北邮校园无线信号场强特性分析实验报告.doc

校园内无线信号场强特性研究
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北京邮电大学
Beｉjinｇ Univｅrsitｙ of Posts and　 Tｅlｅcomｍunicatiｏns
一、实验目的
掌握在移动环境下阴影衰落的概念以及正确的测试方法
研究校园内各种不同环境下阴影衰落的分布规律
掌握在室内环境下场强的正确测试方法，理解建筑物穿透损耗的概念
通过实地测量，分析建筑物穿透损耗随频率的变化关系
研究建筑物穿透损耗与建筑材料的关系。
二、实验原理
无线通信系统有发射机、发射天线、无线信道、接收机、接收天线所组成。对于接收者，只有处在发射信号的覆盖区域内，才能保证接收机正常接收信号，此时，电波场强大于等于接收机的灵敏度。因此,基站的覆盖区的大小，是无限工程师所关心的。决定覆盖区的大小的主要因素有：发射功率、馈线及接头损耗、天线增益、天线架设高度、路径损耗、衰落、接收机高度、人体效应、接收机灵敏度、建筑物的穿透损耗、同波、同频干扰.
发射机
接收机
发射天线
接收天线
无线信道
2．1大尺度路径损耗
在移动通信系统中，路径损耗是影响通信质量的一个重要因素。
ﻩ大尺度平均路径损耗:用于测量发射机与接收机之间信号的平均衰落，即定义为有效发射功率和平均接收功率之间的(dＢ)差值,根据理论和测试的传播模型，无论室内还是室外信道，平均接收信号功率随距离对数衰减,这种模型已被广泛使用。对于任意的传播距离，大尺度平均路径损耗表示为：
ﻩ 　 　　 　（ｎ依赖于具体的传输环境）
即平均接收功率为：
　
其中，ｎ为路径损耗指数,表明路径损耗随距离增长的速度;ｄ0为近地参考距离；d为发射机与接收机(T－Ｒ）之间的距离。
—对数时,平均路径损耗或平均接收功率可表示为斜率10ｎｄB/1０倍程的直线。n值依赖于特定的传播环境。例如在自由空间,ｎ为2，当有阻挡物时,n比2大。
决定路径损耗大小的首要因素是距离,此外，，我们引进路径损耗中值的概念。中值是使实测数据中一半大于它而另一半小于它的一个数值（对于正态分布中值就是均值)。人们根据不同的地形地貌条件，.
常用的电波传播模型
2。
自由空间模型假定发射天线和接收台都处在自由空间。我们所说的自由空间一是指真空,二是指发射天线与接收台之间不存在任何可能影响电波传播的物体,电波是以直射线的方式到达移动台的。
自由空间模型计算路径损耗的公式是：
　　　 　 其中是以为单位的路径损耗，d是以公里为单位的移动台和基站之间的距离,f是以ＭHz为单位的移动工作频点或工作频段的频率。
空气的特性近似为真空,因此当发射天线和接收天线距离地面都比较高时，可以近似使用自由空间模型来估计路径损耗。

布灵顿模型假设发射天线和移动台之间是理想平面大地，并且两者之间的距离d远大于发射天线的高度ｈｔ或移动台的高度hr。
布灵顿模型的出发角度是接收信号来自于电波的直射和一次反射，也被叫做“平面大地模型”.
该模型的路径损耗公式为:
单位：ﻩ　　 d（ｋm) ht（m)hr（m）Lp（dB）
系统设计时一般把接收机高度按典型值hr=1。５m处理，这时的路径损耗计算公式为： 　　 　　 　 　　　
　 　按自由空间模型计算时，距离增加一倍时对应的路径损耗增加6dＢ,按布灵顿模型计算时,距离增加一倍时对应的路径损耗要增加１2ｄB。
。３ EgLi模型
前述的2个模型都是基于理论计算分析得出的计算公式。EgLi模型则是从大量实测结果中归纳出来的中值预测模型，属于经验模型。
其路径损耗公式为：
单位：　 　 　 d（km） hｔ（ｍ） hr(m） f（MＨz)G（dB）　Lp(dB）
其中G是地下修复因子，，地形起伏越大，则路径损耗也越大。当用米来测量时，可按下式近似的估计地形的影响:
若将移动台的典型高度值hr＝,代入EgLi模型则有：
Ｈata－Okumurａ模型
该模型也是依据实测数据建立的模型,属于经验模型。当hｒ=1．５m时，按此模型计算的路径损耗为：
市区:　
开阔地: 　
单位: