無線移動(dòng)信道課件

1、第三章無線移動(dòng)通信信道概述電波傳播特性及其研究自由空間的電波傳播三種基本電波（反射、繞射、散射）的傳播機(jī)制陰影衰落的基本特性多徑衰落的基本特性電波傳播損耗預(yù)測(cè)模型3.1 概 述3.1.1 引 言無線信道的電波傳播特性與電波傳播環(huán)境密切相關(guān)，這些環(huán)境包括地貌、人工建筑、氣候特征、電磁干擾情況、通信體移動(dòng)速度情況和使用的頻段，它們直接關(guān)系到無線通信設(shè)備要采用的無線傳輸技術(shù)，關(guān)系到無線通信系統(tǒng)的通信能力和服務(wù)質(zhì)量。無線移動(dòng)通信信道是一種電波傳播環(huán)境很復(fù)雜的無線信道，電波在不同的地形地貌和移動(dòng)速度的環(huán)境條件下傳播。有三種研究無線移動(dòng)通信信道的基本方法：理論分析。用電磁場(chǎng)理論和統(tǒng)計(jì)理論分析電波在移動(dòng)環(huán)境

2、中的傳播特性，并用數(shù)學(xué)模型來描述移動(dòng)信道。現(xiàn)場(chǎng)電波實(shí)測(cè)。在不同的傳播環(huán)境中，做電波實(shí)測(cè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證和校正理論分析結(jié)果。 計(jì)算機(jī)模擬。靈活快速地模擬各種移動(dòng)環(huán)境。3.1.2 無線移動(dòng)通信信道根據(jù)不同距離內(nèi)信號(hào)強(qiáng)度變化的快慢分為 大尺度衰落小尺度衰落（主要特征是多徑）描述長(zhǎng)距離上信號(hào)強(qiáng)度的緩慢變化短距離上信號(hào)強(qiáng)度的快速波動(dòng)原因信道路徑上固定障礙物的陰影移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)和地點(diǎn)的變化影響 業(yè)務(wù)覆蓋區(qū)域信號(hào)傳輸質(zhì)量大尺度衰落與小尺度衰落 3.1.2 無線移動(dòng)通信信道無線移動(dòng)通信信道是由長(zhǎng)期慢衰落和短期快衰落效應(yīng)來表征的。忽略熱噪聲時(shí)，接收機(jī)接收的信號(hào)可以表示為衰落特性的算式描述 式中，r(t)表示信道的衰落因子

3、；m(t)表示長(zhǎng)期慢衰落,即本地或?qū)?shù)正態(tài)衰落分量；r0(t)表示短期快衰落，即多徑或瑞利衰落分量。長(zhǎng)期慢衰落m(t)短期快衰落r0(t)接收功率無線信道中的大尺度和小尺度衰落 t3.1.2 無線移動(dòng)通信信道長(zhǎng)期慢衰落是由移動(dòng)通信信道路徑上的固定障礙物（建筑物、山丘、樹林等）的陰影引起的,衰減特性一般服從d-n律，平均信號(hào)衰落和關(guān)于平均衰落的變化具有對(duì)數(shù)正態(tài)分布的特征。利用不同測(cè)試環(huán)境下的移動(dòng)通信信道的長(zhǎng)期慢衰落中值計(jì)算公式，可以計(jì)算移動(dòng)通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)覆蓋區(qū)域。從無線系統(tǒng)工程的角度看，傳播的衰落主要影響到無線區(qū)的覆蓋。短期快衰落是由移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)和地點(diǎn)的變化而產(chǎn)生的。其中，多徑產(chǎn)生時(shí)間擴(kuò)散，引起信

4、號(hào)符號(hào)間干擾；運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，引起信號(hào)相位變化。不同的測(cè)試環(huán)境有不同的短期快衰落特性。而多徑衰落嚴(yán)重影響信號(hào)傳輸質(zhì)量，并且是不可避免的，只能采用抗衰落技術(shù)來減少其影響。3.2 自由空間的無線電傳播自由空間的傳播無線傳輸?shù)囊粋€(gè)基本概念是全向天線-在所有方向等發(fā)射的天線，在實(shí)際應(yīng)用中，全向天線是不存在的，所有天線都有一定的方向性。但全向天線仍可作為與其他天線進(jìn)行比較的參照物，說明天線的相關(guān)基礎(chǔ)概念?？紤]一個(gè)全向輻射源，它在所有方向的發(fā)射功率均為PT(W),每單位面積的功率或功率通量密度為 即信源每單位時(shí)間輻射能量一定分布在包圍信源的球面上 接收功率 式中，Pt為發(fā)射功率，以球面波輻射 , ,為

5、工作波長(zhǎng)，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。自由空間的傳播損耗 當(dāng)Gt=Gr=1時(shí)， 分貝式上式表明d倍程或f倍頻變化,損耗有6dB變化3.2 自由空間的無線電傳播傳播損耗與接收功率關(guān)系在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，接收電平的動(dòng)態(tài)范圍很大，常用dBW或dBm為單位表示接收電平。Pr(dBm)=10lgPr(mW); Pr(dBW)=10lgPr(W)0 dBW=30 dBm 例： 2W 換算dBW、dBm為多少？ 3 dBW=33dBm 其中Pr、PT為接收、發(fā)射功率，L為傳播損耗,Gb、 Gm為BS、MS天線增益。 上式是基本鏈路預(yù)算方程，說明了考慮無線鏈路傳輸特

6、性時(shí)接收功率與發(fā)射功率之間的關(guān)系。閉合鏈路要求上式右邊為接收機(jī)提供足夠的功率，以便可靠檢測(cè)發(fā)射機(jī)所發(fā)射的信息，即右邊必須大于接收機(jī)靈敏度。例 題若發(fā)射機(jī)發(fā)射功率20W, f=900MHz,Gt=1, Gr=1,求自由空間100m處接收功率為多少dBm?10km處接收功率為多少dBm?解:3.3 陰影衰落傳播的基本特性 陰影衰落是長(zhǎng)期衰落（大尺度衰落），是移動(dòng)無線通信信道傳播環(huán)境中的地形起伏、建筑物及其他障礙物對(duì)電波傳播路徑的阻擋而形成的電磁場(chǎng)陰影效應(yīng)。圖3.2 陰影衰落3.3 陰影衰落傳播的基本特性陰影衰落一般表示為電波傳播距離r的m次冪與表示陰影損耗的正態(tài)對(duì)數(shù)分量的乘積。移動(dòng)用戶和基站之間的

7、距離為r時(shí)，傳播路徑損耗和陰影衰落可以表示為 式中，是由于陰影產(chǎn)生的對(duì)數(shù)損耗（單位符號(hào)：dB），服從零平均和標(biāo)準(zhǔn)偏差dB的對(duì)數(shù)正態(tài)分布。當(dāng)用dB表示時(shí)，上式變?yōu)樗ヂ涠鄰江h(huán)境時(shí)間接收信號(hào)強(qiáng)度發(fā)射信號(hào)衰落發(fā)射數(shù)據(jù)接收數(shù)據(jù)衰落距離(m)接收功率(dBm)102030-20-40-60慢衰落快衰落陰影衰落的基本特性陰影衰落（慢衰落） 移動(dòng)無線通信信道傳播環(huán)境中的地形起伏、建筑物及其它障礙物對(duì)電波傳播路徑的阻擋而形成的電磁場(chǎng)陰影效應(yīng)特點(diǎn) 衰落與傳播地形和地物分布、高度有關(guān)表達(dá)式 傳播路徑損耗和陰影衰落 分貝式 式中, r 移動(dòng)用戶和基站之間的距離 由于陰影產(chǎn)生的對(duì)數(shù)損耗（dB），服從零平均和標(biāo)準(zhǔn)偏差 d

8、B的對(duì)數(shù)正態(tài)分布 m 路徑損耗指數(shù) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明m4，標(biāo)準(zhǔn)差8dB，是合理的3.4 多徑衰落的基本特性移動(dòng)無線信道是彌散信道。電波通過移動(dòng)無線信道后，信號(hào)在時(shí)域上或在頻域上都會(huì)產(chǎn)生彌散，本來分開的波形在時(shí)間上或在頻譜上會(huì)產(chǎn)生交疊，使信號(hào)產(chǎn)生衰落失真。多徑效應(yīng)在時(shí)域上引起信號(hào)的時(shí)延擴(kuò)展，使得接收信號(hào)的信號(hào)分量展寬，相應(yīng)地在頻域上規(guī)定了相關(guān)帶寬性能。當(dāng)信號(hào)帶寬大于相關(guān)帶寬時(shí)就會(huì)發(fā)生頻率選擇性衰落。 多普勒效應(yīng)在頻域上引起頻譜擴(kuò)展，使得接收信號(hào)的信號(hào)產(chǎn)生多普勒頻展，相應(yīng)地在時(shí)域上規(guī)定了相關(guān)時(shí)間。多普勒效應(yīng)產(chǎn)生的衰落是時(shí)間性選擇衰落。在多徑傳播信道中，假設(shè)：有N個(gè)多徑信道，它們彼此相互獨(dú)立且沒有一個(gè)信

9、道的信號(hào)占支配地位；沒有直射波信號(hào)，僅有許多反射波信號(hào)，接收到的信號(hào)包絡(luò)的衰落變化服從瑞利分布。但是，當(dāng)接收到較強(qiáng)的直射波信號(hào)且它占有支配地位時(shí)，接收信號(hào)包絡(luò)的衰落變化服從萊斯(Rician)分布。3.4.1反射與多徑信號(hào)反射多徑信號(hào)兩徑傳播模型多徑傳播模型 3.4.1反射與多徑信號(hào)1.反射如果電磁波傳輸?shù)嚼硐虢橘|(zhì)表面，則能量都將反射回來反射系數(shù)（R） 入射波與反射波的比值 入射角 式中 (垂直極化） （水平極化） 而 其中，為介電常數(shù)，為電導(dǎo)率，為波長(zhǎng)。3.4.1反射與多徑信號(hào)2. 兩徑傳播模型下圖表示有一條直射波和一條反射波路徑的兩徑傳播模型。兩徑傳播模型圖中,A表示發(fā)射天線；B表示接收天

10、線；hb和hm分別表示發(fā)射天線和接收天線離地面的高度；AB表示直射波路徑；ACB表示反射波路徑。3.4.1反射與多徑信號(hào)在接收天線B處的接收信號(hào)功率表示為在大多數(shù)場(chǎng)合，地表面波的影響可以忽略，則上式可以簡(jiǎn)化為其中，相位差3.多徑傳播模型 其中，N為路徑數(shù)。當(dāng)N很大時(shí)，無法用公式準(zhǔn)確計(jì)算出接收信號(hào)的 功率，必須用統(tǒng)計(jì)的方法計(jì)算接收信號(hào)的功率 3.4.2多普勒頻譜當(dāng)移動(dòng)體在x軸上以速度 v移動(dòng)時(shí)引起多普勒（Doppler）頻率漂移。用一個(gè)平面波表示穩(wěn)定擴(kuò)散事件，假定xOy平面是平面場(chǎng),此時(shí)，多普勒效應(yīng)引起的多普勒頻移可表示為當(dāng)?shù)趎個(gè)入射波的入射角是 時(shí)設(shè)發(fā)射信號(hào)是垂直極化，并且只考慮垂直波時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)

11、Ez可以表示為3.4.2多普勒頻譜根據(jù)中心極限理論，當(dāng)N很大時(shí)，近似為高斯隨機(jī)過程,Ez可以表示為且Tc(t)、Ts(t)是高斯隨機(jī)過程， Tc、Ts為隨機(jī)變量。對(duì)應(yīng)固定時(shí)間t， Tc、Ts有0平均和等方差 一個(gè)單頻信號(hào)通過移動(dòng)無線信道后，衰落信號(hào)的包絡(luò)發(fā)生隨機(jī)變化，其相位也會(huì)發(fā)生隨機(jī)變化。3.4.2多普勒頻譜移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)造成接收信號(hào)產(chǎn)生多普勒頻移 , 為最大多普勒頻移,此時(shí)入射波與移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)方向之間的夾角=0。在多徑傳播環(huán)境中，對(duì)于接收機(jī)有不同時(shí)延的反射路徑。每個(gè)路徑產(chǎn)生相同的多普勒頻移。多普勒效應(yīng)的結(jié)果是通過移動(dòng)的多徑信道后單頻信號(hào)的頻譜擴(kuò)展為 相當(dāng)于單頻信號(hào)通過移動(dòng)的多徑無線信道后成為隨

12、機(jī)調(diào)頻信號(hào)。若收到多條有不同入射角的多徑信號(hào)，多普勒頻移成為多普勒擴(kuò)展頻譜，稱做多徑衰落信號(hào)的隨機(jī)調(diào)頻。3.4.2多普勒頻譜多普勒擴(kuò)展的倒數(shù)就是對(duì)信道相關(guān)時(shí)間的度量，即信道的相關(guān)時(shí)間 ,它表征時(shí)變信道影響信號(hào)衰落的衰落節(jié)拍,信道隨著這個(gè)時(shí)間節(jié)拍在時(shí)域上對(duì)信號(hào)有不同的選擇性.把這種衰落稱為時(shí)間選擇性衰落，它對(duì)數(shù)字信號(hào)的誤碼性能有明顯的影響。時(shí)間選擇性衰落是由多普勒效應(yīng)引起的，并且發(fā)生在傳輸波形的特定時(shí)間段上，即信道在時(shí)域具有選擇性。 3.4.3 瑞利衰落分布和萊斯衰落分布討論多徑信道的包絡(luò)統(tǒng)計(jì)特性,接收信號(hào)的包絡(luò)根據(jù)不同的無線環(huán)境一般服從 瑞利分布 萊斯分布 1、瑞 利 分 布環(huán)境條件 通常在離

13、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02均勻分布各反射波的幅度和相位都統(tǒng)計(jì)獨(dú)立場(chǎng)強(qiáng)分量Tc，Ts接收信號(hào)的 幅度相位分布Play 場(chǎng)強(qiáng)分量Tc，Ts推導(dǎo) 設(shè)發(fā)射信號(hào)是垂直極化，并且只考慮垂直波時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)為 式中 ， 多普勒頻率漂移， 隨機(jī)相位（02均勻分布） 又可表示為 其中 Tc，Ts的性質(zhì)相互正交的同頻分量高斯隨機(jī)過程 概率密度 x = Tc或Ts統(tǒng)計(jì)獨(dú)立 聯(lián)合概率密度零均值，等方差，不相關(guān) 是關(guān)于 的總體平均 = 0 接收信號(hào)的幅度相位分布直角坐標(biāo) 極坐標(biāo)則 由雅各比行列式 所以 對(duì) r 積分 對(duì)積分 可見，包

14、絡(luò) r 服從瑞利分布，在02內(nèi)服從均勻分布瑞利分布的均值 瑞利分布的方差 滿足 的 值稱為信號(hào)包絡(luò)樣本區(qū)間的中值 =1.777圖29 瑞利分布的概率分布密度 2、萊 斯 分 布環(huán)境條件概率密度函數(shù)萊斯因子 萊斯分布的環(huán)境條件直射系統(tǒng)中，接收信號(hào)中有視距信號(hào)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(gè)散射體路徑的信號(hào)功率特別強(qiáng)Play萊斯分布的概率密度函數(shù)概率密度函數(shù) 式中, A是主信號(hào)的峰值 I0()是0階第一類修正貝塞爾函數(shù)萊斯因子K 主信號(hào)的功率與多徑分量方差之比 分貝式意義 完全決定了萊斯的分布：當(dāng) ，萊斯分布變?yōu)槿鹄植紡?qiáng)直射波的存在使接收信號(hào)包絡(luò)

15、從瑞利變?yōu)槿R斯分布當(dāng)直射波進(jìn)一步增強(qiáng)（ ），萊斯分布將趨進(jìn)高斯分布瑞利分布 萊斯分布 高斯分布圖2-10 萊斯分布的概率密度函數(shù)3.4.4 時(shí)延擴(kuò)展典型的歸一化時(shí)延譜圖圖中，描述多徑時(shí)延譜的參數(shù)有p()為歸一化時(shí)延信號(hào)的包絡(luò)，近似為指數(shù)曲線。Tm為最大時(shí)延擴(kuò)展，歸一化時(shí)延信號(hào)包絡(luò)p()=-XdB時(shí)所對(duì)應(yīng)的時(shí)延差值。a為歸一化時(shí)延譜曲線的數(shù)學(xué)期望（平均延時(shí)）為歸一化時(shí)延譜曲線的均方值時(shí)延擴(kuò)展3.4.4 時(shí)延擴(kuò)展均方根時(shí)延擴(kuò)展是對(duì)多徑信道時(shí)延特性的統(tǒng)計(jì)描述，其含義表示時(shí)延譜擴(kuò)展的程度。值越小，時(shí)延擴(kuò)展就越輕微；反之，時(shí)延擴(kuò)展就越嚴(yán)重，表征時(shí)延擴(kuò)展對(duì)平均延時(shí)a的偏離程度。在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，由于時(shí)延擴(kuò)

16、展，接收信號(hào)中一個(gè)碼元的波形會(huì)擴(kuò)展到其他碼元周期中，引起碼間串?dāng)_。為避免碼間串?dāng)_，應(yīng)使碼元周期大于時(shí)延擴(kuò)展。不同環(huán)境下平均時(shí)延擴(kuò)展是不一樣的3.4.5 相關(guān)帶寬兩條路徑信道模型 首先考慮圖所示的兩條路徑信道模型情況。第一條路徑信號(hào)為Si(t)，第二條路徑信號(hào) 為其中r為比例常數(shù)。兩路徑信道的等效網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)為信道的幅頻特性相關(guān)帶寬設(shè)兩個(gè)信號(hào)的包絡(luò)為 和 ，頻率差為 ，則包絡(luò)相關(guān)系數(shù) 此處，相關(guān)函數(shù) 若信號(hào)衰落符合瑞利分布，則 式中， 為零階Bessel函數(shù)， 為最大多普勒頻移。不失一般性，可令 ，簡(jiǎn)化后通常，根據(jù)包絡(luò)的相關(guān)系數(shù) 來測(cè)度相關(guān)帶寬代入得 相關(guān)帶寬 () 衰落的分類及判定 判定 由信

17、道和信號(hào)兩方面決定分類 不同頻率分量的衰落 信號(hào)波形頻率選擇性衰落 不一致 失真非頻率選擇性衰落（平坦衰落） 相關(guān)的 一致的 不失真數(shù)字通信系統(tǒng)信號(hào)帶寬小于信道相關(guān)帶寬BsBc平坦衰落頻選衰落碼間干擾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(shí)間小尺度衰落二階統(tǒng)計(jì)特性電平通過率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)信號(hào)包絡(luò)以正斜率通過某一規(guī)定電平值R的平均次數(shù)平均衰落持續(xù)時(shí)間：信號(hào)包絡(luò)低于某個(gè)給定電平值的概率與該電平所對(duì)應(yīng)的電平通過率之比電平通過率與平均衰落持續(xù)時(shí)間電平通過率平均衰落持續(xù)時(shí)間平均衰落持續(xù)時(shí)間知道平均衰落持續(xù)時(shí)間可確定在一次衰落期間丟失的比特?cái)?shù)3.5 電波傳播損耗預(yù)測(cè)模型目的 掌握基站周圍所有地點(diǎn)

18、處接收信號(hào)的平均強(qiáng)度及變化特點(diǎn)，以便為網(wǎng)絡(luò)覆蓋的研究以及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)提供基礎(chǔ)。方法 根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)分析歸納出基于不同環(huán)境的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，在此基礎(chǔ)上對(duì)模型進(jìn)行校正，使其更加接近實(shí)際，更準(zhǔn)確確定傳播環(huán)境的主要因素自然地形（高山、丘陵、平原、水域等）人工建筑的數(shù)量、高度、分布和材料特性該地區(qū)的植被特征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(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)等因素本節(jié)內(nèi)容室外傳播模型傳播模型校正3.5 室外傳播模型常用的幾種室外電波傳播損耗預(yù)測(cè)模型Hata模型 廣泛使用的一種適用于宏蜂窩的中值路徑損耗預(yù)測(cè)的傳播模型。 根據(jù)應(yīng)用頻率的不同，又分為Okumura-Hata 模型COST 231 Hata模型，

19、CCIR模型LEE模型COST 231 Walfisch-Ikegami 模型 3.5.1 Okumura-Hata模型-1適用范圍：頻率范圍 f:150-1500MHz基站天線高度 Hb:30-200m移動(dòng)臺(tái)高度 Hm:1-10m距離 d:1-20km宏蜂窩模型基站天線高度高于周圍建筑物1km以內(nèi)預(yù)測(cè)不適用頻率超過1500MHz以上時(shí)不適用3.5.1 Okumura-Hata 模型路徑損耗計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)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(shí)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(dòng)臺(tái)天線有效高度（m），定義為移動(dòng)臺(tái)天線高出地表的高

20、度 d 基站天線和移動(dòng)臺(tái)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(duì)路徑損耗的影響 3.5.2 COST 231-Hata模型-1適用范圍：頻率范圍 f:1500-2000MHz基站天線高度 Hb:30-200m移動(dòng)臺(tái)高度 Hm:1-10m距離 d:1-20km宏蜂窩模型基站天線高度高于周圍建筑物1km以內(nèi)預(yù)測(cè)不適用頻率超過2000MHz或低于1500MHz時(shí)不適用3.5.2 COST-231 Hata模型路徑損耗計(jì)算的經(jīng)驗(yàn)公式 式中 大城市中心校正因子3.5.2兩種Hata模型的主要區(qū)別 COST-231Ha

21、ta模型適用于15002000MHz，在1km以內(nèi)預(yù)測(cè)不準(zhǔn)。 Okumura-Hata適用于1500MHz以下的大于1公里范圍的宏小區(qū)。頻率衰減系數(shù)不同 COST-231Hata模型頻率衰減因子為33.9 Okumura-Hata模型的頻率衰減因子為26.16COST-231Hata模型還增加了一個(gè)大城市中心衰減，大城市中心地區(qū)路徑損耗增加3dB。3.5.3 CCIR模型給出了反映自由空間路徑損耗和地形引入的路徑損耗聯(lián)合效果的經(jīng)驗(yàn)公式該公式是Okumura-Hata模型在城市傳播環(huán)境下的應(yīng)用，校正因子右圖給出了Hata和CCIR 路徑損耗公式的對(duì)比， 由圖可見，路徑損耗隨 建筑物密度而增大Ha

22、ta和CCIR路徑損耗公式的對(duì)比圖3.5.4 LEE模型優(yōu)點(diǎn)模型中的主要參數(shù)易于根據(jù)測(cè)量值調(diào)整，適合本地?zé)o線傳播環(huán)境，準(zhǔn)確性高路徑損耗預(yù)測(cè)算法簡(jiǎn)單，計(jì)算速度快應(yīng)用 無線通信系統(tǒng)分類LEE宏蜂窩模型 LEE微蜂窩模型 3.5.4 LEE宏蜂窩模型決定移動(dòng)臺(tái)接收信號(hào)大小的因素人為建筑物地形地貌基本思路 先把城市當(dāng)成平坦的，只考慮人為建筑物的影響，在此基礎(chǔ)上再把地形地貌的影響加進(jìn)來地形地貌影響的三種情況無阻擋有阻擋水面反射3.5.4 無阻擋的情況 式中3.5.4 有阻擋的情況 4 式中 由于山坡等地形阻擋物引起的衍射損耗計(jì)算單個(gè)刃形邊的衍射損耗如下 、 和 如圖所示，并定義一個(gè)無量綱的參數(shù) (a)考

23、慮兩種情況： a.電波被阻擋， 為正，為負(fù)，接收功率（w）衰減系數(shù)b. 為負(fù)， 為正，計(jì)算單個(gè)刃形邊的衍射損耗Lr (b)山坡等地形阻擋物引起的衍射損耗3.5.4 水面反射其中 由于移動(dòng)無線通信環(huán)境引起的衰減因子（ ）； 基站發(fā)射功率 、 分別為基站和移動(dòng)臺(tái)的天線增益 3.5.4 LEE微蜂窩模型 1小區(qū)路徑損耗預(yù)測(cè)公式為 是基站天線有效高度 ，距離基站 處的直射波路徑損耗，是一個(gè)雙斜率模型 的理論值為 其中 為菲涅爾區(qū)的距離 3.5.4 LEE微蜂窩模型 2 是由于建筑物引起的損耗。 其值可以這樣得到 首先按圖2-15所示計(jì)算從基站到A點(diǎn)的穿過街區(qū)的總的阻擋長(zhǎng)度Ba+b+c，再根據(jù)B查找曲線

24、圖2-16，可得值。(dA)A建筑物abc(dA)B = a+b+c圖2.15 計(jì)算街區(qū)建筑物引入的損耗 圖2.16 微小區(qū)參數(shù) 3.5.5 COST 231 Walfisch-Ikegami 模型適用范圍：頻率范圍 f:8002000MHz基站天線高度 Hbase:450m移動(dòng)臺(tái)高度 Hmobile:13m距離 d:0.025km建筑物高度 Hroof (m)路面寬度 w (m)建筑物間距 b (m)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3.5.5 COST 231 Walfisch-Ikegami 模型應(yīng)用用于建筑物高度近似一致的郊區(qū)和城區(qū)環(huán)境常用于移動(dòng)通信系統(tǒng)（GSM/PCS/DECT/DCS）設(shè)計(jì)可以計(jì)算基站發(fā)射天線高于、等于或低于周圍建筑物等不同情況的路徑損耗兩種情況視距傳播情況，路徑損耗非視距傳播情況，路徑損耗 式中 L0 由空間損耗 L1 由沿屋頂下沿最近的衍射引起的衰落損耗 L2 沿屋頂?shù)?/p>