无线信道建模与仿真(7)

表2-4 乡村地区(RA)模型(6支路) 多径支路好 1 2 3 4 5 6 多径支路号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 多径支路号 1 2 3 4 5 6 相对时间/us （1） 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 （2） 0.0 0.2 0.4 0.6 — — 平均相对功率/dB （1） 0.0 —4.0 —8.0 —12.0 —16.0 —20.0 （2） 0.0 —2.0 —10.0 —20.0 — — 多普勒频谱类型 莱斯 典型 典型 典型 典型 典型 多普勒频谱类型 典型 典型 典型 典型 典型 典型 典型 典型 典型 典型 典型 典型 多普勒频谱类型 典型 典型 典型 典型 典型 典型 表2-5 典型市区(TU)模型(12支路) 相对时间/us （1） 0.0 0.1 0.3 0.5 0.8 1.1 1.3 1.7 2.3 3.1 3.2 5.0 （2） 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.2 1.4 1.8 2.4 3.0 3.2 5.0 平均相对功率/dB （1） —4.0 —3.0 0.0 —2.6 —3.0 —5.0 —7.0 —5.0 —6.5 —8.6 —11.0 —10.0 （2） —4.0 —3.0 0.0 —2.0 —3.0 —5.0 —7.0 —5.0 —6.0 —9.0 —11.0 —10.0 表2-6 简化的典型市区(TU)模型(6支路) 相对时间/us (1) 0.0 0.2 0.5 1.6 2.3 5.0 (2) 0.0 0.2 0.6 1.6 2.4 5.0 平均相对功率/dB (1) —3.0 0.0 —2.0 —6.0 —8.0 (2) —3.0 0.0 —2.0 —6.0 —8.0 —10.0 —10.0 3). COST-207多径信道模型

描述多径信号的功率分布另一个方法就是采用功率时延谱(PDP)，它表述了不同多径时延下，多径功率的取值。COST-207模型中给出了四种典型环境下的PDP或抽头权重和多普勒频谱。 它给出的PDP已被在法国、 英国、 荷兰、 瑞典和瑞士进行的大量实验测量所评估。 这四种典型环境是(如图3-36所示)：

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乡村地区(RA)：

典型市区(TU)：

恶劣城市地区(BU)

山区地形(HT)

图2-22 COST-207功率延迟谱 (a)RA; (b)TU; (c)BU; (d)HT

?P(?)???exp(?9.2??s)0???0.7?s??0 ?P(?)???exp(???s)0???0.7?s??0 ??exp(??)??sP??????0.5exp(5??)??s??0? ??exp(?3.5?)??sP(?)???0.1exp(15????s)??0?

27

2-70）2-71）2-72）2-73） （

（

（

（

表2-7 乡村地区(没有山坡)(RA)的参数 抽头号 1 2 3 4 抽头号 1 2 3 4 5 6 抽头号 1 2 3 4 5 6 延迟/us 0 0.2 0.4 0.6 延迟/us 0 0.2 0.6 1.6 2.4 5.0 延迟/us 0 0.2 0.4 15 17.2 功率/dB 0 —2 —10 —20 功率/dB —3 0 —2 —6 —8 —10 功率/dB 0 —2 —4 —7 —6 —12 多普勒频谱类型 典型 典型 典型 典型 多普勒频谱类型 典型 典型 GAUS1 GASUS1 GASUS2 GASUS2 多普勒频谱类型 典型 典型 典型 典型 GASUS2 GASUS2 表2-8 典型市区(没有山坡)(TU)的参数 表2-9 山区地形(HT)的参数

4).IMT-2000多径信道模型

IMT-2000（针对2000MHZ）中给出了三种信道冲激响应模型，其对应的时延扩展和所占的百分比如表2-10所示。 其不同环境下多普勒谱的形式如表2-11到2-13所示。

表2-10 IMT-2000多径信道模型的时延扩展和所占的百分比

环境 室内（办公室） 室外到室内及步行 车载高天线 信道A 多径时延扩展?/ns 35 100 400 出现的比例/% 50 40 40 信道B 多径时延扩展?/ns 100 750 4000

出现的比例/% 45 55 55 信道C 多径时延扩展?/ns 460 800 12000 出现的比例/% 5 5 5 28

表2-11 室内(办公室)测试环境的抽头延迟线参数 抽头延迟线 1 2 3 4 5 6 抽头延迟线 1 2 3 4 5 6 抽头延迟线 1 2 3 4 5 6 信道A 相对时延/ns 0 50 110 170 290 310 信道A 相对时延/ns 0 110 190 410 — — 信道A 相对时延/ns 0 310 710 1090 1730 2510 平均功率/dB 0 —1.0 —9.0 —10.0 —15.0 —20.0 0 300 8900 12900 17100 20000 平均功率/dB 0 —9.7 —19.2 —22.8 — — 0 200 800 1200 2300 3700 信道B 相对时延/ns 平均功率/dB —2.5 0 —12.8 —10.0 —25.2 —16.0 平均功率/dB 0 —3.0 —10.0 —18.0 —26.0 —32.0 0 100 200 300 500 700 信道B 相对时延/ns 平均功率/dB 0 —0.9 —74.9 —8 —7.8 —23.9 信道B 相对时延/ns 平均功率/dB 0 —3.6 —7.2 —10.8 —18.0 —25.2 多普勒频谱 平坦 平坦 平坦 平坦 平坦 平坦 表2-12 室外到室内和步行测试环境的抽头延迟线参数 多普勒频谱 典型 典型 典型 典型 典型 典型 表2-13 车辆测试环境、 高天线的抽头延迟线参数 多普勒频谱 典型 典型 典型 典型 典型 典型

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第三章 无线信道建模仿真及结果分析

无线信道是移动通信的传输媒体，所有的信息都在这个信道中传输。信道性能的好坏直接决定着人们通信的质量，因此要想在有限的频谱资源上尽可能地高质量、大容量传输有用的信息就要求我们必须十分清楚地了解信道的特性。然后根据信道地特性采取一系列的抗干扰和抗衰落措施，来保证传输质量和传输容量方面的要求。

电磁波在空间传播时，信号的强度会受到各种因素的影响而产生衰减，通常用路径损耗的概念来衡量衰减的大小，这也是研究无线信道建模最主要的特性。路径损耗是移动通信系统规划设计的一个重要依据，特别是对覆盖、干扰、切换等性能影响很大。本章主要研究了几种常用的无线信道传播模型，对自由空间模型、经验模型Okumura-Hata模型、COST-231 Hata模型以及COST231-WI模型进行了具体地分析和说明，并将其进行Matlab仿真和仿真结果的分析。

3.1 Matlab软件介绍

MATLAB是一种科学计算机软件，主要使用于矩阵运算及控制和信息处理领域的分析设计，它使用方便，输入简洁，运算高效，内容丰富，并且很容易用户自行扩展。MATLAB是“矩阵实验室”（MATrix LABoratoy）的缩写，它是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言,专门针对科学，工程计算及绘图的需求。与其他计算机语言相比，其特点是简洁和智能化。适应科技专业人员的思维方式和书写习惯，使得编程和调试效率大大提高。它用解释方式工作，键入程序立即得出结果，人机交互性能好，深得科技人员喜爱。特别是它可适用多种平台，并且，随计算机硬软件的更新及时升级。它大大提高了课程教学，解题作业，分析研究的效率。学习掌握MATLAB，也可以说是在科学计算工具上与国际接轨。MATLAB语言比较好学，因为它只有数据类型，一种标准的输入输出语句，不用“指针”，不用编译，比其他语言少了少了很多内容。

3.2 路径损耗模型仿真及结果分析

3.2.1 自由空间模型仿真及结果分析 1.自由空间模型仿真

假设无线电波是在完全无阻挡的视距内传播，没有反射、绕射和散射，这种理想的情形叫做自由空间的传播。假设收发天线之间的距离为d，发射频率为f，自由空间的损耗可由以下公式计算：

PL?32.4?20lgd?20logf (dB) （3-1）

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