第2章1現(xiàn)代無(wú)線通信原理無(wú)線信道

1、第二章 無(wú)線信道 201403252.1 電磁波傳播機(jī)制2.2 自由空間傳播模型2.3 大尺度衰落模型2.4 小尺度衰落與多徑效應(yīng)2.5 多徑信道的統(tǒng)計(jì)模型2.1 電磁波傳播機(jī)制2.1.1 電磁波傳播機(jī)制概述n移動(dòng)無(wú)線傳播面臨的是隨時(shí)變化的、復(fù)雜的環(huán)境。移動(dòng)無(wú)線傳播面臨的是隨時(shí)變化的、復(fù)雜的環(huán)境。n首先，傳播環(huán)境十分復(fù)雜，傳播機(jī)理多種多樣。首先，傳播環(huán)境十分復(fù)雜，傳播機(jī)理多種多樣。幾乎包括了電波傳播的所有過(guò)程，如：直射、繞射、幾乎包括了電波傳播的所有過(guò)程，如：直射、繞射、反射、散射。反射、散射。n其次，由于用戶臺(tái)的移動(dòng)性，傳播參數(shù)隨時(shí)變化，其次，由于用戶臺(tái)的移動(dòng)性，傳播參數(shù)隨時(shí)變化，引起接收?qǐng)?/p>

2、強(qiáng)的快速波動(dòng)。引起接收?qǐng)鰪?qiáng)的快速波動(dòng)。n為此，提出大尺度傳播模型和小尺度傳播模型。為此，提出大尺度傳播模型和小尺度傳播模型。2.1.1 電磁波傳播機(jī)制概述(1/4)電波傳播分為電波傳播分為5 5種形式：種形式：1 1. .直射：自由空間傳播直射：自由空間傳播2 2. .反射：當(dāng)電磁波遇到比波長(zhǎng)大得多的物體時(shí)，反射：當(dāng)電磁波遇到比波長(zhǎng)大得多的物體時(shí)，發(fā)生反射。反射發(fā)生在地球表面、建筑物和墻壁發(fā)生反射。反射發(fā)生在地球表面、建筑物和墻壁表面表面。3 3. .折射：折射：4 4. .繞射：當(dāng)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的傳播路由被尖繞射：當(dāng)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的傳播路由被尖銳的邊緣阻擋時(shí)，發(fā)生繞射。銳的邊緣阻擋時(shí)

3、，發(fā)生繞射。2.1.1 電磁波傳播機(jī)制概述(2/4)5 5. .散射：當(dāng)電磁波的傳播路由上存在小于波長(zhǎng)的物散射：當(dāng)電磁波的傳播路由上存在小于波長(zhǎng)的物體、并且單位體積內(nèi)這種障礙物體的數(shù)目非常巨大體、并且單位體積內(nèi)這種障礙物體的數(shù)目非常巨大時(shí)，發(fā)生散射。散射發(fā)生在粗糙表面、小物體或其時(shí)，發(fā)生散射。散射發(fā)生在粗糙表面、小物體或其它不規(guī)則物體，如：樹(shù)葉、街道標(biāo)志和燈柱等。它不規(guī)則物體，如：樹(shù)葉、街道標(biāo)志和燈柱等。移動(dòng)通信中，移動(dòng)通信中，1 1和和5 5項(xiàng)可以合并考慮，不考慮折射。項(xiàng)可以合并考慮，不考慮折射。電波傳播損耗習(xí)慣分為：電波傳播損耗習(xí)慣分為：1 1. .傳播路徑損耗傳播路徑損耗2 2. .陰影

4、衰落陰影衰落3 3. .多徑衰落多徑衰落2.1.1 電磁波傳播機(jī)制概述(3/4) 就電波傳播而言，發(fā)射機(jī)同接收機(jī)間最簡(jiǎn)單就電波傳播而言，發(fā)射機(jī)同接收機(jī)間最簡(jiǎn)單的方式是自由空間傳播。的方式是自由空間傳播。 一種是直射波；另一種是直射波；另一種方式是地面反射波。直射波和反射波疊加一種方式是地面反射波。直射波和反射波疊加的結(jié)果可能使信號(hào)加強(qiáng)，也可能使信號(hào)減弱，的結(jié)果可能使信號(hào)加強(qiáng)，也可能使信號(hào)減弱，即所謂的多徑效應(yīng)。即所謂的多徑效應(yīng)。 繞射波是建筑物內(nèi)部等陰影區(qū)域信號(hào)的主要繞射波是建筑物內(nèi)部等陰影區(qū)域信號(hào)的主要電波來(lái)源。繞射波的強(qiáng)度受傳播環(huán)境影響很大，電波來(lái)源。繞射波的強(qiáng)度受傳播環(huán)境影響很大，且頻率

5、越高，繞射信號(hào)越弱。且頻率越高，繞射信號(hào)越弱。2.1.1 電磁波傳播機(jī)制概述(4/4) 對(duì)流層反射波產(chǎn)生于對(duì)流層。對(duì)流層是異類介質(zhì)，對(duì)流層反射波產(chǎn)生于對(duì)流層。對(duì)流層是異類介質(zhì)，由于天氣情況而隨時(shí)間變化。它的反射系數(shù)隨高度由于天氣情況而隨時(shí)間變化。它的反射系數(shù)隨高度增加而減少。這種緩慢變化的反射系數(shù)使電波彎曲。增加而減少。這種緩慢變化的反射系數(shù)使電波彎曲。對(duì)流層方式應(yīng)用于波長(zhǎng)小于對(duì)流層方式應(yīng)用于波長(zhǎng)小于1010米（即頻率大于米（即頻率大于3030MHzMHz）的無(wú)線通信中。的無(wú)線通信中。 電離層反射傳播：當(dāng)電波波長(zhǎng)小于電離層反射傳播：當(dāng)電波波長(zhǎng)小于1 1米（頻率大米（頻率大于于300300MHz

6、MHz）時(shí)，電離層是反射體。從電離層反射的時(shí)，電離層是反射體。從電離層反射的電波可能有一個(gè)或多個(gè)跳躍，因此這種傳播用于長(zhǎng)電波可能有一個(gè)或多個(gè)跳躍，因此這種傳播用于長(zhǎng)距離通信。同對(duì)流層一樣，電離層也具有連續(xù)波動(dòng)距離通信。同對(duì)流層一樣，電離層也具有連續(xù)波動(dòng)的特性。的特性。2.1.2 電磁波傳播環(huán)境 電波傳播受地形結(jié)構(gòu)和人為環(huán)境的影響，無(wú)線電波傳播受地形結(jié)構(gòu)和人為環(huán)境的影響，無(wú)線傳播環(huán)境直接決定傳播模型的選取。影響環(huán)境的傳播環(huán)境直接決定傳播模型的選取。影響環(huán)境的主要因素：主要因素： 自然地形（高山、丘陵、平原、水域）自然地形（高山、丘陵、平原、水域） 人工建筑的數(shù)量、分布、材料特性人工建筑的數(shù)量、分

7、布、材料特性 該區(qū)域植被特征該區(qū)域植被特征 天氣狀況天氣狀況 自然和人為的電磁噪聲狀況自然和人為的電磁噪聲狀況2.1.2 電磁波傳播環(huán)境 無(wú)線電波受地形和人為環(huán)境的影響很大，高無(wú)線電波受地形和人為環(huán)境的影響很大，高山、丘陵等自然地形，和人工建筑等都影響電波山、丘陵等自然地形，和人工建筑等都影響電波的傳播特性，除此之外天氣和時(shí)間因素也是影響的傳播特性，除此之外天氣和時(shí)間因素也是影響電波傳播的因素。電波傳播的因素。 例如，晚上電離層相對(duì)穩(wěn)定，所以短波電臺(tái)例如，晚上電離層相對(duì)穩(wěn)定，所以短波電臺(tái)收音效果好就是一個(gè)示例。收音效果好就是一個(gè)示例。2.1.3 地形分類(1/2)準(zhǔn)平滑地形準(zhǔn)平滑地形 表面起伏

8、平緩，起伏高度表面起伏平緩，起伏高度小于等于小于等于2020米的地形。米的地形。不規(guī)則地形不規(guī)則地形 除了準(zhǔn)平滑地形之外的其除了準(zhǔn)平滑地形之外的其余地形，可按狀態(tài)分為：丘陵余地形，可按狀態(tài)分為：丘陵地形、孤立山岳、傾斜地形、地形、孤立山岳、傾斜地形、水陸混合地形等。水陸混合地形等。RTTR2.1.3 地形分類(2/2)“準(zhǔn)平滑地形準(zhǔn)平滑地形”指表面起伏平緩，起伏高度小于指表面起伏平緩，起伏高度小于等于等于2020米的地形，平均表面高度差別不大。米的地形，平均表面高度差別不大。 OkumuraOkumura傳播模型將起伏高度定義為距離移動(dòng)傳播模型將起伏高度定義為距離移動(dòng)臺(tái)天線前方臺(tái)天線前方101

9、0公里內(nèi)地形起伏公里內(nèi)地形起伏10%10%與與90%90%的差。的差。 CCIRCCIR定義為收信機(jī)前方定義為收信機(jī)前方10105050公里處地形高公里處地形高度超過(guò)度超過(guò)90%90%與超過(guò)與超過(guò)10%10%的差。的差。除此以外的其它地形統(tǒng)稱為除此以外的其它地形統(tǒng)稱為“不規(guī)則地形不規(guī)則地形”2.1.4 反射(1/3)2.1.4 反射(2/3)2.1.4 反射(3/3)2.1.5 繞射2.1.5 繞射2.2 自由空間傳播模型(1/8)n什么叫自由空間？什么叫自由空間？自由空間是指充滿均勻、線性、自由空間是指充滿均勻、線性、各向同性理想介質(zhì)的無(wú)限大空間，是一種理想情各向同性理想介質(zhì)的無(wú)限大空間，是

10、一種理想情況。如衛(wèi)星的電波傳播就很接近自由空間的傳播況。如衛(wèi)星的電波傳播就很接近自由空間的傳播條件條件無(wú)任何衰減、無(wú)任何阻擋、無(wú)任何多徑的傳無(wú)任何衰減、無(wú)任何阻擋、無(wú)任何多徑的傳播空間。播空間。n無(wú)線電波在自由空間傳播時(shí)，其單位面積中的能無(wú)線電波在自由空間傳播時(shí)，其單位面積中的能量會(huì)因?yàn)閿U(kuò)散而減少。這種減少，稱為自由空間量會(huì)因?yàn)閿U(kuò)散而減少。這種減少，稱為自由空間的傳播損耗。的傳播損耗。2.2 自由空間傳播模型(2/8)PTd球面上的功率流：如圖所示，發(fā)射功率為如圖所示，發(fā)射功率為P PT T，發(fā)射天線為各向均勻輻發(fā)射天線為各向均勻輻射，則以發(fā)射源為中心，射，則以發(fā)射源為中心，d d為為半徑的球

11、面上單位面積的功半徑的球面上單位面積的功率為：率為：S S P PT T / 4/ 4 d d2 22.2 自由空間傳播模型(3/8) 由于天線有方向性（設(shè)發(fā)射天線增益為由于天線有方向性（設(shè)發(fā)射天線增益為G GT T），），故在主波束方向通過(guò)單位面積的功率為：故在主波束方向通過(guò)單位面積的功率為：S=GS=GT TP PT T/4/4 d d2 2 設(shè)接收天線的有效面積為設(shè)接收天線的有效面積為A A，則接收天線所截則接收天線所截獲的功率為：獲的功率為：P Pr r=SA=AG=SA=AGT TP PT T/4/4 d d2 2 對(duì)于拋物面天線，假定天線口面場(chǎng)具有等相、對(duì)于拋物面天線，假定天線口面

12、場(chǎng)具有等相、等幅分布，則天線的有效面積為：等幅分布，則天線的有效面積為：A= GA= Gr r 2 2/4/4 其中其中G Gr r為接收天線增益，為接收天線增益， 為自由空間波長(zhǎng)為自由空間波長(zhǎng)。2.2 自由空間傳播模型(4/8)代入代入P Pr r公式。得到：公式。得到： P Pr r= G= Gr rG GT TP PT T( ( /4/4 d)d)2 2令：令： P Pr r / P / PT T = G = Gr r G GT T / L / LS S 其中其中L LS S定義為自由空間傳播損耗。定義為自由空間傳播損耗。則：則： L LS S = (4 = (4 d d/ / ) )2

13、 2 = = (4(4 fdfd/ /c c ) )2 2以分貝數(shù)表示：以分貝數(shù)表示：L LS S=92.4+ 20lg f=92.4+ 20lg f(GHz)(GHz)+20lgd+20lgd(km) (km) dBdB2.2 自由空間傳播模型(5/8) 用于預(yù)測(cè)收發(fā)信機(jī)之間完全無(wú)阻擋的視距路徑用于預(yù)測(cè)收發(fā)信機(jī)之間完全無(wú)阻擋的視距路徑時(shí)的接收信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)：時(shí)的接收信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)：202()10log10log()(4)tfrPPL dBdddpd 2:2fffdDDdDd式中為天線的最大物理尺寸且和()32.4520log20log:PL dBdfd kmfMHz式中：2.2 自由空間傳播模型(6/8

14、) 從上面的公式可看出，距離每增加一倍，損從上面的公式可看出，距離每增加一倍，損耗增加耗增加6 6dBdB。如果頻率每增加一倍，如上面例子如果頻率每增加一倍，如上面例子所以所以19001900MHzMHz的損耗也比的損耗也比900900MHzMHz多損耗了多損耗了6 6個(gè)個(gè)dBdB。 自由空間傳播模型適用于具有各向同性傳播自由空間傳播模型適用于具有各向同性傳播介質(zhì)（如真空）的無(wú)線環(huán)境，是理論模型。該環(huán)介質(zhì)（如真空）的無(wú)線環(huán)境，是理論模型。該環(huán)境在現(xiàn)實(shí)中并不存在，但空氣介質(zhì)近似于各向同境在現(xiàn)實(shí)中并不存在，但空氣介質(zhì)近似于各向同性介質(zhì)性介質(zhì)。2.2 自由空間傳播模型(7/8)d處自由空間中處自由空

15、間中接收功率為：接收功率為：000( )(),nrrdp dp dddd0:1 ,1001:2dmmkmnn 參考距離，如室內(nèi)典型取值室外環(huán)境為或路徑指數(shù)2.2 自由空間傳播模型(8/8)2.3 大尺度衰落模型2.3.1 大尺度衰落模型概述發(fā)射機(jī)發(fā)射機(jī)tn,1接收機(jī)接收機(jī)tk,1t or dtn,3tn,2tk,2tk,3tk,4一條子路徑LOSpath k路徑 nd(t)V m R (t)qn2.3.1 大尺度衰落模型概述大尺度衰落模型大尺度衰落模型: :T-R T-R 之間大距離之間大距離主要傳播機(jī)制主要傳播機(jī)制: :反射反射信號(hào)強(qiáng)度衰減隨傳播信號(hào)強(qiáng)度衰減隨傳播距離而成陰影分布距離而成陰影

16、分布對(duì)數(shù)正態(tài)陰影模型對(duì)數(shù)正態(tài)陰影模型圍繞一均值緩慢變化圍繞一均值緩慢變化2.3.2 大尺度衰落模型分類u自由空間傳播自由空間傳播u地面反射地面反射( (雙線雙線) )u刃形繞射刃形繞射u室外傳播模型室外傳播模型u室內(nèi)傳播模型室內(nèi)傳播模型2.3.3 地面反射(雙線)模型(1/2)d地面雙射反射模型地面雙射反射模型)(cos() 1()(cos(),(),(),(0000cdtddEcdtddEtdEtdEtdEccgLOSTOT T（發(fā)送機(jī)）發(fā)送機(jī)）R（接收機(jī)）接收機(jī)）hththrht-hrh t+ h rE l o sE gdd 2.3.3 地面反射(雙線)模型(2/2)log20log20l

17、og10log10(log40)(41cos ,22)()( 42222002222rtrtttrttfTOTedrTOTrtrtrthhGGddBpLdhhGGPREAppddEcdtdEdhhdhhdhhddqq2.3.4 刃形繞射模型模型(1/6)電磁波在繞射點(diǎn)四電磁波在繞射點(diǎn)四處擴(kuò)散處擴(kuò)散繞射波覆蓋除障礙繞射波覆蓋除障礙物外的所有方向物外的所有方向擴(kuò)散損耗最為嚴(yán)重?cái)U(kuò)散損耗最為嚴(yán)重計(jì)算公式復(fù)雜，隨計(jì)算公式復(fù)雜，隨不同繞射常數(shù)變化不同繞射常數(shù)變化繞射損耗TR2.3.4 刃形繞射模型模型(2/6)在分析山區(qū)或者城市中摩天大樓密布的密集市區(qū)的在分析山區(qū)或者城市中摩天大樓密布的密集市區(qū)的傳輸損耗

18、時(shí)，通常還要分析繞射損耗和穿透損耗。傳輸損耗時(shí)，通常還要分析繞射損耗和穿透損耗。繞射損耗是對(duì)障礙物高度和天線高度的一種測(cè)量。繞射損耗是對(duì)障礙物高度和天線高度的一種測(cè)量。障礙物高度必須同傳播波長(zhǎng)比較。同一障礙物高度障礙物高度必須同傳播波長(zhǎng)比較。同一障礙物高度對(duì)長(zhǎng)波長(zhǎng)產(chǎn)生的繞射損耗小于短波長(zhǎng)。對(duì)長(zhǎng)波長(zhǎng)產(chǎn)生的繞射損耗小于短波長(zhǎng)。繞射損耗是電磁波在繞射點(diǎn)四處擴(kuò)散，繞射波覆蓋繞射損耗是電磁波在繞射點(diǎn)四處擴(kuò)散，繞射波覆蓋除障礙物外的所有方向，這種擴(kuò)散損耗最為嚴(yán)重，除障礙物外的所有方向，這種擴(kuò)散損耗最為嚴(yán)重，其計(jì)算公式復(fù)雜，隨不同繞射常數(shù)變化。其計(jì)算公式復(fù)雜，隨不同繞射常數(shù)變化。2.3.4 刃形繞射模型模型

19、(3/6)2.3.4 刃形繞射模型模型(4/6)ABhd1d2負(fù)高度模式正高度模式ABhd1d2)(2)(22)(221212121212121212ddddddddhvddddhddddh2.3.4 刃形繞射模型模型(5/6)Figure 4.12 Illustration of Fresnel zones for different knife-edge diffraction scenarios.2.3.4 刃形繞射模型模型(/)2.3.5 多重刃形繞射模型模型阻檔體B等效于單個(gè)刃形的布靈頓結(jié)構(gòu)2.3.6 運(yùn)用路損模型進(jìn)行鏈路預(yù)算設(shè)計(jì)1/2XddndPLXdPLdBdPL)log(10)

20、()()(00平均大尺度路徑損耗平均大尺度路徑損耗:對(duì)數(shù)正態(tài)陰影分布對(duì)數(shù)正態(tài)陰影分布:00log10)()(ddndPLdBPLX為為0均值均值,標(biāo)準(zhǔn)偏差為標(biāo)準(zhǔn)偏差為的高斯分布隨機(jī)變量的高斯分布隨機(jī)變量接收功率接收功率:)()()(dBdPLdBmdPdBmdPtr2.3.6 運(yùn)用路損模型進(jìn)行鏈路預(yù)算設(shè)計(jì)2/2)2)(1 (21)()(dPerfdPQdPPrrrr)(1 21)exp(21)(2azerfdxaxzQzdxdpxdpPrrr)2) )(exp(21)(22接收信號(hào)電平超過(guò)某一特定值的概率：接收信號(hào)電平超過(guò)某一特定值的概率：2.3.7 常用室外傳播模型概述 20140401自由

21、空間傳播模型平坦地形傳播模型Okumura(奧村)/Hata模型COST231-Hata模型LEE模型COST231 Walfish-Ikegami模型2.3.8 平坦地形傳播模型(1/2)n = 4 路徑損耗斜率路徑損耗斜率hb：基站天線高度基站天線高度hm：移動(dòng)臺(tái)高度移動(dòng)臺(tái)高度L0：與頻率有關(guān)的參數(shù)與頻率有關(guān)的參數(shù)基站天線高度增加一倍，可基站天線高度增加一倍，可補(bǔ)償補(bǔ)償6 6dBdB的路徑損耗的路徑損耗RTPloss = L0+10nlgd -20lghb - 20lghm2.3.8 平坦地形傳播模型(2/2)平坦地形傳播模型，除考慮平坦地形傳播模型，除考慮頻率頻率和和距離距離因素因素外，

22、還把移動(dòng)臺(tái)和基站的外，還把移動(dòng)臺(tái)和基站的高度因素高度因素考慮在內(nèi)?？紤]在內(nèi)。2.3.9 Okumura-Hata模型(1/3)適用范圍：適用范圍：頻率范圍頻率范圍 f:f:1501501500MHz1500MHz基站天線高度基站天線高度 H Hb b: :3030200m200m移動(dòng)臺(tái)高度移動(dòng)臺(tái)高度 H Hm m: :1 1 10m10m距離距離 d:d:1 1 20km20km宏蜂窩模型宏蜂窩模型基站天線高度高于周圍建筑物基站天線高度高于周圍建筑物1 1kmkm以內(nèi)預(yù)測(cè)不適用以內(nèi)預(yù)測(cè)不適用頻率超過(guò)頻率超過(guò)15001500MHzMHz以上時(shí)不適用以上時(shí)不適用2.3.9 Okumura-Hata

23、模型(2/3) Okumura OkumuraHataHata模型是規(guī)劃軟件通常采用的傳模型是規(guī)劃軟件通常采用的傳播模型，適用于播模型，適用于15001500MHzMHz以下的大于以下的大于1 1公里范圍的宏公里范圍的宏小區(qū)。小區(qū)。 20 20世紀(jì)世紀(jì)6060年代，奧村等人在東京近郊利用寬范年代，奧村等人在東京近郊利用寬范圍的頻率，幾種固定臺(tái)高度，幾種移動(dòng)臺(tái)高度，以圍的頻率，幾種固定臺(tái)高度，幾種移動(dòng)臺(tái)高度，以及在各種各樣不規(guī)則地形和環(huán)境地物條件下測(cè)量信及在各種各樣不規(guī)則地形和環(huán)境地物條件下測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度，形成一系列曲線，然后對(duì)這些曲線進(jìn)行擬號(hào)強(qiáng)度，形成一系列曲線，然后對(duì)這些曲線進(jìn)行擬合建立模型，

24、從而得到了傳播模型的經(jīng)驗(yàn)公式。該合建立模型，從而得到了傳播模型的經(jīng)驗(yàn)公式。該模型已經(jīng)在世界范圍內(nèi)廣泛使用，利用修正因子可模型已經(jīng)在世界范圍內(nèi)廣泛使用，利用修正因子可使它適用于東京以外的地區(qū)。使它適用于東京以外的地區(qū)。2.3.9 Okumura-Hata模型(3/3)Lu=69.55 + 26.16logf - 13.82loghb+(44.9 -6.55loghb)logd - a(Hm)市區(qū)（中、小城市）：市區(qū)（中、小城市）：a (Hm) = 1.1*log(f) - 0.7*Hm - 1.56*log(f) - 0.8市區(qū)（大城市）：市區(qū)（大城市）：a (Hm) = 8.29*log(1.

25、54*Hm)2 - 1.1（f 300 MHz） a (Hm) = 3.2*log(11.75*Hm)2 - 4.97 （ f 300 MHz）郊區(qū)：郊區(qū)：Lsu (dB) = Lu-2*log(f/28)2-5.4農(nóng)村農(nóng)村 (準(zhǔn)開(kāi)闊地準(zhǔn)開(kāi)闊地)：Lrqo (dB) = Lu-4.78*log(f)2 + 18.33*log(f)-35.9農(nóng)村農(nóng)村 (開(kāi)闊地開(kāi)闊地)：Lro (dB) = Lu-4.78*log(f)2+18.33*log(f)-40.942.3.10 COST 231-Hata模型(1/3)適用范圍：適用范圍：頻率范圍 f：15002000MHz基站天線高度 Hb：30200

26、m移動(dòng)臺(tái)高度 Hm：110m距離 d：120kmCOST231-HataCOST231-Hata模型是根據(jù)奧村模型是根據(jù)奧村hatahata模型進(jìn)行一模型進(jìn)行一定的修改得到的。定的修改得到的。2.3.10 COST 231-Hata模型(2/3)宏蜂窩模型宏蜂窩模型基站天線高度高于周圍建筑物基站天線高度高于周圍建筑物1 1kmkm以內(nèi)預(yù)測(cè)不適用以內(nèi)預(yù)測(cè)不適用頻率超過(guò)頻率超過(guò)20002000MHzMHz或低于或低于15001500MHzMHz時(shí)不適用時(shí)不適用COST231COST231模型適用于模型適用于1500150020002000MHzMHz，在在1 1kmkm以內(nèi)以內(nèi)預(yù)測(cè)不準(zhǔn)。預(yù)測(cè)不準(zhǔn)。

27、COST231-hataCOST231-hata模型也是奧村等人的模型也是奧村等人的測(cè)試結(jié)果作為依據(jù)，通過(guò)對(duì)較高頻段的傳播曲測(cè)試結(jié)果作為依據(jù)，通過(guò)對(duì)較高頻段的傳播曲線進(jìn)行分析，得到所建議的公式。線進(jìn)行分析，得到所建議的公式。2.3.10 COST 231-Hata模型(3/3)Lu(dB)= 46.3 + 33.9*log(f) 13.82*log(Hb) a(Hm) + 44.9 6.55*log(Hb)*log(d) + Cm 中等城市和郊區(qū)中心區(qū)：中等城市和郊區(qū)中心區(qū)： Cm = 0 dB大城市：大城市：Cm = 3 dB 農(nóng)村農(nóng)村( (準(zhǔn)開(kāi)闊地準(zhǔn)開(kāi)闊地) )：Lrqo (dB) = L

28、u-4.78*log(f)2 + 18.33*log(f)-35.94 農(nóng)村農(nóng)村( (開(kāi)闊地開(kāi)闊地) )：Lro (dB) = Lu-4.78*log(f)2+18.33*log(f)-40.94 hb：基站天線高度基站天線高度；hm：移動(dòng)臺(tái)天線高度移動(dòng)臺(tái)天線高度2.3.11 LEE模型(1/3)n參數(shù)易根據(jù)測(cè)量值調(diào)整，路徑損耗預(yù)測(cè)算法簡(jiǎn)參數(shù)易根據(jù)測(cè)量值調(diào)整，路徑損耗預(yù)測(cè)算法簡(jiǎn)單，計(jì)算速度快準(zhǔn)確性高。單，計(jì)算速度快準(zhǔn)確性高。n宏蜂窩模型宏蜂窩模型 無(wú)阻擋情況無(wú)阻擋情況 有阻擋情況有阻擋情況n微蜂窩模型微蜂窩模型2.3.11 LEE模型(2/3)1 1、LEELEE模型模型-宏蜂窩模型宏蜂窩模型

29、無(wú)阻擋時(shí)無(wú)阻擋時(shí)( (考慮地形的影響考慮地形的影響, ,采用有效天線高度進(jìn)行計(jì)算采用有效天線高度進(jìn)行計(jì)算) )011001lglg20lgffhharrnPPrr式中式中,r0為為1英里或英里或1千米千米;f0=850MHz;003020ffff有阻擋時(shí)有阻擋時(shí)0001lg)(lgffvLarrnPPrr2.3.11 LEE模型(3/3)2 2、LEE模型模型-微蜂窩模型微蜂窩模型BtAlosLddLdBL),()(式中式中, ,Llos( dA ,ht)為基站天線有效高度為基站天線有效高度h ht t、距離基站距離基站dA處的直射處的直射波路徑損耗，是一個(gè)雙斜率模型。波路徑損耗，是一個(gè)雙斜率

30、模型。 Llos(d A, ht)的理論值為：的理論值為：fAfAffAAtAlosDdDdDDddddLlg4lg20)(4lg20),(自由空間傳播損耗式中式中, ,trfhhD4為斷點(diǎn)距離，其中為斷點(diǎn)距離，其中h hr r為接收天線的高度。為接收天線的高度。2.3.12 COST 231 Walfish-Ikegami模型(1/7)適用范圍：適用范圍： 頻率范圍頻率范圍 f:800f:800 2000MHz2000MHz 基站天線高度基站天線高度 H Hbasebase:4:4 50m50m 移動(dòng)臺(tái)高度移動(dòng)臺(tái)高度 H Hmobilemobile:1:1 3m3m 距離距離 d d:0.0

31、2 :0.02 5km5km 建筑物高度建筑物高度 H Hrooroof (m)f (m)路面寬度路面寬度 w (m)w (m) 建筑物間距建筑物間距 b(m) b(m) 相對(duì)直射波方向的街道走向相對(duì)直射波方向的街道走向 市區(qū)環(huán)境，宏蜂窩或微蜂窩郊區(qū)環(huán)境或鄉(xiāng)村環(huán)境不適用2.3.12 COST 231 Walfish-Ikegami模型(2/7)歐洲研究委員會(huì)歐洲研究委員會(huì)COST231傳播模型小組提出兩種建傳播模型小組提出兩種建議：議：一種是根據(jù)一種是根據(jù)Hata模型，利用一些修正項(xiàng)使頻率覆模型，利用一些修正項(xiàng)使頻率覆蓋范圍從蓋范圍從1500MHz擴(kuò)展到擴(kuò)展到2000MHz頻段。但由于測(cè)頻段。

32、但由于測(cè)試的環(huán)境都是基站高于周圍建筑物的，因而把它的試的環(huán)境都是基站高于周圍建筑物的，因而把它的有效使用范圍推廣到基站天線高度低于周圍建筑物有效使用范圍推廣到基站天線高度低于周圍建筑物的情況是不恰當(dāng)?shù)?。這種模型適合在的情況是不恰當(dāng)?shù)?。這種模型適合在“大區(qū)制宏蜂大區(qū)制宏蜂窩窩”使用使用。2.3.12 COST 231 Walfish-Ikegami模型(3/7) 在在“微蜂窩微蜂窩“中，基站天線一般比屋頂?shù)?，中，基站天線一般比屋頂?shù)停晕瘑T會(huì)根據(jù)所以委員會(huì)根據(jù)Walfish的計(jì)算市區(qū)環(huán)境的結(jié)果的計(jì)算市區(qū)環(huán)境的結(jié)果和和Ikegami的處理街道走向的修正函數(shù)連同試驗(yàn)的處理街道走向的修正函數(shù)連同試驗(yàn)

33、數(shù)據(jù)一起創(chuàng)造了數(shù)據(jù)一起創(chuàng)造了”COST-WalfishIkegami”模模型。該模型在德國(guó)城市型。該模型在德國(guó)城市Mannheim進(jìn)行測(cè)試，發(fā)進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)仍需要相當(dāng)大的改進(jìn)?，F(xiàn)仍需要相當(dāng)大的改進(jìn)。2.3.12 COST 231 Walfish-Ikegami模型(4/7)在使用時(shí)，需要遇到一些描述市區(qū)環(huán)境特征的參數(shù)，在使用時(shí)，需要遇到一些描述市區(qū)環(huán)境特征的參數(shù)，即：即： 建筑物高度建筑物高度 Hroof ( (m)路面寬度路面寬度 w (m)建筑物間距建筑物間距 b (m)相對(duì)直射波方向的街道走向相對(duì)直射波方向的街道走向 ( ( ) ) 2.3.12 COST 231 Walfish-Ikegami模型(5/7)Lb = 42.6 + 26*log(d) + 20*log(f) for d = 0.020 kmOr:Lb =