无线移动信道特性分析

　　（2）大城市、郊区或开阔地

　　当fc≤300 MHz时：

　　当fc>300 MHz时：

　　1.3 阴影衰落

　　信号在传播过程中会遇到各种障碍物的阻挡，从而使接收功率发生随机变化，因此需要建立一个模型来描述这种信号功率的随机衰减。造成信号衰减的因素是未知的，所以只能用统计模型来表征这种随机衰减，最常用的统计模型是对数正态阴影模型”它可以精确地描述室内和室外无线传播环境中的接收功率变化。

　　阴影效应的建模是一个乘性的且通常是随时间缓慢变化的随机过程。即接收信号功率可表示为：

　　式中：Lp是平均路径损耗;Pt(t)提发射功率；Pφ（t）是阴影效应的随机过程。

　　对数正态阴影模型把发射和接收功率的比值φ＝Pt/Pr，假设为一个对数正态分布的随机变量，其概率密度函数为：

　　式中：是以dB为单位的的均值。实测时，等于平均路径损耗；是的φ dB标准差，是以dB为单位的路径损耗标准差。

　　对数正态阴影衰落的参数一般采用对数均值，单位是dB，对于典型的蜂窝和微波环境，的变化范围是5～12 dB。经变量代换，服从均值为、标准差为的正态分布，即：

　　2 小尺度衰落

　　小尺度衰落是由于发射机与接收机之间空间位置的微小变化引起的，描述小范围内接收信号场强中瞬时值的快速变化特性，是由多径传播和多普勒频移两者共同作用的结果，包括由多径效应引起的衰落和信道时变性引起的衰落，具有信号的多径时延扩展特性和信道的时变特性。

　　根据信号带宽和多径信道的相干带宽关系，将由多径效应引起的衰落分为平坦衰落和频率选择性衰落。

　　2．1 平坦衰落

　　若信号的带宽小于多径信道的相干带宽，此时的信道衰落称之为平坦衰落。研究表明，平坦衰落的幅度符合瑞利分布或莱斯分布。

　　若某一路径信号在传播过程中，存在视距路径传播时，衰落信号幅度符合莱斯分布。第i个时隙的衰落信号的幅度ri可表示为：

　　式中：。xi和yi是均值为0，方差为σ²的高斯随机变量；β为视距路径的幅度分量。

　　莱斯信道的衰落幅度概率密度函数为：

　　式中：I0[·]是修正过的零阶贝塞尔函数。把Κ＝定义为莱斯因子，表示视距路径下幅度分量与其他非视距路径下幅度分量的总和比。

　　当反射路径的数量很多，并且没有主要的视距传播路径时，衰落信号的幅度服从瑞利分布。

　　瑞利信道的衰落幅度概率密度函数为：

　　由式（14），式（16）可以得出，瑞利衰落信道可以看成是Κ＝0时的莱斯信道。衰落参数Κ反映了信道衰落的严重性，Κ越小，表示衰落越严重；Κ越大，表示衰落越轻，当Κ＝∞时，表示信道没有多径成分，只有视距传播路径，此时的信道即为高斯白噪声信道。