【正文】 ra地形剖面與天線高度 ? 有效天線高度 (hte)被定義為天線相對海平面高度 (hts)減去距離從3km到 15km之間的平均地面高度 (hga) 。 KhadhhfLmbbcc c i r???????)(l og)l ( l 73 OkumuraHata 模式 ? 移動臺高度校正因子 a(hm) ? 移動臺天線高度 hm使用了移動臺高度校正因子 a(hm)， a(hm) 在各種環(huán)境中的值為 中等城市： 大城市： ? 修正因子 K ? OkumuraHata中值路徑損耗公式 考慮了都市準(zhǔn)平坦地形的情況，對于郊區(qū)和農(nóng)村地區(qū)（開闊區(qū)）要由修正因子進(jìn)行相應(yīng)修正。 ? 路徑損耗公式 fL b l o ?? bhlo ?)( mha?)l o ( bh?? dlo mC?????大城市中心市和郊區(qū)的中心樹木密度適中的中等城dBdB30mC75 WalfischIkegami(WIM)模式 ? 概述 ? 模型包含 3個部分 :自由空間損耗 ,屋脊到街道的繞射和散射損耗及多次屏蔽損耗 。 ? 屋脊到街道的繞射與散射損耗 0 16 .9 10 l g 10 l g 20 l gr ts c mL w f h L? ? ? ? ? ? ?0 0 35 ( 35 ) 35 554 ( 35 ) 55 90L?????? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ??? ?：相對于街道的入射角； 78 WalfischIkegami(WIM)模式 ? 多次屏蔽損耗 l g l g 9 l gm s b s h a d f cL L K K d K f b? ? ? ? ?? b：無線路徑上建筑物間的距離； brbrbr54 h h 54 500 , h h54 d 500 , h h abcK h d mh d m??? ? ? ??? ? ? ? ? ??當(dāng) 時當(dāng)當(dāng)1 8 l g 1 1 0 b b rbshbrh h hLhh? ? ??? ??， 時時1 8 15 1 8 , brd bbrmhhK h hhh??? ?? ?? ??, 時時4 0 . 7 1 925 4 1 . 5 1 925cfcfKf? ???? ???? ? ?? ?????? ??? ???, 在 中 等 城 市 和 具 有 中 等 樹 木 密 度 地 區(qū), 在 大 都 市 中 心79 WalfischIkegami(WIM)模式 ? 樹木造成的衰落校正因子 ? 校正因子用于計算溫和氣候下具有濃密、干燥樹葉的樹木所造成的附加損耗。 ? Lt 損耗在有樹葉與沒有樹葉時相差 35 dB。兩者損耗一般差 1316 dB。 WalfischIkegami(WIM)模式 81 小尺度衰落分析 ? 概念 ? 小尺度衰落是指無線信號在經(jīng)過短時間或短距傳播后其幅度快速衰落，以致大尺度路徑損耗的影響可以忽略不計。這些波稱為多徑波。 ? 無線信道的多徑性導(dǎo)致小尺度衰落效應(yīng)的產(chǎn)生 ? 經(jīng)過短距或短時傳播后信號強度的急速變化； ? 在不同多徑信號上，存在著時變的多普勒頻移 (Doppler Shifts)引起的隨機頻率調(diào)制； ? 多徑傳播時延引起的時延擴(kuò)展。 ? 不同多徑成分具有的隨機相位和幅度引起信號強度波動，導(dǎo)致小尺度衰落、信號失真等現(xiàn)象。 ? 移動臺的運動速度 ? 基站與移動臺間的相對運動會引起隨機頻率調(diào)制，這是由于多徑分量存在的多普勒頻移現(xiàn)象。 84 影響小尺度衰落的因素 ? 環(huán)境物體的運動速度 ? 如果無線信道中的物體處于運動狀態(tài)，就會引起時變的多普勒頻移。否則，可僅考慮移動臺運動速度的影響，而忽略環(huán)境物體運動速度的影響。 ? 若傳輸信號帶寬比信道帶寬窄，信號幅度就會迅速改變，但信號不會出現(xiàn)時間失真。 85 多普勒頻移 ? 原理 ? 當(dāng)移動臺以恒定速率 v 在長度為 d，端點為 X和 Y的路徑上運動時收到來自遠(yuǎn)端源 S發(fā)出的信號。 ? ?t 是移動臺從 X運動到 Y所需的時問， ?是 xX和 Y處與入射波的夾角。所以，由路程差造成的接收信號相位變化值為： ? 由此可得出頻率變化值，即多普勒頻移為： 86 多普勒頻移 ? 例子 ? 載波頻率 fc = 1850 MHz (. ? = cm) ? 車載速度 v = 60 mph = m/s ? 如果車輛直接向發(fā)射機運動 ? fd = fc + ?f = 1850 106 + ? 如果車輛運動與發(fā)射信道的到達(dá)角垂直 ? ?f = 0 87 三類主要快衰落 ? 空間選擇性衰落 ? 空間選擇性衰落是指不同地點和不同空間位置衰落特性不一致的現(xiàn)象； ? 空間選擇性衰落的現(xiàn)象、成因與機理如圖所示： t t S3 t S2 t S1 S ?/?? ? ?? ?0 ? 開放型無線移動信道 ?0 88 三類主要快衰落 ? 空間選擇性衰落 ? 信號輸入 ? 射頻：單頻等幅載波 ? 角度域：在 ?0角上送如一個 ?脈沖式的點波束 ? 信道輸出 ? 時空域：在不同接收點 S1， S2， S3，時域上衰落特性是不一樣的，即同一時間，不同地點（空間）衰落起伏是不一樣的，這樣在空域上看，其信號包絡(luò)的起伏周期為 T1。 ? 結(jié)論 ? 由于開放型的時變信道使天線的點波束產(chǎn)生了擴(kuò)散而引起了空間選擇性衰落，其衰落周期為 T1 ? ?/?? ，其中 ?為波長。這里的平坦特性是指在時域、頻域不存在選擇性衰落。 ? 時域：在 t0+ ?t 瞬間， ? 脈沖在時域產(chǎn)生了擴(kuò)散，其擴(kuò)散寬度為 L/2，其中， ?t 為絕對時延 。 91 三類主要快衰落 ? 時間選擇性衰落 ? 時間選擇性衰落是指不同的時間衰落特性不一致的現(xiàn)象； ? 空間選擇性衰落的現(xiàn)象、成因與機理表示如圖所示： t t ? / B f B f0 + ?f f 高速移動用戶信道 f0 92 三類主要快衰落 ? 時間選擇性衰落 ? 信號輸入 ? 時域：單頻等幅載波 ? 頻域：在單一頻率 f0上單根譜線（ ?脈沖） ? 信道輸出 ? 時域：包絡(luò)起伏不平。 ? 結(jié)論 ? 由于用戶的高速移動在頻域引起多譜勒頻移，在相應(yīng)的時域其波形產(chǎn)生時間選擇性衰落，其衰落周期為 T3 = ? /B。 ? 第一類多徑干擾：由于快速移動用戶附近的物體的反射而形成的干擾信號，其特點是由于用戶的快速移動，在信號的頻域上產(chǎn)生多譜勒（ Doppler）頻移擴(kuò)散，從而引起信號在時域上時間選擇性衰落； ? 第二類多徑干擾：用戶信號由于遠(yuǎn)處的高大建筑物或山丘的反射而形成的干擾信號，其特點是傳送的信號在空間和時間上產(chǎn)生了擴(kuò)散，空域上波束角度的擴(kuò)散將引起接收點信號產(chǎn)生空間選擇性衰落，時域上的擴(kuò)散將引起接收點信號產(chǎn)生頻率選擇性衰落； ? 第三類多徑干擾：是由于接收信號受基站附近建筑物和其他物體的反射而引起的干擾，其特點是嚴(yán)重影響到達(dá)天線的信號入射角分布，從而引起信號在空間的選擇性衰落。 ? 假設(shè)基站發(fā)射一個極短的脈沖信號 Si (t) = a0? (t)，經(jīng)過多徑信道后，移動臺接收信號呈現(xiàn)為一串脈沖，結(jié)果使脈沖寬度被展寬了。 移動多徑信道的參數(shù) 97 時間色散參數(shù) ? 時變多徑信道 ? 多徑性質(zhì)是隨時間而變化的。它包括脈沖數(shù)目 N的變化、脈沖幅度的變化及脈沖延時差的變化。 01( ) [ ( ) ]N k k kkS t a S t t?????? 實際情況遠(yuǎn)要復(fù)雜得多，各個脈沖幅度是隨機變化的，在時間上可以互不交疊，也可以相互交疊，甚至隨移動臺周圍散射體數(shù)目的增加，所接收到的一串離散脈沖將會變成有一定寬度的連續(xù)信號脈沖。 ???99 時間色散參數(shù) ? 時間色散參數(shù)的確定 ? 最大時延 ? max 定義為多徑能量從初值衰落到低于最大能量 X dB (如 30 dB) 處的時延值，即 ? max = ?X ?0 ； ? 表示多徑時散散布的程度。 ? 一般情況下 ， 市區(qū)的時延要比郊區(qū)大。 ? 為了避免碼間干擾，如無抗多徑措施，則要求信號的傳輸速率必須比1／ 低得多。 ? 離散測量點上的各個平均時延 、 rms時延擴(kuò)展 可定義為如下： ? ??22222 2 222() () ( )() ()k k k kkkkkkkk k k kkkkkkkaPaPaPaP?? ? ???? ? ?? ? ?????????????????其 中 ，102 時間色散參數(shù) 30 dB 20 dB 10 dB 0 dB 0 1 2 5 (181。 103 ? 基本概念 ? 相干帶寬 Bc是指在這樣的帶寬上信號傳播特性是相關(guān)的，在該帶寬內(nèi)信道以近似等增益和線性相位通過全部頻譜分量。 ? 相關(guān)帶寬定義 ? 如果相干帶寬 Bc被定義為這樣的帶寬，在該帶寬上頻率相關(guān)函數(shù)大于 ，相干帶寬 B c 近似為 ： ? 如果定義放寬到相關(guān)系數(shù)值大于 ： ? 說明： （ 1）相干帶寬和時延擴(kuò)展是對多徑衰落信道的不同觀察；（ 2） 相干帶寬 Bc與 rms時延擴(kuò)展 之間的精確關(guān)系是不存在的。 ? 如果傳輸信號的帶寬 Bw 大于相干帶寬 Bc，我們稱信道是頻率選擇性信道。反之，如果相干帶寬 Bc 比信號帶寬 Bw 大，則信道則是非頻率選擇性信道，所有頻率分量遇到同樣的衰耗和相移。 相干帶寬 105 ? 相干帶寬對信號傳輸?shù)挠绊? ? 頻率衰落失真是指信號的各頻譜分量不是同等地受到信道衰落的影響。 ? 平坦衰落不引入信道引起的碼間干擾 (ISI)失真，但由于信號衰落時信噪比 (SNR)下降，性能仍會下降。 相干帶寬 1cwbBB T?? ?106 ? 結(jié)論 ? 相干帶寬是兩信號仍然強相關(guān)時的最大頻率之差。如果相干帶寬和發(fā)射帶寬一樣大，那么整個接收頻譜部將觀察到衰落。 ? 相干帶寬可用作 RAKE接收機或均衡接收機分集的測量?？梢岳米畲筮t延擴(kuò)展計算信道中能用于 RAKE接收機的可分解的路徑存在多少條。然而 , GSM 一個載頻的信號帶寬為 200 kHz ，超過了相干帶寬 Bc。 相干帶寬 11 1 4 6 5 5 ( 1 . 3 7 )cB K H zs???? ? ?108 ? 概念 ? 時延擴(kuò)展與相干帶寬是描述本地信道時間色散特性的兩個參數(shù)。 ? 信道的時變特性是由移動臺與基站間的相對運動造成的，或是由信道路徑中物體的運動引起的。 ? 相干時間是指一段時間間隔，在此間隔內(nèi)，兩個到達(dá)信號有很強的幅度相關(guān)性。 相干時間 109 ? 相干時間定義 ? 相干時間 tc 定義為多普勒擴(kuò)展的倒數(shù)，即： ? 上式給出了瑞利（ Rayleign）衰落型可能急劇起伏的時間間隔。 ? 現(xiàn)代移動通信中，相干時間常定義為上兩式的幾何平均，即： 相干時間 1cDT f?916c DT f??29 0 . 4 2 316c ddT ff???110 ? 相干時間對信號傳輸?shù)挠绊? ? 如果數(shù)據(jù)速率 1／ Tb 大于衰落速率 1／ Tc，稱信道為慢衰落信道。 ? Tb Tc 或 Bw fd ? 慢衰落信道 ? Tb Tc 或 Bw fd ? 非頻率選擇性信道 ? 為了避免由快衰落引起的信號失真，必須保證數(shù)據(jù)速率 1／ Tb超過信道衰落速率 1／ Tc ，使得信道顯