最新无线信道传输模型——室内传播模型
基于多墙环境的IEEE802.11室内传播模型研究与仿真
网络的过程中，除了要考虑信号在室内的覆盖面积 型对预测环境的适应能力强弱、精确性高低、以及计
和覆盖强度，还要综合考虑建设成本、网络铺设等因 算效率都会直接影响系统本身的性能 。 [4] 针对室内
素，所以网络部署前会先进行室内无线网络规划 。 [2] 环境，无线网络传播模型不仅要考虑传输距离对信
为室内空间进行无线网络规划，需要建立信道仿真 号强度的衰减影响；还要考虑墙体、楼层、地面等障
Huazhong University of Science and Technology，Wuhan 430074，China）
Abstract: To ensure the communication quality of wireless system in indoor environments，it is essential to make a reasonable network deployment.An effective method for it is to build a channel simulation system.In the paper，an improved multi- wall model was proposed for a specific 3D environment of a building and a comparison study of improved multi- wall model，multi- wall model and JCT indoor loss model was given.The study results show that the multi-wall model presents the best effect for the specific indoor environment.Then a simulation software for wireless device layout based on the improved multiwall model on the platform of MATLAB was designed.The software provides a graphical user interface， and realizes analysis and display of signal coverage intensity in 3D space.Meanwhile，it provides the function of signal intensity calculation for some specific points within buildings. Key words: IEEE802.11；indoor wireless propagation；multi-wall model；MATLAB simulation
无线射频基础知识-无线传播原理与传播模型
P波段：230~1000MHz； L波段：1000MHz~2000MHz；
大家熟知的GPS系统，其工作频率就在此波段（1575MHz左右）；
S波段：2000MHz~4000MHz； C波段：4000MHz~8000MHz；目前主要用于卫星电视转播； X波段：8000MHz~12.5GHz；目前主要用于微波中继； Ku波段：12.5GHz~18GHz；目前主要用于微波中继和卫星电视转播； K波段：18GHz~26.5GHz； Ka波段：26.5GHz~40GHz； 频率越低，传播损耗越小，覆盖距离越远，绕射能力越强。但是，低频段频率 资源紧张，系统容量有限，因此主要应用于广播、电视、寻呼等系统。 高频段频率资源丰富，系统容量大；但是频率越高，传播损耗越大，覆盖距离 越近，绕射能力越弱。另外频率越高，技术难度越大，系统的成本也相应提高。
慢衰落损耗是由于在电波传播路径上受到建筑物及山丘等的阻挡所产生的阴影 效应而产生的损耗。它反映了中等范围内数百波长量级接收电平的均值变化而 产生的损耗，一般遵从对数正态分布。 快衰落损耗是由于多径传播而产生的损耗，它反映微观小范围内数十波长量级 接收电平的均值变化而产生的损耗，一般遵从瑞利分布或莱斯分布。快衰落又 可以细分为以下3类：
从公式可以推导出以下结论：
无线电波在地面传播时，在同样的传播距离上，其传播损耗比自由空间传播时 要大得多：当取值为4时，距离d加倍，传播损耗增加12dB，即：信号衰减16 倍； 增加天线高度，可以减少传播损耗。
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无线射频基础知识－无线传播原理与传播模型
在规划和建设一个移动通信网时，从频段的确定、频率分配、无线电波的覆盖范围、计 算通信概率及系统间的电磁干扰，直到最终确定无线设备的参数，都必须依靠对电波传 播特性的研究、了解和据此得到的传播模型进行场强预测。
室内无线传播模型的研究与仿真
３２Ｃ ａ ． ｈｎ传播模型 Ｃａ ｈｎ模型适用于室 内微微蜂窝 区的场强预测 ， 模型认为 电波在 该 室 内传播 时的路径损 耗 Ｌ 似于 自由空 间直接传 播时 的路径损 耗 ｋ 近 加上室内墙壁 的穿透损耗 （ ｗ Ｌ 与工作频率和墙 体材料有关 ） 。
Ｌ Ｌｄ ＋ ＝ （）ｋ＋ ｏ
Ｊ ＝１
ｋ
Ｂ１ｇ一０［ ］ ）ｌ ｌｇ ＝ｏ １ ｏ导 ｏ
当不包括天线增益时 ， 设定天线具有单位增益 。路径损耗为
Ｌ Ｂ １ ｇ 一ｌ ｇ ｐ ）０ 哥 ０ ｌ （ １ ｄ ｏ ｌ布 ０
＝ 一
Ｉ
即 ：￣ Ｂ＝ ２４ ２ ｌ Байду номын сангаас ２ ｌ （ Ｌ（ ）３ ．＋ Ｏ０ ） Ｏｎ ｄ ｄ ＋ ｇ
壁 ） 。
为了更好 的拟合测 量数据 ， Ｋ Ｍ模 型进行修 正 ， 对 — 路径 损耗可表
示 为
Ｊ
综合损耗 Ｌ Ｌ ） （ ≥１ 通常归因于传输线损耗 、 滤波损耗和天线损 耗 ， ＬＩ ＝ 则表明系统中不考虑硬件损耗。 路径损耗表示信 号衰减 ， 单位为 ｄ Ｂ的正值 ， 定义为有效发射 功率 和接收功率之间的差值 。当包括天线增益时 ， 路径损耗为
， 、
ＬＬ ０１ ｏ ｝（ ＝（） ０ ｇＩ ＋仃 ｄ＋ １ｎ ）
ｎ为路径损耗指数 ， 明路径损 耗随距 离增长的速率 ， 表 依赖 于特定 的传播环境 ； 为近地参考距离 ； Ｔ Ｒ距离 ； 为 ０ ｄ ｏ ｄ为 — ｋ 均值 的高斯分 布 随机变量 ， 单位为 ｄ 标准偏差为 ， Ｂ， 单位也 为 ｄ Ｂ。
科技信息
高校 理科 研 究
室内 无 线 传播模 型的 酮 究 与 仿青
自-基于UWB的室内信道模型(毕业论文)
摘要超宽带（UWB：Ultra-Wideband）脉冲无线传输技术是国际上最近二、三十年正在蓬勃兴起的一种无线通信的革命性传输技术。
UWB技术具有传输速率高、系统容量大、抗多径干扰能力强、功耗和成本低等优点，已逐渐成为无线通信领域研究开发的一个热点，并被视为下一代无线通信的关键技术之一。
为保证UWB信号在室内复杂环境传输的有效性和可靠性，必须要求我们准确掌握其信道特性，本文正是在此认识上完成UWB室内信道模型的研究和MATLAB仿真分析。
本主要对UWB室内信道模型进行了探讨和仿真研究。
文中首先简要介绍了超宽带的基本概念及特点，并对UWB信道的基本理论做了简要的介绍。
在信道基本理论的介绍中重点介绍了时域测量技术及建模过程中的后期数据处理方法—CLEAN算法，以便于信道建模的仿真分析。
针对UWB室内信道的特点，分析了现有的各种UWB室内信道模型，并且对IEEE 802.15.3a标准模型进行了MATLAB仿真分析，并且与南加州大学UWB实验室实际信道测量得出的信道指标进行了比较，仿真结果表明S-V模型和IEEE 802.15.3a 标准模型能够较好的拟合室内NLOS信道环境，但对室内LOS信道环境的性能尚显不足。
而室内LOS半确定模型（双簇模型）在LOS环境下能够很好的拟合实验数据。
最后对本文所做的工作和结论进行了汇总，指出不足之处及改进方向。
关键词超宽带UWB 信道模型S-V模型MATLABABSTRACTThe Ultra Wideband technology is one kind of revolutionary wireless communication technology emerged in recently 20 or 30 years in the world. For the advantage of high transmission speed, limit power wastage and low cost, UWB technology has became a hotspot gradually in wireless communication research and was considered a key technology of next wireless communication generation. In order to insure the validity and the reliability of the signals transmitted in the complex indoor environment, the accurate characteristic of UWB indoor channel should be mastered. This article is in this understanding to complete the UWB indoor channel model and the MATLAB simulation.The principal of the UWB indoor channel model is discussed and simulation. The paper first briefly introduces the basic concepts of UWB and characteristics, and gives a brief introduction for the basic theory of UWB channel. The basic theory of the channel focuses on the introduction of time-domain measurement and modeling in the process of post data processing method-CLEAN algorithm for modeling and simulation analysis in the channel. For the UWB indoor channel characteristics of various existing UWB indoor channel model and the model for the IEEE 802.15.3a standard MATLAB simulation analysis, and the University of Southern California Laboratory of the actual UWB channel measurement indicators derived from the channel comparison, simulation results show that the S-V model and the IEEE 802.15.3a standard model can fit the indoor NLOS channel environment, but on the indoor LOS channel environment of insufficient performance. LOS half to determine the indoor model (two-cluster model) in the LOS environment, a good fit to experimental data.Finally, the paper work and this article summarizes conclusions, pointing out deficiencies and improvement.Key words Ultra Wideband UWB Channel model S-V model MATLAB目 录目 录 (I)第一章 绪论 (1)1.1 超宽带（UWB ）无线通信技术概述 (1)1.2 UWB 技术的优点与主要应用 (2)1.3 UWB 信道与传统信道的比较 (3)1.4 UWB 信道模型的国内外研究现状 (4)1.5 本章小结 (5)第二章 ＵＷＢ信道的基本理论 (6)2.1 UWB 信号的传播特性 (6)2.2 信道测量技术 (7)2.3 后期数据处理方法——Clean 算法 (9)2.4 Clean 算法门限选择 (12)2.5 本章小结 (13)第三章 超宽带室内信道模型 (14)3.1 简单的泊松模型 (14)3.2 修正的泊松模型 (14)3.3 K -∆模型 (15)3.4 修正的K -∆模型 (17)3.5 本章小结 (18)第四章 超宽带室内多径传播参考模型 (19)4.1 UWB 多径传播模型 (19)4.2 S-V 模型 (19)4.3 修正的S-V 模型 (22)4.4 本章小结 (31)第五章 超宽带室内视距环境多径传播模型 (32)5.1 超宽带室内视距环境多径传播模型 (32)5.2 室内LOS 半确定多径模型 (33)5.3 本章小结 (35)第六章 总结与展望 (37)6.1 结论 (37)6.2 展望 (37)参 考 文 献 (38)第一章 绪论近年来，随着无线通信技术的发展，各种无线通信系统相继出现，使可利用的频谱资源日趋饱和。
无线局域网室内无线信道模型分析及仿真毕业设计论文
毕业设计（论文）题目无线局域网室内无线信道模型分析及仿真毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
1作者签名：日期：2学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日3摘要在移动通信技术高速发展的今天，无线局域网也迅猛发展，成为当今移动通信的一个热点，越来越受到人们的关注。
要实现高质量的无线局域网，保证传输质量，首先要解决的是无线信道问题。
Ch07-室内覆盖&信道模型
室内覆盖无线信号传输模式
室内覆盖无线信号的传播,即微型天线与移动电话之间的 信号传输路由. 相当一部分依靠直线途径(有的要穿越障碍物如墙壁),虽然 仍有一部分是反射信号,但与宏蜂窝相比,它的比例已大大 减小, 为此,由多径信号导致的衰落深度和相位差都较小,所以室 内无线信号的传输衰耗,近似的采用自由空间传输衰耗(Ls) 公式:
链路预算
覆盖距离由上行链路预算决定
Gant
Node-B
Lpath PUE
SS nodeB
Lf+j
最大允许空间路径损耗＝ 移动台的有效发射功率＋基站接收天线增益－馈 线损耗－基站接收机灵敏度＋增益和余量
链路预算
上行链路预算参数取值：
– 移动台有效发射功率＝移动台发射功率＋移动台天线增益－ 人体损耗 移动台发射功率：话音取21dB 数据取24dB 移动台天线增益取0， 人体损耗：话音取3dB 数据取0dB 基站接收天线增益：15dB 馈线损耗：1dB
– – – – – – – – – 其中Ls为自由空间传播损耗，Ls = 32.5 + 20 logf(MHz) + 20 logd(km) f 频率MHz d 传播距离km k 直达波穿透的楼层数 f 楼层衰减因子(dB) p 直达波穿透的墙壁数 W 墙壁衰减因子(dB) D 线性衰减因子(dB/m) d b 室内转折点(m) ，典型值为65m
大于该值增加0.2dB/m。
Typical input parameters to the Keenan-Motley model
室内信号传播路径相对简单，但是信号传 播却受到环境的影响很大，而且室内环境 的不确定因素太多，比如门窗、家具的位 置及材质等。 因此在实际工程中，通常采用实地进行测 试的方法来得到比较准确的室内型微蜂窝 的路径传播损耗。
UWB室内无线信道建模方法研究进展
UWB室内无线信道建模方法研究进展黄海燕王秉中(电子科技大学应用物理研究所，成都 610054)摘要：本文综述了UWB室内无线信道的建模方法。
首先简要介绍了UWB信号室内传播的特性，以及描述UWB室内无线信道的常用参数。
详细介绍了UWB室内信道建模的主要方法：统计建模方法、确定性建模方法、半确定性建模方法，并分析了各自的优缺点。
最后对UWB室内信道的建模进行展望，指出一些值得关注的研究内容。
关键词：信道建模，传播，超宽带（UWB）Advances on UWB indoor channels modelingHUANG haiyan, WANG bingzhong(Institution of Applied Physics, University of Electronic Science and Technology, Chengdu 610054)Abstract: This paper presents an overview of ultrawideband(UWB) indoor channel modeling approaches. It demonstrates the characterization of the UWB indoor channels, identifies the key parameters for the description of UWB channels. Main models of UWB indoor channels: stochastic, deterministic and semi-deterministic are introduced and advantages and disadvantages of these modeling approaches are discussed. Finally, some valuable contents and possible improvements are given.Keywords: Channel model; Propagation; Ultrawideband(UWB)1 引言超宽带（UWB）技术是目前无线通信领域的研究热点之一。
微小区与室内传播预测模型
第16章 微小区与室内传播预测模型随着移动通信的快速发展，在城市移动通信中，越来越普遍地采用低天线高度、小覆盖范围的微蜂窝或微微蜂窝结构，以适应高密度流动人口地区的高话务量需求。
特别是在公用无绳电话中，更是几乎清一色的微蜂窝或微微蜂窝结构，因为无绳电话的发射功率很低，只是毫瓦量级。
微微蜂窝小区的覆盖范围可低至100米以下。
为了提高频谱资源的使用效率，满足这些地区高通信业务量的需求，采用微蜂窝和微微蜂窝的覆盖方式是一个最佳的解决方案。
在这种情况下，如果在基站覆盖的规划设计和场强计算中还应用以Okumula 实验数据为基础的相关传播模型就不合适了，事实上，此时，我们必须使用针对微蜂窝和微微蜂窝的专用传播模型。
本章介绍几种用于微小区和微微小区的电波传播模型，包括室内的传播模型。
16.1 ITU-R 微蜂窝传播模型如图16.1所示，在微小区和微微小区的情况下，我们必须就视距和非视距两种不同情况，分别建立不同的传播模型。
图中，基站BS 1到移动台MS 2以及基站BS 2到移动台MS 4是属于视距传播的情况，移动台处于基站天线的视线范围之内；而基站BS 1到移动台MS 1以及基站BS 2到移动台MS 3则属于非视距传播的情况，前者越过屋顶，后者越过房屋的拐角。
以下将分别就视距与非视距传播的情况，建立无线电波传播的数学模型。
16.1.1 视距传播模型16.1.1.1 视距基本传输损耗数学模型这是个以实验事实为基础的半理论传播模型，它依据的事实是，场强与距离的关系曲线，其斜率是不连续的，中间有一个断点。
该模型的基本传输损耗可以表示为[3,17,18]：⎪⎩⎪⎨⎧>+≤=0000,log 40)(),()(d d d dd L d d d L d L f f b 事实上，我们可以把上式改写为：图16.1 视距和非视距传播物理模型[3]⎪⎩⎪⎨⎧>≤=⎪⎩⎪⎨⎧>+≤=00000),(),(,log 20)(),(d d d k L d d d L d d d dd L d d d L L f f ff b （16.1） 上式的实质是，有一个特征距离0d ，当电路距离小于0d 时，电波传播遵守自由空间传播的规律，传播指数等于2，即基本传输损耗正比于距离的平方；而当电路距离大于0d 时，传播指数等于4，即基本传输损耗正比于距离的4次方。
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Keenan-Motley模型
• 适用于模拟室内路径损耗，模型预测的路径损耗为：
（1）
其中，P t 是发射信号功率；Pˆ r 是接收到的瞬时信号功率，
它是基站和移动台之间距离的函数；r n 为空间传播损
耗，指数n一般在2-4之间；S 1 ( r , t ) 为阴影衰落；S 2 ( r , t )
为多径衰落。
定义单位传播路径上电波功率相对损耗因子
limP/P1dP
r0 r Pdr
（2）
损耗因子 体现了单位长度上不规则空间传播损耗和阴
影衰落的合成效果，与地点：
d(lnP)dP(r,t)dr
P
（3）
考虑地形地物较短时间内基本固定，则不考虑式（3）中的t。
定义投影算子 R i ，该算子作用于传播损耗分布函数 ( r ) 后
积分出总的路径损耗。
j
LL(d0)LcLfkfEf kwjLwj j1
L c 为常数，L w j 为穿过收发天线之间j类墙体的衰减，k w j 为收
发天线之间j类墙体数目，L f 表示穿透相邻地板的衰减，k
楼层数目，即穿透地板的数目。
f
表示
基于反演模式的电波传播模型
• 接收信号与发射信号功率比可以表示为：
•
P ˆr/P t rnS1(r,t)S2(r,t)
L L p L w 3 2 .4 2 0 lo g (fM H Z ) 2 0 lo g (d k m ) L w 2 7 .6 2 0 lo g (fM H Z ) 2 0 lo g (d m ) L w
衰减因子模型
• 在进行室内覆盖的网络规划时，经常选取衰减因 子模型作为室内传播模型，基本模型公式即可改 写为：
成本高、故障率高、 有噪声积累、工作频 带窄
光-电分布
结合了电分布和光纤分布的优 需要进行光-电转换 点，覆盖范围大
泄漏电缆分布 安装方便、信号均匀、引入噪 造价非常昂贵 声小
室内分布系统的信号源接入方式
• 宏蜂窝作信源接入
• 微蜂窝作信源接入
• 直放站作信源接入
– 无线直放站 – 光纤直放站
微蜂窝与直放站的比较
Lp(dB)10logP P rt 10log[(4)2 2d2]
即： Lp(dB )32.420log(fM H Z)20log(dkm ) 27.620log(fM H Z)20log(dm )
Chan模型
• Chan模型适用于室内微蜂窝区的场强预测，该模 型认为电波在室内传播时的路径损耗L近似于自由 空间直接传播时的路径损耗Lp加上室内墙壁的穿透 损耗Lw(与工作频率和墙体材料有关)。
综合损耗L(L>=1)通常归因于传输线损耗、滤波损耗 和天线损耗，L=1则表明系统中不考虑硬件损耗。
路径损耗表示信号衰减，单位为dB的正直，定义为 有效发射功率和接收功率之间的差值。当包含天线增益 是，路径损耗为
Lfs(dB)10logP P rt 10log[(G 4 tG )r2d22]
不包括天线增益时，设定天线具有单位增益。路径损耗为
Pr
(d)
PtGtGr2 (4 )2 d2L
P t 为发射功率；P r ( d )是接收功率；G t 是发射天线增益；G r
是接收天线增益；d是T-R之间距离，单位是m；L是与
传播无关的系统损耗因子； 是波长，单位m。
天线的增益与它的有效截面
A
e
有关，即：G
4 Ae 2
。
则与载频相关： c f 。
L(d)L(d0)10nsf log(d d0)FAF
对于多层建筑物，室内路径损耗等于自由空间损 耗附加上损耗因子，并随距离成指数增长。
LL(d0)20log(d d0)dFAF
其中， 为信道的衰减常数，单位是dB/m。
0.48-0.62之间。
的取值范围在
对数距离路径损耗模型
• 适用于在传输路径上具有相同T-R距离的不同随机效 应。模型路径损耗公式
P ˆ L o s s(r ) ln (P r) ln (P t) R i[(r )] （4）
(4)式即为移动通信环境中无线传播损耗的一般模型，投影算
子 R i 作用于路径损耗因子，起到积分的作用。r和PˆLoss ( r )分别
微蜂窝
直放站
容量
根据需要增加容量
不能增加
对网络的影响
相对较小
可能影响
传输电路
需要
不需要
设备安装
安装复杂，时间较长 安装简单
成本投入
较多
较少
室内覆盖系统的理论分析
• 室内通用传播模型
该模型是一个站点的通用模型，可用于典型的室 内环境，它需要很少的环境路径损耗信息，用平均的 路径损耗和有关的阴影衰减统计来表征室内路径的损 耗。这里的模型计算穿过多层楼层的损耗以应用于频 率在楼层间复用的状况，基本的模型如下:
P L ( d ) P L 1 0 * N s f* L o g ( d ) F A F
其中：PL为1米距离的空间损耗，GSM900典型值30dB Nsf为同层损耗因子，需经过模拟场强测试决定。 FAF为不同层路径损耗附加值。
自由空间传播模型
自由空间传播模型适用于预测接收机和发射机之
间是完全无阻挡的视距路径时的接收场强。自由空间 中距发射机d 处天线的接收功率
L L (d 0) 2 0 lo g (d d 0)j j1N w jL w ji i1N F iL F i
d是传播距离，单位m，N w j 、N F i 分别表示信号穿过不同类型的
墙和地板的数目；L w j 、L F i 则为对应的损耗因子，单位是dB；j，
i分别表示墙和地板的类型数目。
为了更好的拟合测量数据，对K-M模型进行修正，路径损 耗可表示为
无线信道传输模型——室 内传播模型
概要
• 背景 • 室内分布系统的组成 • 室内传播模型分析 • 总结
室内分布系统的组成
• 信号分布系统
信号分布系统 优点
缺点
无源电分布
成本低、故障率低、安装方便、 由于信号源功率有限
无噪声积累、工作频率宽
和传输损耗，有效覆
盖范围不大
有源电分布
设计简单、布线灵活、信号调 整方便、覆盖范围较大