第7章--移动通信传输信道的特性.pptVIP

7.4 移动信道的传播模型 在移动通信系统的无线网络工程设计中，采用移动信道的传播模型即电波传输损耗预测模型来计算无线路径的传播损耗，确定无线蜂窝小区的服务覆盖区。 工程设计中常用的电波传播损耗预测模型有：Okumura模型，Hata模型（包括COST231-Hata模型和Okumura-Hata模型）等，它们的实用频段在1500～2000MHz，适用天线高度：基站为30～200m、移动台为1～10m。 * 7.4.1 室外传播模型 Okumura（奥村）模型是预测城区信号时使用最广泛的模型，应用频率在150～1920 MHz（可扩展到3000MHz），距离为1～100 km，基站天线高度在30～1000m之间。 在城区中，收、发天线间的传播损耗[LT]取决于传播距离d、工作频率f、基站天线高度hb、移动台天线高度hm，以及街道的走向和带宽等。模型中等起伏地市区收、发天线间的路径传播损耗中值[LT]为 * 中等起伏地市区接收信号功率中值PRP为 式中，GT为基站天线增益；GR移动台天线；PT为发射机致天线的发射功率；天线有增益的自由空间损耗 ；Am（f,d）是中等起伏地市区的基本损耗中值，条件是假定自由空间阻挡物引起的损耗为0 dB（余隙hc=h0=0.577F1），基站天线高度为200 m，移动台天线高度为3m的情况下得到的损耗中值，它可由图7-16求出。 * 7.4.1 室外传播模型 Hb(hb，d)是基站天线高度增益因子，它是以基站天线高度200m为基准得到的相对增益，其值可由图7-17(a)求出。 Hm(hm，f)是移动台天线高度增益因子，它是以移动台天线高度3m为基准得到的相对增益，可由图7-17(b)求得。 * 7.4.1 室外传播模型 图7-16 中等起伏地市区的基本损耗中值 图7-16给出了典型中等起伏地市区的基本损耗中值Am(f, d)与频率、距离的关系曲线，它是在大量实验、统计分析的基础上，得出的传播损耗基本中值的预测曲线。 如果基站天线的高度不是200m，则损耗中值的差异用基站天线高度增益因子Hb(hb,d)表示。图7-17（a）给出了不同通信距离d时，Hb(hb,d)与hb的关系。显然，当hb200 m时，Hb(hb,d)0 dB；反之，当hb200m时，Hb(hb,d)0 dB。 同理，当移动台天线高度不是3m时，需用移动台天线高度增益因子Hm(hm,f)加以修正，参见图7-17(b)。当hm3 m时，Hm(hm, f)0 dB；反之，当hm 3 m时，Hm(hm, f)0 dB。 * 7.4.1 室外传播模型 * 7.4.1 室外传播模型 图7-17 天线高度增益因子 例7-5 某一移动信道，工作频段为450 MHz，基站天线高度为50 m，天线增益为6 dB，移动台天线高度为3m，天线增益为0 dB；在市区工作，传播路径为中等起伏地，通信距离为10km。试求： ① 传播路径损耗中值； ② 若基站发射机送至天线的信号功率为10 W，求移动台天线得到的信号功率中值。 解：根据已知条件，首先计算相关参数如下： * 7.4.1 室外传播模型 由图7-16查得市区的基本损耗中值：Am(f, d) =19dB 由图7-17（a）可得基站天线高度增益因子：Hb(hb,d)=-12dB 由图7-17（b）可得移动台天线高度增益因子：Hm(hm,f)=0dB 把上述各项代人式（7.21），可得传播路径损耗中值为 移动台天线得到的信号功率中值[PRP]为 * 7.4.1 室外传播模型 7.4.2 室内传播模型 室内无线信道有两个方面不同于传统的移动无线信道：覆盖距离更小，环境的变动更大。 室内无线传播与室外具有同样的机理：反射、绕射和散射。 室内（办公室）测试环境路径损耗模型 室内（办公室）测试环境路径损耗的基础是COST-231模型，定义如下： 式中，[Lfs]为收、发信机之间的实际自由空间损耗，[Lc]为固定损耗，kwi为被穿透的i类墙的数量，n为被穿透楼层数量，[Lwi]为i类墙的损耗，[Lf]为相邻层之间的损耗，b为经验参数。[Lc]一般设为37dB，对室内（办公室）环境n=4或n=3。 * Ericsson多重断点模型 Ericsson多重断点模型有四个断点并考虑了路径损耗的上、下边界。模型假定d0=1m处衰减为30dB，这对于频率为f=900MHz的单位增益天线是准确的。没有假定对数正态阴影成分。 * 7.4.2 室内传播模型 距离/m 路径损耗下限/dB 路径损耗上限/dB 1＜r＜10 30+20lg