移动通信工程理论和应用

1. 移动通信工程理论和应用 3.5 计算平均信号强度（本地均值）的规则 3.6 预测传播路径损耗的模型

2. 3.5 计算平均信号强度（本地均值）的规则 传播路径损耗的统计分析的几个主要规则之一是确定一个合适的距离间隔，以能够从接收的场强数据中得到长时限或本地均值。在计算本地均值中有两种较好的方法： （1）中值法； （2）均值法。 3.5.1 中值法 Young在大约1000ft（305m）的距离以200ft（61m）的间隔内得到了场强的采样测量值，然后对沿传播路径比较小的区域内得到的采样值进行中值计算。Okumura等人则在大约为1~1.5km的20m间隔内得到场强的采样测量值，

3. 同样对所得到的采样进行中值计算。 3.5.2 均值法 中估算出来，如下： 在均值法中，本地均值可以从瑞利衰落效应

4. 假定m(y)是真实的本地均值，而 具有单位均值的平稳瑞利过程，则m(y)=常数 则估算式变为： （3.57） 式中，当 接近m(x)时， 应接近1。 3.5.3确定L值 均值和瑞利衰落信号的相关性都在第六章讨论。他们的表达式为：

5. 式中， 是瑞利衰落信号的均方值， 是第一阶的零阶贝塞尔函数， ， 是波长。则在式（3.57）中表达的均值估算变成： （3.59） 式中， ，因此， ，并且估算式的方差为： （3.60） 可以找到一个更简单的表达式： （3.61）

6. 根据它的均值，对 归一化得到如下表达式： （3.62） （3.63） 所以 是在 或 内展宽，并且可以表达为一个以dB为单位的2L的函数。因为在式（3.63）中， 是2L的函数。则 或 也是2L的函数。

7. 下表表明了一个标准方差值的典型范围和展宽为2L的函数：下表表明了一个标准方差值的典型范围和展宽为2L的函数： 从表中可知，得到一个40 的2L值需要得到一个1dB展宽的1 其它数据仅做参考。 合适的L长度为

8. 3.6 预测传播路径损耗的模型 设计无线通信系统时，首要的问题是在给定的条件下算出接收信号的场强，或接受信号的中值，这样才能进一步设计系统或设备的其他参数或指标，这些给定的条件包括发射机天线高度，位置，工作频率，接受天线高度及收发信机之间的距离等，这就是电波传播的路径损耗预测问题，又称信号中值预测。 确定分类的两个广义参数的主要因素是： （1）地形表面和轮廓的特性 （2）是否存在大厦，建筑物及其他人造的物体 3.6.1 用于UHF的预测模型 市郊代表平均和具有相对类似的路径损耗特征，所以对所有市郊的路径损耗的统计平均值也可以用来作为其他类型地区路径损耗估算的比较参考数据。

9. （3.64） 任何给定系统的接收信号 的场强可以表示为： 式中， 是在1mi处的场强，r以英里为单位，而 是调整因子。 标准条件是： （3.65） 调整因子导出如下：

10. 式中， 接收信号 的场强也可以dB为单位的形式来表达，如下： （3.66） 式中，r以英里为单位，通常在1mi处截获点来采集接收功率数据，而不是在发射机1mi半径的区域内采集数据。通常，围绕发射机周围地区是很难测量的，由于经常有几条道路，因而没有足够采样数据来计算出真实的中值。

11. 由dB = 10logx对3.64两边取对数，可以得到3.66式。 (3.67) 公制系统下，使用下式代替（3.66）： 式中，54dB是是在1km处的强度，r是以km为单位的。 对于不同的环境和地区，斜率和截获点可能会是不同的。在某些市区，斜率是平坦的，在1mi处的截获点的测量时较低的。只要在VHF频段上的1mi截获点的功率和斜率是已知的，则应用于UHF模式的准则同样可应用于VHF模式。

12. 补充： 前面的-61.7dBm约等于 例3.3 P is the power in W and X is the power ratio in dBm。

13. 3.6.2 Okumura等人的模型 分析移动无线电传播的模型：Okumura等人的模型。 Okumura等人的模型编辑成以实验数据为基础的图表，它可用于VHF和UHF移动无线电传播。通过使用下列步骤容易的区别在开阔郊区，市郊和市区的路径损耗预测：首先，可以从图（3.18）得到在市区的准光滑地区上的中值衰减的基本预测；第二，从图（3.18）中得到的中值衰减中减去一个开阔地区或市郊的校正因子，图3.19给出了这两个校正因子；第三，必须应用如下天线高度的矫正因子： （1）基站天线高度：每倍频程为6dB； （2）移动台天线高度3m<h2<5m:每倍频程为3dB； （3）移动台天线高度5m<h2<10m: 2 h2log(h2/3)m。

14. h1:基站天线高度/m；h2：移动台天线高度/m。 d:通信距离/km

16. 例3.4

17. 3.6.3经过不同环境的路径损耗的通用公式 假定传播路径损耗斜率 是在区域A中预测到的，而斜率 是在区域B中得到的。传播路径距离为r，在区域A中， 而在区域B中 。则在距区域A中发射机 距离r的区域B中所期望接收到的功率 可由下式得到： 式中， 为线性刻度。 可以很容易的证明，通过具有N个不同路径损耗斜率 的N个不同地区的路径长度r的路径损耗L的通用公式为：