Феер К. Беспроводная цифровая связь (2000) (1151861), страница 17
Текст из файла (страница 17)
(3.4.29) Р 4.30) , й — расстояние между антеннами базовой и подвижной станции, км "диочастота несущей — Дь М1 ц, высота антенны базовой станции 6ы " ,мвчвннв Поскольку Рт и Рд выражены в одних и тех же единицах, '-«Этери 1, могут быль выражены в децибелах.) ";:';Многочисленные измерения, выполненные Окомурой (Око«по«а), ":,пьтаты которых обобщены и приведены в (84, 145), позволили полу- эмпирическую формулу для средних потерь при распространении '",дБ, в слу~ае изотропных (идеальных всенаправленных).
имеющих ",ффициенты усиления, равные 1, антенн базовой станции и подвиж- ,.о объекта. Эта формула, известная также как метод прогнозирования амуры, имеет следующий вид (5 1 Л + В ~8(г) для городской зоны, /. = ( .4 + В Щг) — С для пригородной зоны, А + В 18(г) — 11 для открытой местности, м и вь1сота антенны подвижной станции Ь,„, м Величины Л, В, 6' и 77 выражаются соответс~венно следующим образом У1 ~ь, 71,,) = 69.,55+ 26,16 ЩХа) — 13,82 $8(Ьь) — а(Ь, ).
~ = 71(ььь) = 44,9 — 6 55 фЬь); (3 4.31) 1 =' С(Гв) =- 2 !8 7' = 7'(Я = 4 Мк(Ге))1 — 19.33 ~5(Гв) + 40 94 где (1,1ф.(е) — 0.7) 11 . (1,56 ф Га) 0 8) для средних и малых городов, ) 8.28Щ1,54Ьь„))з — 1,1 для Гз > 200 МГц и крупных городов, 3,2Щ11.7511„.,))з — 4,97 для Гв ~ )400 МГц и крупных городов (3 4,3?) Формулой (3 4 31) можно пользоваться, если выполняются следу. ющие условия. Д от 150 до 1500 МГц, Ьь ат ЗО до 200 м; возможно расширение диапазона (от 1,5 дс 400 м); Ь: от1до10м, г. от 1 до 20 км; возможно расширение диапазона (от 2 м до 80 км) На рис. 3.4.1 показаны потери при распространении Т.р, дБ, в город скан зоне, причем частота несущей Гь, и высота антенны базовой станции Ьь являются переменными параметрами.
Результаты, представленные сплошными линиями, получены с помощью эмпирической формулы, а пунктирными линиями — методам прогнозирования Окомуры. Эти числовые результаты показываю~, что максимальная ошибка составляет талька около 1 дБ в диапазоне расстояний ат 1 до 20 км (84). Результаты экспериментальных измерений затухания при распространении ра диоволн для РС5 с небольшои зоной обслуживания (в диапазоне от 1 да ЗО м), полученные на основе данных АТ8ьТ Вей ЕаЬогаЬопеь (334), иллюстрируются на рис.
3.4.2 Сравнение экспериментальных данных с расчетами по (3.4 ЗО) и (3.4 32) показывает, что зти формулы могут также использоваться для систем. работающих на расстоянии до 3 м. 3.5. Модели радиосигналов с замираниями, обусловленными многолучевым распространением В предыдущих разделах описаны основные понятия и дано фиэи.
1е.кае представление распространения радиоволн на трассах прямой и май видимости. Здесь приводится описан ие полезной математи. ои модели передачи немодулированной синусоидальной несущей по *ькеству случайных трасс распространения м ду еж стационарнои база 'станцией и движущимся приемником Такая теоретическая модель ля последующего анализа распределении оги Бающей замира"еэна для литель:ей несущеи гьуравня в я сигнала), частоты выбросов сигнала и д 'ти замирании ти Э параметры и их представления требуются при матренин некоторых аспектов проектиров ания линии и систем свя":(таких как выбор методов исправления ошиБок и доступа) Напри , длительность замираний и частота выБросов позволяют установить 'аь между вероятностью ошибки на бит (ВЕ ) р ВЕК) и ве оятностью оши"' ' в слове (ттЕЙ) ь.
З.Б.1. Неиьодулмроеаниая несущая; теоретические В предположении, что скорость движвни д я ь по вижного объекта точно мала по сравнению с произведение ц тр м вн альнай' частоты у1цвй Ге на длину волны несущей л, т.е ь (( ,гв ,' А, принимаемая '~вираюцьвя несущая с(1) может быть представлена как и Г '"' з-1 а=1 ,ЬЬВ с (1) — элементарная волна; йе Ц вЂ” действительная часть () и Я1 ) ф, мо лиъ/ — 1 Далее, з„(г) — комплексная случайная функция, моду шая г(1), порождаемая случайными изменениями параметров трасс ''йспространения из-за движения подвяжи г о о объекта (84) П овин, что ьь' достаточно велика и чта все ~з (ь)~ равны, са Ьг ри услови, ч вьььасно центральной предельной теорем фу ц ( ) е ф нк ия г(ь) мажет быть пред:йвлена как узкополосныи гауссовскии процесс. с(1) = йе(6(1)еь "7'1), (3.5 2) ;Где з(1) — комплексный стационарный гауссовский ни низкочастотный слуцесс, обладающий следующими свойствами ь!чьайный проц (2(ь)) =- О; -(='(1)з'(1 — )) = тц( ); 2 — (з(1)в(1 — г)) = О.
2 В этих выражениях ( ) — среднее по ансамблю, ( )' !фопряженная величина (.), ф„(т) — автокорреляционная функция з(Ь), ",:.;11ььторая определяется выраькением 3.5.1.1. Огибающая и фаза неыодулированной замирающеи ' ущей. Принимаемая замирающая несущая с(г), соответствующая "'0вжению (3 52), может быть представлена также в виде г(Г) —..- Й(1) соз(2ЯД1+ 0(Г)), (3.5.7) Рис. З.В.1.
Теорегнчеохзя спектральная плотность замирзкяцего сянусаидаяо ного кояеоани» (немадулироззнной несущей), имеющего максимальную доплероо скую частоту ул = оуй = уооуо где 11„(7) — спектральная плотность процесса =(1). В типичнои системе подвижный объект имеет антенну с всенапра вленной диаграммои направленности в горизонтальной плоскости, а угол прихода каждой элементарнои волны имеет равномерное распреде ление. Выражение для спектральной плотности замирающего сигнала 1г)(7) получено в [11, 47, Пб и П7] и имеет следующий вид: где пз — средняя мощность с(1); 7п — максимальная доплеровская частота, 7р = о/Л. Спектральная плотность замирающей немодули рованной несущей показана нз рис.
3.5.1 Подставляя (3.5.5) в (3.5 4) получаем выражение для 1!,(т): ф„(т) = аз3а(2лЯт), где .Ч ) — функция Бесселя первого рода нулевого порядка. Для су хопутных систем подвижной радиосвязи имеют место несколько типов спектральной плотности замирающих сигналов, которые отличаются от полученнои выше. Их свойства подробно описываются в равд. 3 8 и в [П7]. Из полученных соотношений следует, что замирания из-зз много пучевости могут рассматриваться как мультипликативный комплексный стационзрнгяй гауссовский процесс, который характеризуется функция ми 1Г,(7) и уъ(т) Это фундаментальное свойство используется при раз работке имитаторов замираний„которые описываются в рззд 3 6 и 3 8 1ф) 0(г) — огибающая и фаза соответственно, определяемые как й(1) = 1а(1)]' 0(1) = 7-з(1) (3.5.8) Здесь ус(1) обозначает аргумент з(1), В любои определенныи мо' т Времени з =- «(1) является комплексной гауссовскои случайной пе еннои а функция совместной плотности распределения вероятности '"' ичин Й = й(1) и 0 = 0(г) может быть представлена как р(Й,0)= — — ехр~ — —,], Й)0, — х(0<х.
( .. ) Й Г йз1 3.5.9 2яоз [, 2ггз ] ' 0,+х Вор[0 < 0,,] == ~ 7(0) 00 = '2, — я (3 5.12) Поэтому функции плотности распределения вероятностей Й и 0 вы 'жаются соответственно следующим образом й / Йттг р(й) = —, -р ] -- —,, 1. Й > о, ггз 'т 2о з 7] (3 5 10) 1 р(0) = —, -к < 0 < х. 2я' В,':!: . П ы ущие формулы показывают, что принимаемая замирающая редыдущ ущая г(г) имеет огибающую г(1) с релеевским распределением и фазу з),с равномерным распределением Модель с таким описанием назы' тся делеевской моделью зал<нраний. Эта модель была подтверждена ер з:л риментально в натурных условиях многими исследованиями, вклю'ф», например, [138, 258] Интегральная функция распределения вероятностеи Й (т е вероять того, что Й не превосходит определенное значение Й,) может 3ть получена как Н.
l Йя1 Вер[й < Й,] = р(й) 0Й = 1 — ехр [ — ' 7] . (3.5.11) уо Результаты расчетов для теоретических релеевских распределений 'н двух различных по вертикальнои оси масштабах представлены на . 3.2.5 Из этих рисунков видно, что огибающая несущей с релеев Ми замираниями флюктуирует в динамическом диапазоне примерно 'зяге;.'48 до 50 дБ с вероятностью 99,9 % Интегральная функция расвделения вероятностей О, т е вероятность того, что 0 не превышает ,:.''"Ределенное значение 0„, может быть описана как а 0,02 О,О! ' -з о 10 Среднее значение огибающей -20 -10 20 !518.77.72о)1, дб принятого сигнала О,О! 3 0,01 (3 5.14) йл. =- 7' й7,7й„й) нй .го 13 5.13) я 1 х : „ О,б = о,з к о О х О,аб о ООЗ х Рнс. 3.5.2. Частот» пересечения уроаня йл несущей с репееясяимн замираня ями, нормированная относительно доплерояскои частгпы /Г1 Частота !скорость) изменения огибающей и флюктуаций фазы не модулированной несущеи с релеевскими замираниями является функ цией максимальнага доплеровскога сдвига, те скорости релеевских за мираний Если доплеровский сдвиг релеевских замираний очень мал например 73 ( 1 Гц, то замирания называются кеазирелееескими, или кеазистецианарными релееескнми 1см рис.
3 5 1) 3.5. !.2. Частота выбросов и длительность замираний При проектировании высокоскоростных цифровых систем подвижнои радиосвязи важно знать характеристики замираний из-за многалучевости, поскольку они вызывают пакетирование ошибок При условии, что пакеты ошибок возникают, когда уровень огибающей сигнала падает ниже определенного порога, частота выбросов 1пересечений уровня) мажет ис пользоваться как подходящая мера частости появления пакетов ошибок Длительность замирании позволяет оценивать длину пакетов ошибок.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
