移动通信原理学习笔记之一

移动通信原理学习笔记之一 第2章 移动通信电波传播预测模型2.1 概述、自由空间模型、对数路径损耗以及阴影衰落 概述信道分类根据不同距离内信号强度变化的快慢分为：大尺度衰落、小尺度衰落 根据信号与信道变化快慢程度的比较分为：长期慢衰落、短期快衰落大尺度衰落与小尺度衰落比较衰落特性的算式描述：电波传播机制视距传播反射：阻挡体比传输波长大的多的物体；产生多径衰落的主要因素绕射：阻挡体为尖利边缘散射：产生于粗糙表面、小物体或其它不规则自由空间模型自由空间中距发射机d处天线的接收功率: （自由空间模型仅当d处于发射天线远场区域时适用）远场距离：（df>>D和df>>λ ）（D为天线的最大尺寸）当d>d0时,接收功率Pr与d0的Pr(d0)相关：参考距离d0在室内环境的典型值取为1m，室外环境取为100m或者1000m 路径损耗路径损耗(Path Loss)路径损耗对数表示：对数距离路径损耗模型     d0是一个参考距离。在参考距离或接近参考距离的位置，路径损耗具有自由空间损耗的特点；   是发射天线到接收天线间的距离;d是路径损耗指数主要取决于传播环境，其变化范围为2~6阴影衰落（慢衰落）形成：地形起伏、建筑物及其它障碍物对电波传播路径的阻挡而形成特点：与传播地形和地物分布、高度有关表达式：2.2 多径衰落的特征、多普勒频移，多径信道模型、时间色散的参数 多径衰落的特征幅度衰落幅度随移动台移动距离的变动而衰落原因：信号的幅度随着时间衰减不一样v时延扩展脉冲宽度扩展原因：信号传播路径不同，到达接收端的时间也就不同，导致接收信号包含发送脉冲及其各个延时信号多普勒频移原因：移动时会引起多普勒（Doppler）频率漂移 表达式：最大多普勒(Doppler)频移：说明：多普勒频移与移动台运动的方向、速度以及无线电波入射方向之间的夹角有关：若移动台朝向入射波方向运动，则多普勒频移为正  （接收信号频率上升）；若移动台背向入射波方向运动，则多普勒频移为负（接收信号频率下降）§信号经过不同方向传播，其多径分量造成接收机信号的多普勒扩散，因而增加了信号带宽。多径信道模型原理多径信道对无线信号的影响表现为多径衰落特性将信道看成作用于信号上的一个滤波器，可通过分析滤波器的冲击响应和传递函数得到多径信道的特性v推导冲击响应只考虑多径效应再考虑多普勒效应多径和多普勒效应对传输信号的影响多径信道的冲击响应描述多径信道的主要参数功率延迟分布PDP：时间色散平均附加时延rms时延扩展最大附加延时扩展XdB相干带宽Bc衰落的分类及判定多普勒功率谱密度DPSD：频率色散时变特性原因：移动台运动或信道路径中的物体运动多普勒扩展 （功率谱）典型的多普勒功率谱 平坦的多普勒功率谱相关时间 信道冲激响应应维持不变的时间间隔的统计平均值表征了时变信道对信号的衰落节拍推导相关时间从多普勒扩展角度从包络相关性角度时间选择性衰落角度谱PAP：角度色散2.3 多径信道分类、衰落的特征量多径信道的统计分析瑞利分布环境条件通常在离基站较远、反射物较多的地区符合 发射机和接收机之间没有直射波路径存在大量反射波，到达接收天线的方向角随机且0~2π均匀分布各反射波的幅度和相位都统计独立场强� ��量TcTs接收信号的幅度相位分布莱斯分布环境条件直射系统中，接收信号中有视距信号成为主导分量，同时还有不同角度随机到达的多径分量迭加于其上非直射系统中，源自某一个散射体路径的信号功率特别强概率密度函数莱斯因子K主信号的功率与多径分量方差之比      分贝式意义完全决定了莱斯分布Nakagami-m分布概率密度函数形状因子 多径衰落的分类分类表格平坦衰落和频率选择性衰落快衰信道和慢衰信道衰落特性的特征量衰落深度：信号有效值与该次衰落的信号最小值的差值衰落速率电平通过率衰落持续时间2.4 电波传播损耗预测模型 确定传播环境的主要因素 地形天气状况自然和人为的电磁噪声状况系统的工作频率和移动台运动等因素室外传播模型Okumura-Hata模型12CCIR模型1LEE模型LEE宏蜂窝模型1LEE微蜂窝模型12COST 231 Walfisch-Ikegami 模型应用用于建筑物高度近似一致的郊区和城区环境常用于移动通信系统（GSM/PCS/DECT/DCS）设计可以计算基站发射天线高于、等于或低于周围建筑物等不同情况的路径损耗两种情况视距传播路径损耗非视距传播路径损耗COST 231 Walfisch-Ikegami模型各参数意义12室外传播模型使用传播模型的适用范围传播模型的应用方法传播模型的使用及评价室内传播模型显著特点：室内覆盖面积小得多，收发机间的传播环境变化更大影响因素建筑物的布局建筑材料建筑类型常用的几种室内传播模型对数距离路径损耗模型Ericsson多重断点模型衰减因子模型传播模型校正概念定义模型校正的流程 流程数据准备。设计测试方案，进行车载路测，并收集记录本地测试信号的场强数据。路测数据处理。对车载测试数据进行后处理，得到可用于传播模型校正的本地路径损耗数据。模型校正。根据后处理得到的路径损耗数据，校正原有传播模型中各个函数和系数，使得模型的预测值和实测值的误差最小。

作者：_瑞瑞

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