电波传播第十七讲室内多径传播统计模型PPT资料.ppt

1、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（

2、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。

3、,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（a b c d e f g）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）,a b c 图1.3,室内多径传播统计模型（续）,d e 图1.3,室内多径传播统计模型（续）,f g 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

4、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d e f g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（a b c d）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）,a b 图1.4,室内多径传播统计模型（续）,c d 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.

5、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：1.14 1.15方差为：1.16 1.17,室内多径传播统计模型（续）,则 1.18 1.19 1.20,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

6、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

7、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）,a b 图1.8,室内多径传播统计模型（续）,c d 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 1.31 1.32 由公式1.8估计得出。离散模型与连续模型的比较,