室内传播模型

室内覆盖无线传播模型

L= 32.45 + 20lgd（Km）+ 20lgf（MHz）+d + S + FAF （dB）

= Ld +d + S + FAF （dB）

式中，Ld=32.45 + 20lgd（Km）+ 20lgf（MHz）：自由空间损耗，单位dB；

L：考虑空中衰减和阻挡后的损耗，单位dB；

f：频率，单位MHz；

：空中衰减因子，单位dB/m，一般取=0.2dB/m；

d：收、发天线间距离，单位Km；

S：正态衰落储备

FAF:穿透损耗，单位dB；

玻璃：FAF=6dB；

木版/塑料板：FAF=6dB；

砖墙：FAF=10dB；

抗紫外线玻璃：FAF=20dB；

金属：FAF=25dB

水泥墙：FAF=15～30dB；

本方案中取FAF=15dB，f=875MHz，=0.2dB/m，输入天线功率Pt=6dBm，天线增益Gt为3dBi，在考虑8dB的正态衰落储备，则离天线d米时的传播损耗L、手机接收功率Pr如下表：

从上表可以看出，只要天线间的距离不超过40米，天线的功率设计不小于6dBm，就能保证手机的接收功率不小于-75 dBm。

超宽带室内传播　

信道模型研究　

。揭冬俊－仇洪冰　

摘要：超宽带（Ｉ　）信道模型是系统设计和性能分析　

的前提。目前，许多研究机构在不同场景和频带下进行信道探　

测并分别提出了几种不同的超宽带室内信道模型，然而由于探　

测环境的局限性，目前还没有一个被广泛接受的模型。本文介　

绍修正ｓ—ｖ信道模型，并进行仿真，然后将仿真结果比较与　

分析。指出了它们的局限性。　

关键词：超宽带；信道模型ｓ—ｖ模型　

超宽带（ＵｔｒａｌＷｉｄｅ　Ｂａｎｄ，ＵＷＢ）技术是一种新型的无线　

通信技术。是目前无线通信领域的研究热点之一。超宽带定义　

为相对带宽大于２０％。或绝对带宽大于５００ＭＨｚ。由于信号带　

宽极宽，在较低的信噪比条件下。ＵＷＢ系统理论上能实现高达　

１Ｇｂｉｔ／ｓ的传输速率。　ＦＣＣ规定超宽带等效各向同性辐射功（ＥＩＲＰ）不超过　

一４１．３ｄＢｍ／ＭＨｚ，因此目前高速ＵＷＢ通信的距离一般在１Ｏｍ　

之内。主要适用于室内高速无线通信。超宽带与传统窄带无线　

通信有很大的不同，不能完全使用原有的窄带无线信道模型。　

必须建立自己的模型。许多研究机构对ＵＷＢ信号在室内传播　

进行了测试，并在此基础上提出了多种信道模型。　

１．ＩＥＥＥ　８０２．１５．３ａ标准模型　

２００３年．ＩＥＥＥ　８０２．１５．３ａ工作组提交了一份超宽带室内　

信道建模的最终模型．该模型由Ｉｎｔｅｌ提出，称之为修正Ｓ—Ｖ　

多径信道模型。该模型继承了Ｓ—Ｖ模型的特征，采用双泊淞　过程描述簇到达率和簇内径到达率，采用双指数衰减分别描述　

簇和簇内径的平均信号电平变化，与传统Ｓ—Ｖ模型不同之处　

在于路径强度不再符合瑞利分布，而根据实测结果符合对数正　

态分布。　（ｆ）＝　∑∑　：，８（ｔ一　一　，，）　（１】　

其中　：，是多径增益系数。　是第１簇的延时时间。　，，是　

相对于第１簇中第ｋ径相对第１径到达时间，　是对数正态衰　

Ｔ／Ｉ）＝

）Ａ

：ｅｘｐ［－　Ａ（Ｔ　￣－Ｔ／

一Ｉ）］

Ｉ　ｌ＇Ｊｒ＿ｌｊ　２ｅｘｐ　ｌ＇Ｊｒ＿ｌｊ’　ｋ。ｐ（ｒ｝，』　＝　Ｉ一　（ｒ｝』一　）］，　＞０　

室内传播和路径损耗计算及实例

室内传播和路径损耗是无线通信领域中的重要概念。在无线通信中，射频信号在室内环境中传播时会受到路径损耗的影响，路径损耗会导致信号强度的减弱。为了能够准确地计算室内传播和路径损耗，下面将介绍相关的理论以及实例。

室内传播主要包括直射传播、反射传播和绕射传播三种方式。

直射传播是指信号直接从发射器发出并且到达接收器，它在室内环境中几乎不受任何干扰。

反射传播是指信号在室内环境中反射多次后到达接收器，反射传播会导致信号的干扰和多径效应。

绕射传播是指信号在穿过障碍物时发生弯曲，绕射传播一般会导致信号的衰减。

路径损耗是指信号在传播过程中由于空间距离的增加而导致的信号强度减弱。路径损耗和传播路径的距离、频率和环境有关。

路径损耗的计算可以通过多种模型和公式来实现，最常用的是费利模型和弗利斯模型。

费利模型是基于“自由空间路径损耗公式”进行改进的，费利模型考虑了路径损耗和环境因素对信号强度的影响。

弗利斯模型则是一种经验模型，其中的路径损耗公式与距离的平方成反比。

下面我们以一个实例来说明室内传播和路径损耗的计算： 假设一个室内房间的尺寸为10米×10米×3米，发射器和接收器的距离为5米，工作频率为2.4GHz，发射端功率为20dBm，系统增益为10dB，接收灵敏度为-80dBm。

首先，我们可以使用费利模型来计算路径损耗。

根据费利模型的公式：

路径损耗（dB） = 20 * log10(频率) + 20 * log10(距离) + 环境损耗因子

根据给定的参数：

频率=2.4GHz=2.4*10^9Hz

距离=5米

环境损耗因子需要根据具体情况进行选择，假设我们选择的环境损耗因子为2

代入公式

路径损耗 = 20 * log10(2.4 * 10^9) + 20 * log10(5) + 2 =

74.74 dB

接下来，我们可以计算接收到的信号强度。

信号强度（dBm）=发射端功率+系统增益-路径损耗=20dBm+10dB-74.74dB=-44.74dBm

第四章 室外传播模型

4.1 室外无线传播概述

在无线通信系统中，电波通常在非规则非单一的环境中传播。在估计信道损耗时，需要考虑传播路径上的地形地貌，也要考虑到建筑物、树木、电线杆等阻挡物[1]。不同的室外传播环境模型适用于不同的环境，图4-1-1显示了在不同的环境下接收信号强度的不同。

图4-1-1 不同环境下接收信号的变化

从图4-1-1中可以看出，随着距离的增大，接收信号强度逐渐减小，然而衰减的速率是不同的：空间自由传播的情况下衰减速率最小，其次是开阔地和郊区，城区的衰减速率最大。

一般来说，接收功率rP与距离d的指数nd成正比，在空间自由传播环境中2n，在其他情况下有43n。图4-1-1只是给出了接收信号强度随距离变化的趋势，然而在实际无线传播中它们并不是线性关系（如图4-1-2所示）：

图4-1-2 接收信号强度与距离的非线形关系

图4-1-2（采用的是对数坐标）中当发射机和接收机间的距离较小时为视距传输即2n，此时包络服从莱斯分布，以小尺度衰落为主；当距离增大时有43n，此时以大尺度衰落为主，包络服从瑞利衰落。当然，由于地形不同，转折点的位置也是不同的[25]，如图4-1-3所示：

(a)

(b)

图4-1-3 (a)城区 (b)郊区的接收信号与距离的非线性关系

图4-1-3给出了在城区和郊区分别对频率f1937MHz，发送天线高度为8.7m，接收天线高度为1.6m的情况进行实测，得到的接收信号和距离的关系。在城区图中，转折点在d=1000m附近，而在郊区图中，转折点在d=100m附近。

在实际的传播环境中，从覆盖区域来分，室外传播环境可以分为两类：宏蜂窝模型和微蜂窝模型。宏蜂窝传播模型假设传输功率可达到几十瓦特；蜂窝半径为几十公里。相比之下，微蜂窝传播模型的覆盖范围则小一些（200m~1000m），在微蜂窝传播传播模型中假定基站不高（3m~10m），发射功率有限(10mW~1W)，所预测的区域也只在基站附近。