無線移動(dòng)信道特性分析

　　（2）大城市、郊區(qū)或開闊地

　　當(dāng)fc≤300 MHz時(shí)：

　　當(dāng)fc>300 MHz時(shí)：

　　1.3 陰影衰落

　　信號在傳播過程中會遇到各種障礙物的阻擋，從而使接收功率發(fā)生隨機(jī)變化，因此需要建立一個(gè)模型來描述這種信號功率的隨機(jī)衰減。造成信號衰減的因素是未知的，所以只能用統(tǒng)計(jì)模型來表征這種隨機(jī)衰減，最常用的統(tǒng)計(jì)模型是對數(shù)正態(tài)陰影模型”它可以精確地描述室內(nèi)和室外無線傳播環(huán)境中的接收功率變化。

　　陰影效應(yīng)的建模是一個(gè)乘性的且通常是隨時(shí)間緩慢變化的隨機(jī)過程。即接收信號功率可表示為：

　　式中：Lp是平均路徑損耗;Pt(t)提發(fā)射功率；Pφ（t）是陰影效應(yīng)的隨機(jī)過程。

　　對數(shù)正態(tài)陰影模型把發(fā)射和接收功率的比值φ＝Pt/Pr，假設(shè)為一個(gè)對數(shù)正態(tài)分布的隨機(jī)變量，其概率密度函數(shù)為：

　　式中：是以dB為單位的的均值。實(shí)測時(shí)，等于平均路徑損耗；是的φ dB標(biāo)準(zhǔn)差，是以dB為單位的路徑損耗標(biāo)準(zhǔn)差。

　　對數(shù)正態(tài)陰影衰落的參數(shù)一般采用對數(shù)均值，單位是dB，對于典型的蜂窩和微波環(huán)境，的變化范圍是5～12 dB。經(jīng)變量代換，服從均值為、標(biāo)準(zhǔn)差為的正態(tài)分布，即：

　　2 小尺度衰落

　　小尺度衰落是由于發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間空間位置的微小變化引起的，描述小范圍內(nèi)接收信號場強(qiáng)中瞬時(shí)值的快速變化特性，是由多徑傳播和多普勒頻移兩者共同作用的結(jié)果，包括由多徑效應(yīng)引起的衰落和信道時(shí)變性引起的衰落，具有信號的多徑時(shí)延擴(kuò)展特性和信道的時(shí)變特性。

　　根據(jù)信號帶寬和多徑信道的相干帶寬關(guān)系，將由多徑效應(yīng)引起的衰落分為平坦衰落和頻率選擇性衰落。

　　2．1 平坦衰落

　　若信號的帶寬小于多徑信道的相干帶寬，此時(shí)的信道衰落稱之為平坦衰落。研究表明，平坦衰落的幅度符合瑞利分布或萊斯分布。

　　若某一路徑信號在傳播過程中，存在視距路徑傳播時(shí)，衰落信號幅度符合萊斯分布。第i個(gè)時(shí)隙的衰落信號的幅度ri可表示為：

　　式中：。xi和yi是均值為0，方差為σ²的高斯隨機(jī)變量；β為視距路徑的幅度分量。

　　萊斯信道的衰落幅度概率密度函數(shù)為：

　　式中：I0[·]是修正過的零階貝塞爾函數(shù)。把Κ＝定義為萊斯因子，表示視距路徑下幅度分量與其他非視距路徑下幅度分量的總和比。

　　當(dāng)反射路徑的數(shù)量很多，并且沒有主要的視距傳播路徑時(shí)，衰落信號的幅度服從瑞利分布。

　　瑞利信道的衰落幅度概率密度函數(shù)為：

　　由式（14），式（16）可以得出，瑞利衰落信道可以看成是Κ＝0時(shí)的萊斯信道。衰落參數(shù)Κ反映了信道衰落的嚴(yán)重性，Κ越小，表示衰落越嚴(yán)重；Κ越大，表示衰落越輕，當(dāng)Κ＝∞時(shí)，表示信道沒有多徑成分，只有視距傳播路徑，此時(shí)的信道即為高斯白噪聲信道。