(guān)帶寬 ?通常若 ，可認為該信道是頻率選擇性的 平坦衰落和頻率選擇性衰落 頻率選擇性衰落 平坦衰落 原因 信道具有恒定增益和相位的帶寬范圍小于發(fā)送信號帶寬 時間色散 碼間干擾 信道具有恒定增益和相位的帶寬范圍大于發(fā)送信號帶寬 頻譜特性 不同頻率獲得不同增益 在接收端保持不變 條件 Bs Bc Ts Bs Bc Ts ???? ??10sT ???第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 《 移動通信原理與系統(tǒng) 》 課件 第七章 第八章 快衰信道和慢衰信道 快衰落 慢衰落 原因 沖激響應(yīng)變化快于基 帶信號變化 信道沖激響應(yīng)變化比不上 基帶信號變化 條件 TsTc BsBd TsTc BsBd Tc為信道相關(guān)時間 BD為多普勒擴展 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 《 移動通信原理與系統(tǒng) 》 課件 第七章 第八章 衰落特性的特征量 衰落深度 衰落速率 電平 通過率 衰落持續(xù)時間 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 《 移動通信原理與系統(tǒng) 》 課件 第七章 第八章 衰落速率和衰落深度 衰落率 信號包絡(luò)在單位時間內(nèi)以正斜率通過中值電平的次數(shù)，即包絡(luò)衰落的速率 與 發(fā)射頻率 ，移動臺行進 速度和方向 以及多徑傳播的 路徑數(shù) 有關(guān) 平均衰落率 衰落深度 信號有效值與該次衰落的信號最小值的差值。 對于瑞利分布可得 式中 fm為最大多譜勒頻率， 其中信號平均功率 ， 為信號有效值 ??? 0 rd)r,R(pr)R(N ???r?22)( ??? ??? efRNmrm sRR2R ?????? ?? 0 222 2dr)r(pr)r(E ??2Rrm s ?第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 《 移動通信原理與系統(tǒng) 》 課件 第七章 第八章 衰落持續(xù)時間 信號包絡(luò)低于某個給定電平值的概率與該 電平所對應(yīng)的電平通過率之比 表達式 意義 描述了衰落次數(shù)的統(tǒng)計規(guī)律 平均衰落持續(xù)時間 衰落是隨機發(fā)生的，只能給出平均衰落持續(xù)時間 對于瑞利衰落，可得 ? ?RR NRrP ???)1e(f2 1 2mR ??????第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 《 移動通信原理與系統(tǒng) 》 課件 第七章 第八章 電平通過率和平均衰落持續(xù)時間 負斜率 T 正斜率 t1 t2 t3 t4 1 2 3 4 R TRn /4)( ? ??414/)(itRt T 0 圖 2－ 11 電平通過率和平均衰落持續(xù)時間 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 《 移動通信原理與系統(tǒng) 》 課件 第七章 第八章 衰落信道的建模與仿真簡介 Clarke信道模型 說明了基于散射時移動臺接收信號的場強的 統(tǒng)計特性 ： 包絡(luò)服從瑞利分布，相位服從（ 0， 2π]的均勻分布 環(huán)境假設(shè) 有一臺具有垂直極化的固定發(fā)射機，入射到移動天線的電磁場由 N個具有 任意載頻相位、入射方位角和相等的平均幅度 的平面波組成 推導 統(tǒng)計特性 Jakes仿真 模擬均勻介質(zhì)散射環(huán)境中平坦衰落信道的 復(fù)低通包絡(luò) 。 方法 用有限個（ ≥ 10個）低頻振蕩器近似構(gòu)建一種可分析模型 推導 接收波形表達式及仿真模型 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 《 移動通信原理與系統(tǒng) 》 課件 第七章 第八章 Clarke信道模型推導接收場強統(tǒng)計特性 對于以第 n個角度 到達 x軸的入射波 多普勒頻移為 到達移動臺的垂直極化平面波存在和場強分量，即 其中， 是本地場（假設(shè)為恒定值）的實數(shù)幅度， 表示不同電波幅度的實數(shù)隨機變量， 為自由空間的固定阻抗（ ） 第 n個到達分量的隨機相位 對場強歸一化，有 n?Z 軸X 軸Y 軸在 x y 平 面?圖 2－ 15 入射角到達平面示意圖 c o snnvf ???0 1 c o s ( 2 )Nz n c nnE E C f t??????01s in c o s ( 2 )Nx n n c nnEH C f t? ? ???? ? ?? 01c o s c o s ( 2 )Ny n n c nnEH C f t? ? ???? ? ??nC0E? 337?2n n nft? ? ???211N nnC???第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 《 移動通信原理與系統(tǒng) 》 課件 第七章 第八章 Clarke信道模型推導接收場強統(tǒng)計特性 由于多普勒頻移相對于載波很小，若 N足夠大，三種 場分量可用窄帶高斯隨機過程表示 設(shè)相位角 在 服從均勻分布 則 E場可用同相和正交分量表示 式中 具有 0平均和等方差 ，且不相關(guān) 接收的 E場的包絡(luò)為 包絡(luò)服從瑞利分布 式中 (0, 2 ]?2n n nft? ? ???( ) c os( 2 ) si n( 2 )z c c s cE T t f t T f t????0 1( ) c o s ( 2 )Nc n n nnT t E C f t?????? 0 1( ) s in ( 2 )Ns n n nnT t E C f t??????TT , 2z2s2s2c E2ETT ???22( ) ( ) ( )z c sE T t T t r t? ? ?202E? ? 2222 2220222 1)( ??? ????rr erdrerp ?? ?? ?第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 《 移動通信原理與系統(tǒng) 》 課件 第七章 第八章 Jakes仿真推導接收波形表達式 依據(jù) Clarke模型，接收端波形可表示為經(jīng)歷了 N條路徑的一系列平面波的疊加 其中 不同路徑的附加相移 是相互獨立的隨機變量，且在 服從均勻分布 將 標準化，功率歸一化，得 式中 假設(shè)平面波的 N個入射角 在 均勻分布，則模型中參數(shù) 代入可得 1( ) 2 c os( c os )( ) c os ( ) sinNn c m n nnc c s cR t C t tX t t X t t? ? ? ????? ? ????0 1( ) c o s ( )ND n c n nnR t E C t t? ? ??? ? ??1( ) 2 c o s ( c o s )Nc n m n nnX t C t? ? ?????1( ) 2 s in ( c o s )Ns n m n nnX t C t? ? ??? ? ??2n nN????? ?2 112nnC p d d N? ? ??? ? ?c o sn m n? ? ??122( ) c o s ( c o s )Nc m nnR t t t nNN?? ? ??? ? ??n? (0,2 ]?()DRt(0,2 ]?Nd ?? 2? 2 ( n = 1 , 2 , . . . . . . , N ) n nN?? ?? NCNC nn 1,12 ??第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 《 移動通信原理與系統(tǒng) 》 課件 第七章 第八章 描述平坦衰落的隨機信號可以用 N個相互獨立的隨機變量（ ， ， ）表示，所以可以用 N個低頻振蕩器生成。 方法 分析測試數(shù)據(jù)歸納出基于不同環(huán)境的經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，在此基礎(chǔ)上對模型進行校正 確定傳播環(huán)境的主要因素 地形 天氣狀況 自然和人為的電磁噪聲狀況 系統(tǒng)的工作頻率和移動臺運動等因素 本節(jié)內(nèi)容 室外傳播模型 室內(nèi)傳播模型 傳播模型校正 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 《 移動通信原理與系統(tǒng) 》 課件 第七章 第八章 室外傳播模型 Hata模型 CCIR模型 LEE模型 COST 231 WalfischIkegami 模型 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 《 移動通信原理與系統(tǒng) 》 課件 第七章 第八章 OkumuraHata 模型 路徑損耗計算的經(jīng)驗公式 式中 — 工作頻率（ MHz） — 基站天線有效高度（ m ），定義為基站天線實際海拔高度與基 站沿傳播方向?qū)嶋H距離內(nèi)的平均地面海波高度之差，即 — 移動臺天線有效高度（ m），定義為移動臺天線高出地表的高度 — 基站天線和移動臺天線之間的水平距離 （ km） — 有效天線修正因子，是覆蓋區(qū)大小的函數(shù) — 小區(qū)類型校正因子 — 地形校正因子，反映一些重要的地形環(huán)境因素對路徑損耗的影響 ? ? ? ?? ?t e r r ai nc e l lteretecpCCdhhhfdBL????????l ogl l ?cftehreh? ?reh?? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?????????????????M H zfhM H zfhfhfhcrecrecrecre o o 、 郊區(qū)、 鄉(xiāng) 城 o o 22?cellC? ?? ?? ???????????鄉(xiāng) o o － o g2城市022cccc e l lfffCterrainCd第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 《 移動通信原理與系統(tǒng) 》 課件 第七章 第八章 COST231 Hata模型 路徑損耗計算的經(jīng)驗公式 式中 — 大城市中心校正因子 兩種 Hata模型的主要區(qū)別 頻率 衰減系數(shù) 不同 COST231Hata模型頻率衰減因子為 OkumuraHata模型的頻率衰減因子為 COST231Hata模型還 增加 了一個大城市中心衰減，大城市中心地區(qū)路徑損耗增加 3dB。 式中 ? ? )(l o g20 139。h1h1139。 hh ?G?G?01139。 其值可以這樣得到 首先按圖 219所示計算從基站到 A點的穿過街區(qū)的總的阻擋長度 B＝ a+b+c，再根據(jù) B查找曲線圖 220，可得值。主要參數(shù)易于根據(jù)測量值調(diào)整，準確性