无线通信基础---第2章--大尺度路径损耗
1 功率
2 无线电波传播特性
(1)自由空间传播
1、视距传播(LOS)可近似为自由空间传播。
2、反射与透射(介电常数不同)【反射系数、透射系数、透射损耗、半波损失】
3、散射(遇到粗糙表面)【表面粗糙程度、散射接收功率】
4、绕射(波长越长,越容易绕射)【菲涅尔区】
5、多普勒频移
3 大尺度路径损耗模型
我在这里说明大尺度衰落的一个易被忽略的概念:大尺度衰落表示在远大于信号波长量级的尺度上表现出的损耗(表现在图上就是横坐标为m甚至km为单位的尺度)。在这个尺度上,我们无需关注相位、频率的快速变化,只需考虑由于距离或阻挡造成的信号幅度变化。
(1)对数路径损耗模型 [Path loss]
路径损耗含义:在大尺度下。发射机通常被看作是一个点源,其能量均匀向以其为球心的球面范围发射,因此随着距离的增加,球面越大,球面上一点的能量将越来越少,这就是路径损耗。路径损耗和距离成正比,其比例与介质相关。
在准确性要求不高的场合中应用广泛,适合做性能估算。
平均路径损耗:
n: 路径损耗系数(取决于不同环境,自由空间中n=2)
: 参考距离
: 给定d值所有可能路径损耗的平均
(2)阴影衰落 [shadowing]
含义: 由障碍物遮挡造成,影响大小取决于障碍厚度、障碍物介质、信号频率。可以想象成发射机作为光源,接收机位于障碍物的阴影区域。并且由于衍射,阴影区域的衰落大小是连续变化和不均匀的,可以很直观的根据阴影区域的阴暗程度做定性比较。
目的:测试特定环境下特定距离的经验路径损耗,对测量结果的大量平均。
特定位置的路径损耗是一个随机变量,与平均路径损耗共同构建对数正态阴影模型,表示为:
注意:等式左边为特定环境下的随机路径损耗,区别于前式的平均损耗。
随机变量:单位:dB 均值:0dB 标准差:
正态分布
(3)影响
实际通信系统中,通常都需要根据大尺度损耗特性提前预算发射功率。
中断概率:距离d处接收功率小于门限功率 的概率。
小区覆盖率:给定门限功率,计算小区边界处的中断概率,进而求得覆盖率
4 室外和室内路径损耗模型
本节为更加精确的模型,在此只做罗列。
室外
1、奥村模型
2、哈塔模型(Hata model)
3、COST231(哈塔模型扩展)
4、COST231-Walfish-Ikegami模型
室内
1、基础模型 单斜率模型、多斜率模型、线性距离模型
2、衰减因子模型
3、ITU-R室内信道模型
4、IEEE 802.11n
5、WINNER II 模型
6、COST 231 Hata
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