电波传播第十七讲室内多径传播统计模型.ppt

电波传播第十七讲室内多径传播统计模型.ppt

《电波传播第十七讲室内多径传播统计模型.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电波传播第十七讲室内多径传播统计模型.ppt（34页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电波传播,第十七讲室内多径传播统计模型,室内多径传播统计模型,内容提要与要求：

此信道模型由Saleh和Valenzuela在1987年提出。

该模型信道模型假设多径信号成簇达到，而每一簇的内部又有不同的径，簇和各簇内多径的到达时间分别是不同到达速率的泊松到达过程，幅度服从瑞利分布。

本次课程要求能够对此信道模型进行了理论推导，并给出仿真结果。

室内多径传播统计模型（续）,模型测量过程的建立如图1.1所示，发射机固定在靠近到楼一层中心的走廊内，天线高度两米；接收机天线高度也是两米，在同一层的走廊与各房间内移动，获取测量值。

共八个房间，在不同位置进行二十五个脉冲响应的测量。

脉冲响应的获取过程中，接收机与发射机保持静止。

采用示波器对接收到的频率扫描脉冲响应进行平均，并将结果传与计算机存储。

并且假定收发天线，走廊周围的人，或其他活动物体在该过程中保持静止。

而其他位置的人的活动带来的影响是可以忽略的。

测量示意图如1.2所示。

室内多径传播统计模型（续）,图1.1,室内多径传播统计模型（续）,图1.2,室内多径传播统计模型（续）,理论推导假设发射机的发射信号可表示为：

1.1其中为基带波形，为射频角频率，为任意相位。

令信道冲激响应为：

1.2其中为多径增益，为传输时延，为相位,室内多径传播统计模型（续）,偏移，为径角标（理论上可取0到无穷）。

由于模型中的人是活动的，所以，和都是时变的，但由于人行动的变化比信号变化的速率小得多，所以我们可以把它们近似的当做时不变的随机变量对待。

因此，我们可以由（1.1）（1.2）两式推出发送信号通过信道后得到的接收信号：

1.3,室内多径传播统计模型（续）,由此信号经过包络检测器后在示波器上显示的为功率波形，它的表示式为：

1.4当脉冲之间不发生重叠时，例如上式改写为：

1.5,室内多径传播统计模型（续）,由假设在上服从独立均匀分布，可以在有重叠的条件下得到与式（1.5）等价的表达：

1.6此时示波器上波形可表示为：

1.7由此需要根据与，在一定的最小误差准则下找到数对。

室内多径传播统计模型（续）,测量结果分析：

室内测量获得的脉冲响应序列如图1.3（abcdefg）所示，其中dB表示发射机衰减因子。

事实上，该响应反映了平均频率功率分布：

正如公式1.3.。

室内多径传播统计模型（续）,abc图1.3,室内多径传播统计模型（续）,de图1.3,室内多径传播统计模型（续）,fg图1.3.,室内多径传播统计模型（续）,图a表示发射与接收机用同轴电缆连接时传输脉冲的平方包络波形；b是在走廊上二者相差一米的包络波形。

可以看到b中某些脉冲被拓宽，峰值衰减大约34dB。

这仅比理论自由空间功率传输比大2dB。

传输比可由下式计算：

1.8其中与表示发射与接收天线增益，表示射频波长，表示天线间距。

图c是在走廊60米范围内移动接收机获得波形。

由,室内多径传播统计模型（续）,于图1.1中金属门产生的反射波而导致60ns的回声。

图defg的情况，接收回声扩展到100ns，峰值相对于走廊上衰减了25dB。

图1.4（abcd）反映了大楼内其他不同位置测量到的脉冲响应。

室内多径传播统计模型（续）,ab图1.4,室内多径传播统计模型（续）,cd图1.4,室内多径传播统计模型（续）,多径功率增益与均方根（RMS）时延扩展：

定义在公式1.2中有两个简单而重要的参数，反映了整个信道的特征：

总多径功率增益：

1.9均方根时延扩展：

1.10,室内多径传播统计模型（续）,其中1.11以上参数可以根据公式1.7直接获得，而不必知道各个和。

接收功率分布的矩函数定义为：

1.12发射脉冲的矩函数为：

1.13,室内多径传播统计模型（续）,相应的均值为：

1.141.15方差为：

1.161.17,室内多径传播统计模型（续）,则1.181.191.20,室内多径传播统计模型（续）,距离功率准则：

在临近发射机r处的一点的多径功率增益的空间均值/G随着距离的增大而衰减可表示为：

1.21自由空间中，功率增益服从公式1.8定义的法则。

衰减的对数表达为：

1.22,室内多径传播统计模型（续）,可以通过公式1.8精确计算出。

图1.5反映了不同功率准则下信号衰减相对于r为1m的情况。

其中虚线表示不同的功率准则。

室内多径传播统计模型（续）,图1.5,室内多径传播统计模型（续）,均方根时延扩展的统计特性图1.6,室内多径传播统计模型（续）,模型提出基本假设簇模型概述1.来自同一个脉冲的多径分量以簇的形式到达接收机，且簇到达时间模拟为一个速率为泊松过程：

1.23其中分别为第簇和第簇的到达时间，第一簇到达时间为0（=0）2.每一簇内，相继多径分量的到达时间也服从速率为,室内多径传播统计模型（续）,的泊松过程：

1.24此时公式1.2可以表达为：

1.25是统计独立的，且在服从均匀分布。

是与的单调递减函数。

可表示为：

1.26,室内多径传播统计模型（续）,其中为第一簇的第一径的平均功率增益，和分别为簇和簇内多径的功率延时常量。

图1.7为该模型的示意图。

a为径和簇功率的指数衰减，b为脉冲响应。

图1.7（a）,室内多径传播统计模型（续）,图1.7（b）,室内多径传播统计模型（续）,模型参数及解释簇到达速率径到达速率簇与径的功率衰减时间常数，和对于第一簇的第一径：

1.27是一个阶跃函数。

图1.8反映了不同情况下的平均功率分布。

室内多径传播统计模型（续）,ab图1.8,室内多径传播统计模型（续）,cd图1.8,室内多径传播统计模型（续）,径增益的概率分布图1.9中实线为的累积分布虚线为联合平均指数累计分布，。

指数概率分布密度为:

1.29等效瑞利分布概率密度函数为：

1.30,室内多径传播统计模型（续）,仿真过程1.311.32由公式1.8估计得出。

离散模型与连续模型的比较,