（电磁场与微波技术专业论文）超宽带无线信道仿真系统的设计与分析.pdf

摘要 如今，众多的无线通信技术都提供特殊的应用。例如，蜂窝系统的基站，低速率( 几 十k b p s ) 但能传输长距离( 几十千米) ；微蜂窝系统的基站，中等数据速率( 几百k b p s ) 能传输中等距离( 几百米) ；无线局域网w l a n 高数据速率( 几十m b p s ) 能提供短距离 ( 几十米) 传输。很显然，下一步将实现超高速( 几百m b p s ) 超短距离( 十米) 的无线 通信系统。近年来，基于窄脉冲的超宽带( u w b ) 技术对于无线通信的应用，引起了业界 以及学术界的广泛兴趣，u w b 技术由于其强抗多径衰落特性，因此非常适合在办公室、 大楼、工厂等组建超高速无线个人域网( w p a n ) 。 传统窄带系统是一种带宽受限的信号，而u w b 与传统窄带系统不同，是一种功率受 限的信号，其频谱覆盖3 1 1 0 6 g h z ，带宽超过5 0 0 m h z ，脉冲宽度低于l n s ，因此传统窄 带系统的测量数据、信道模型、信道特性等均不再适合u w b 系统，新的测量方案应当建 立，并要研究与分析u w b 信道的新特性。 本论文目的是建立一个超宽带无线仿真系统，进而分析u w b 信道特性。论文首先介 绍了无线信道特性参数及模型，包括路径损耗模型、阴影效应、多径时延扩展、相干带宽、 多径到达时间、平均多径强度分布以及多径分量幅度分御。然后讨论了设计u w b 无线信 道仿真系统的理论基础，u w b 信道模型仿真分析，包括双射线模型、抽头延时线( s t d l ) 模型、s v 模型、一k 模型、单泊松模型以及i n t e l u w b 模型，仿真分析并比较了各种模 型优缺点以及适应范围，指出了当前建立新的、简单的u w b 信道模型的必要性。然后对 u w b 无线信道仿真系统c a n a l s o l v e r 的设计思想、设计方法进行阐述，并最终实现了一个 具有多功能且界面友好的u w b 无线信道仿真系统。 最后通过u w b 信道仿真系统仿真分析了u w b 信道的大尺度、小尺度衰落以及信道的 各种特性参数及分布，并由此得出了许多创新性的结论，从而验证了该仿真系统的性能。 关缮i 蟊超宽带信道特性无线信道仿真系统多径衰落信道建模 v a b s t r a c t m a n yw i r e l e s st e c h n o l o g i e se x i s tt o d a yt os u p p o r ts p e c i f i ca p p l i c a t i o n s f o re x a m p l e ，t h e r e a r el o wd a t ar a t e ( t e n so fk b p s ) s y s t e m s ，s u c ha sb s si nc e l l u l a rs y s t e m s ，讯t hl o n g e rr a n g e ( t e n s o fk m ) t h e r ea l em e d i u md a t ar a t es y s t e m s ( h u n d r e d so fk b p s ) ，s u c ha sb si np i c o c e l l si n c e l l u l a rs y s t e m s ，w i t hm i d - r a n g e ( h u n d r e d so fm e t e r s ) t h e r ea r eh i g h e rd a t ar a t es y s t e m s ( t e n s o fm b p s ) ，s u c ha sw i r e l e s sl o c a la r e an e t w o r k s ( w l a n ) ，w i t hs m a l l e rr a n g e ( t e n so fm e t e r s ) o b v i o u s l y , t h en e x ts t e pw o u l db ee x t r e m e l yh i g hd a t ar a t ew i r e l e s ss y s t e m s 、矶t 1 1s h o r t - r a n g e s u c has y s t e mw o u l dp r o v i d ed a t ar a t ei ne x c e s so f h u n d r e d so f m b p sa tad i s t a n c eo f f e wm e t e r s ( 1 0 m ) u l t r aw i d e b a n d ( u w b ) n a t u r a l l yf i t si n t ot h i sw p a nc a t e g o r yb e c a u s et h es i g n a ls u f f e r s f r o mh e a v ym u l t i p a t hp r o p a g a t i o n t h ew p a nw o u l do p e r a t em o s t l yi n s i d eab u i l d i n g u n l i k em o s to ft h en a r r o w b a n ds y s t e m sw h i c ho p e r a t ei nt h el i m i t e db a n d w i d t h u w b s y s t e m so p e r a t ei nt h el i m i t e dp o w e rw i t hm o l et h a n5 0 0 m h zb a n d w i d t ha n di t sf r e q u e n c y s p e c t r u mi sb e t w e e n3 1 g h za n d1 0 6 g h za n dp u l s ew i d t hi sl e s st h a nl n s n 壕m e a s u r e m e n t m e t h o d s c h a n n e im o d e l sa n dc h a r a c t e r i s t i c so fn a r r o w b a n ds y s t e md on o tf i tf o ru w bs y s t e m s a n ym o r e n e we x p e r i m e n t sa n dm e a s u r e m e n t ss h o u l db ec a r r i e do u ta n dn e w c h a r a c t e r i s t i c so f u w bc h a r m e ls h o u l db es t u d i e da n da n a l y z e d i nt h i st h e s i s w ed e s i g n e da nu w bw i r e l e s sc h a n n e ls i m u l a t i o ns y s t e m c a n a l s o l v e rw i t h m a t l a b ，s q ls e r v e r 2 0 0 0a n dv c + + i no r d e rt op u ti ti n t or e a l i t y ，f i r s t l yw ei n t r o d u c e d w i r e l e s sc o m m u n i c a t i o nc h a r m e lc h a r a c t e r i s t i c sa n dm o d e l si n c l u d i n gp a t hl o s sm o d e l s ， s h a d o w i n g ，m u l t i p a t hd e l a ys p r e a d ，c o h e r e n c eb a n d w i d t h ，m u l t i p a t h a r r i v a l t i m e ，a v e r a g e m u l t i p a t hi n t e n s i t yp r o f i l e a n dr e c e i v e da m p l i t u d ed i s t r i b u t eo ft h em u l t i p a t hc o m p o n e n t s s e c o n d l yw ea n a l y z e dm o s tu w bc h a n n e lm o d e i sa tp r e s e n t ，o nw h i c ht h eu w bw i r e l e s s c h a n n e ls i m u l a t i o ns y s t e mb a s e d ，i n c l u d i n gt w o - r a ym o d e l ，s t d lm o d e l ，s - vm o d e l ，一k m o d e l s i n g l ep o s s i o nm o d e la n di n t e iu w bm o d e l w ea l s os i m u l a t e da n da n a l y z e dt h ep r o s a n dc o n so fe a c hm o d e la n df i g u r e do u tt h a ti ti se s s e n t i a lt ob u i l dan e wa n ds i m p l em o d e lo f u w ba tp r e s e n t t h e nw ei m p l e m e n tt h em u l t i f u n c t i o n a ls i m u l a t i o ns y s t e mw i t haf r i e n d l y i n t e r f a c e l a s t l y w es i m u l a t e da n da n a l y z e d l a r g e s c a l ef a d i n g ，s m a l l s c a l ef a d i n g ，c h a n n e l c h a r a c t e r i s t i c sa n dd i s t r i b u t i o no fu w be m p l o y i n gt h eu w bw i r e l e s sc h a n n e ls i m u l a t i o n s y s t e m c a n a l s o l v e r k e yw o r d s ：u w b ，c h a n n e lc h a r a c t e r i s t i c s ，w i r e l e s sc h a n n e l ，s i m u l a t i o ns y s t e m ， m u l t i p a t hf a d i n g ，c h a n n e lm o d e l i n g v i 南京邮电学院学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得南京邮电学院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了 明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：日期： 南京邮电学院学位论文使用授权声明 南京邮电学院、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留 本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其 他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一 致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布 ( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权 南京邮电学院研究生部办理。 研究生签名：导师签名： 南京邮b 学院坝l ：研究生学位论义 第一章绪论 第一章绪论 1 1 论文的选题背景和意义 由于u w b 独特的通信能力以及潜在的应用，尤其是短距离多址无线通信，使得u w b 已经成为近年束研究的热点。u w b 技术起源于2 0 世纪5 0 年代末，此前主要作为军事技 术在雷达等通信设备中使用。随着无线通信的飞速发展。人们对高速无线通信提出了更高 的要求，超宽带技术又被重新提出，并倍受关注。u w b 是指信号带宽大于5 0 0 m h z 或者 是信号带宽与中心频率之比大于2 5 。与常见的通信方式使用连续的载波不同，u w b 采 用极短的脉冲信号来传送信息，通常每个脉冲持续的时间只有几十皮秒到几纳秒的时1 8 j 。 这些脉冲所占用的带宽甚至高达几g h z ，因此最大数据传输速率可以达到几百m b p s 。在 高速通信的同时，u w b 设备的发射功率却很小，仅仅是现有设备的几百分之，对于普 通的非u w b 接收机来说近似于噪声，因此从理论上讲，u w b 可以与现有无线电设备共享 带宽。所以u w b 是一种高速而又低功耗的数据通信方式，它有望在无线通信领域得到 广泛的应用。目自u ，i n t e l 、m o t o r o l a 、s o n y 等知名大公司证在进行u w b 无线设备的开发 和推广。 鉴于u w b 信号是持续时叫非常短的脉冲串占用带宽大，因此它有一些十分独特的 优点和用途。在通信领域u w b 可以提供高速率的无线通信。在雷达方面，u w b 雷达具 有高分辨力( n s 级) 。当前的隐身技术采用的是隐身涂料和隐身特殊结构但都只能在一个 不大的频带内有效在超宽频带内。目标就会原形毕露。在定位方面u w b 可以提供很 高的定位精度。u w b 使用极微弱的同步脉冲可以辨别出运动着的物体，定位误差只有一 两厘米。 u w b 无线通信除了带宽大，通信速率高之外，还有更多的优点。首先，u w b 通信的 保密性强。u w b 系统的发射功率谱密度非常低，有用信息完全淹没在噪声中，被截获概 率很小，被检测的概率也很低，这一点在军事通信上有很大的应用前景。其次，u w b 通 信采用调时序列，能够抗多径衰落，多径衰落是指反射波和直射波叠加后造成的接收点信 号幅度随机变化。更重要的是，u w b 通信又被称为是无载波的基带通信，u w b 通信系统 几乎是全数字通信系统，所需要的射频和微波器件很少，这样可以减小系统的复杂性，降 低成本。可以说低成本、低功耗、高速率、简单有效的u w b 通信正是人类所期望的梦 幻般的无线通信方式。尽管u w b 系统发射的平均功率很低，但是由于它的脉冲持续时间 很短，它的瞬时功率峰值可能会很大，这会影响到许多系统的正常工作。 u w b 技术与现有其它无线通信技术有着很大的不同，它将会为无线局域n ( w l a n ) j 1 3 南京l 乜学院坝i 驯毵生学位论义第一币绪论 个人局域网( p a n ) 的接人带来低功耗、高带宽并且相对简单的解决方案。超宽带技术解决 了困扰传统无线电技术多年的诸如信道衰落、高速率时系统复杂、成本高和功耗大等重大 难题，但是u w b 通信不会很快取代现有的其它无线通信技术。虽然u w b 通信中所须的 频带宽度相当大，从5 0 0 m h z 直至几g h z 。如英特尔的样机使用的就是从2 g h z 频带至6 g h z 频带之问的4 g h z 带宽。但实际上并不存在如此之宽的空闲频带，无论采取什么办法，u w b 通信使用的频带与现有无线通信使用的频带必定会发生重叠，为了避免u w b 通信对其它 系统的干扰，u w b 用户使用前必须申请频率许可。2 0 0 2 年f c c 准许u w b 技术进人民用 领域的条件就是：“在发送功率低于美国放射噪音规定值一4 1 3 d b m m h z ( 换算成功率则为 1 m w m h z ) 的条件下可将3 1 g h z 1 0 6 g h z 的频带用于对地下和隔墙之物进行扫描的成像 系统、汽车防接雷达以及在家电终端和便携式终端闻进行测距和无线数掘通信”。发射功率 的大小决定了传输距离，按照f c c 的规定，u w b 通信在近期内将只可能用于极短距离的 无线通信，这就意味着在一定时期内u w b 将会与现有短距离无线技术共同生存，共同发 展。 然而，许多基于u w b 的通信系统的重要特性还没有被透彻研究。目前已经有众多的 文献表明u w b 技术非常适合无线通信系统，业界也对u w b 技术有所偏好。本论文的目 的就是通过分析u w b 通信信道的特性，束更深入的研究与理解u w b 技术，当然，信道 建模、干扰分析以及天线问题都需要在实现u w b 系统时进行深入研究分析的。但在室内 与室外环境下，u w b 信号的传播是未来研究的方向是对整个系统影响的重要因素，甚 至是u w b 技术成功的关键精确的描述信道特性也是众多通信系统设计的必要条件。 信道特性是指从测量数据中提取信道参数而这些参数又可用于评估系统性能。通常 数据测量有很多种方式，信道特性能通过在时域或频域测量获得，对于窄带系统的信道模 型与特性已经得到很好的建模。精准的测量数据对于建立信道模型有着举足轻重的作用， 因此为了分析信道特性首先必须有着完善而且成熟的时域或频域测量方案，这其中包括脉 冲产生以及收发天线。同样采取多样的测量方案可以保证测量数据的可靠性，因此时域和 频域的测量技术对于u w b 通信信道的研究都十分重要。 与其他电磁波一样，u w b 信号的传播受到传播媒质与材料的影响，因此在u w b 频域 范围内，研究影响电磁波传播的建筑材料的性质对于u w b 技术在室内与室外应用的限制 与范围都很有价值。尽管目前能够提供在窄带范围电磁波受到各种建筑材料影响的可靠数 据但是u w b 信道特性受到典型建筑材料影响的精确数据还需要重新测量提取。 总之，建立u w b 通信系统的无线信道模型显得极为重要，同时对信道的相关特性进 行深入的研究分析，以揭示无线信号传播的更为细致的规律。这对于理论研究和工程应用 2 南京i i j | i i u 学院坝1 + 研究生学位论义第一章绪论 都有着十分重要的意义。 1 2u w b 信道相关课题国内外研究现状 一般而言，移动无线通信信道是时变的多径信道。由于数字无线通信系统的性能很容 易受到散射、反射和折射形式的多径传播的影响，因此有必要去研究多径传播的统计特性， 从而建立合适的统计信道模型。 窄带频率范围的室内窄带电波传播问题人们已经做了大量的测量与研究，国内外的专 家学者已经提出了许多模型用柬描述多径传播的移动无线信道。 在国内外进行了大量的窄带信道测量1 1 12 】【】3 1 ，而u d e r s h 、w r b r a u n 等人的工作 】f 15 1 【l6 】提出了用菲涅耳区理论建立无线移动信道物理模型的思路和数学模型。对于大尺 度衰落( 或称为阴影衰落) ，j d p a r s o n s 等人在文献m 】【1 8 1 1 1 9 1 11 0 1 中的研究表明，大尺度的 信号统计分布成对数f 念分布。对于小尺度衰落，一般情况下，可以用r a y l e i g h 统计来很 好的模拟，而当存在一个很强的直接射线成分( 其功率超过的总功率的一半) 的时候，就 用到r i c i a n 统计模型。 对于室内窄带信道人们所做的传播测量并提出的相关模型，出于测量带宽的限制，这 些信道模型不能适用于u w b 系统的研究。随着超宽带无线通信系统逐渐成为研究的热点， 研究者致力于建立一种能够可靠和准确的对u w b 系统性能进行仿真的信道模型，目前 可用的测量数据还不移充分需要更广泛的测量数据进行全面的信道模型研究，另外，u w b 信道脉冲测量又与具体所使用的发射和接收天线有关，这更增加了这一问题的复杂性，而 且脉冲形状及其频谱同样也影响测量数据的准确性。 在评估系统性能时，基于统计方法对整个传输链路进行仿真是分析室内通信系统最为 有用的方法1 1 ，当然，这一方法需要广泛的传播测量，基于确定性2 】和统计3 l1 4 l 建模 的方法均为文献可查，最近，c a s s i o l ie t 口f 5 】给出了u w b 室内信道的仿真结果，而 c h a l i l l o ue ，a l 6 】讨论了一种用于u w b 通信系统的通用仿真器的主要结构。但是，这一课 题中仍有许多没有解决的问题，因而需要进行更多的u w b 传播测量。不同的传播环境， 不完全的测量数掘，以及不同的激励脉冲是在设计仿真器之前构建完全和可靠的信道模型 时最主要的限制因素。 对于u w b 信道建模更多贡献有s a e e ds , g h a s s e m z a d e he l 以【l1 7 8 1 ，j u r g e nk u n i s c he t a 1 9 1 ，r o b e r ta s c h o l t ze t 以【1 2 叭，v e i k k oh o v i n e ne ta 1 l 】【l2 卫，i n t e l 通过对u w b 信道 测量，已经对外公布了测量数据与结果m3 1 ，并建立了i n t e lu w b 信道模型。 由于目前国内外u w b 信道模型以及测量结果不能完全满足标准的制定，因此国际上 南京邮 b 学院坝1 ：研究生学位论义 第一章绪论 还没有通用确定u w b 信遭模型。我院与哈尔滨工业大学、桂林电子工业学院等高校合作 的自然科学基令重点项目“超宽带高速无线接入理论与关键技术”也已全面启动，并已取得 相关测量数据对u w b 通信系统实现作了理论支持。 1 3 论文的提出、研究的内容和主要贡献 综上所述，u w b 无线信道的研究工作还有很长一段路要走从信道建模到信道特性 的分析研究，从u w b 脉冲源的形成到u w b 天线的设计，最终应用u w b 技术实现无线 通信系统。但本论文着重研究目前较为流行的u w b 模型以及信道的特性，包括大尺度衰 落、小尺度衰落以及各种信道特性参数的分布即统计特性，并做了大量仿真工作，同时得 出了一些具有创新性的结论，比如对于u w b 信道，在每个s s a p d p 在l o s 环境下几乎 都有三个簇。并且形状、斜率以及持续时1 日j 都相差不大；功率路径增益p p g 服从a ，g a m m a 分稚，其中参数a 在l o s 与n l o s 坏境下均以2 位中心上下浮动。等等结论将在后续章节 一一给出。 本论文主要内容以及创新性工作如下： ( 1 )通过对过去2 0 年剥信道有突出贡献的文献来引出多径无线信道特性参数的基 本理论。介绍了无线信道特性参数及模型，包括路径损耗模型、阴影效应、 多径时延扩展、相干带宽、多径到达时间、平均多径强度分布以及多径分量 幅度分布。同时提供大量在各种测量环境下模型参数的分析，包括各种建筑 物( 实验室办公楼住家，工厂等等) 以及从5 0 0 m h z 到3 7 2 g h z 的载频范 围。 ( 2 )分析了u w b 基本概念以及与传统窄带系统的差异。然后讨论了u w b 信道模 型研究现状即建立u w b 无线信道仿真系统的理论基础，包括双射线模型、 抽头延时线( s t d l ) 模型、s ，v 模型、一足模型、单泊松模型以及i n t e lu w b 模型等，仿真分析并比较了各种模型优缺点以及适应范围，指出了当前建立 新的简单的u w b 信道模型的必要性。 ( 3 )编写了无线信道仿真器c a n a l s o l v e r 。采用国际通用软件构建方法，利用 m a t l a b 、v c + + 以及s q ls e r v e r 进行了模块化编程，软件具有友好的图形界面 ( g u i ) ，逐步将实验室历年来的研究成果编写入软件之中。软件从信道概念 刀：始，既有生动的动画演示，使初学者能迅速理解信道概念。又有丰富的信 道仿真功能，设置不同的参数，模拟不同的无线环境可方便获得信道相关 参数的波形或数值。同时将i n t e tu w b 测量数据链接在软件中，使用者通过 南京邮电学院删i j i j i _ 究生学位论义 选择即可方便获得各种测量值。 第一章绪论 ( 4 )建立s q ls e r v e r 数据库，将i n t e lu w b 测量数据本地化，能够方便提取出各 种测量值，并能提供局域网用户链接使用。并使用c a n a l s o l v e r 信道仿真系统 分析了u w b 信道小尺度衰落( 信道脉冲响应c i r ) 、大尺度衰落( 路径损耗 p l ) 、幅度路径增益( a p g ) 、功率路径增益( p p g ) 以及信道相位响应等， 并对信道相关统计特性进行了深入研究，得出了许多创新性的结论。 本论文的各章节安排如下：第二章主要通过对过去2 0 年对信道有突出贡献的文献 来引出多径无线信道特性参数的基本理论。介绍了无线信道特性参数及模型，包括路 径损耗模型、阴影效应、多径时延扩展、相干带宽、多径到达时间、平均多径强度分 布以及多径分量幅度分仰。同时提供大量在各种测量环境下模型参数的分析，包括各 种建筑物( 实验室办公楼，住家，工厂等等) 以及从5 0 0 m h z 到3 7 2 g h z 的载频范围。 第三章讨论设计u w b 无线信道仿真系统的理论基础，分析了u w b 以及窄带系统的差 异，并总结了目前流行的u w b 信道模型，在此基础上仿真分析了各种模型之间的差 异及优缺点，为u w b 无线信道仿真系统的设计实现形成了理论基础。第四章首先介 绍了u w b 无线信道仿真系统的丌发工具v i s u a lc + + 、m a t l a b 、s q ls e r v e r 2 0 0 0 ， 然后介绍了设计思想、设计方法。并最终实现了u w b 无线信道仿真系统。第血章主 要基于u w b 信道仿真系统c a n a l s o l v e r ，仿真分析了u w b 无线信道的参数的统计特 性，包括小尺度衰落、大尺度衰落。第六章对全文进行小结，并提出了下一步研究工 作。附录给出了本论文出现的缩略词解释。 南京邮r 乜学院颇i j 研究生学位论史 参考文献 【1 1 】 y p z h a n ga n dy h w a n g ，“m e a s u r e m e n t s o f p e n e t r a t i o nl o s s ，”i e e e4 4 t hv e h i c u l a rt e c h n o l o g y 1 7 4 l 1 7 4 4 第一章绪论 t h ec h a r a c t e r i s t i c so fi n d o o r c o n f e r e n c e ，v 0 1 3 ，19 9 4 ，p p g d u r g i n ，t s r a p p a p o r t ，a n dh x u ，“m e a s u r e m e n t sa n dm o d e l sf o rr a d i op a t h l o s sa n dp e n e t r a t i o nl o s si na n da r o u n dh o m e sa n d t r e e sa t5 8 5g h z ”1 e e e t r a n s a c t i o n so nc o m m u n i c a t i o n s ，v 0 1 4 6 ，n o 11 ，p p 1 4 8 4 1 4 9 6 ，n o v ，1 9 9 8 c r a n d e r s o n ，t s r a p p a p o r t ，k b a e ，a v e r s t a k ，n r a m a k r i s h n a n ，w t r a n t e r ，c s h a f f e r a n dl ，w a t s o n “i n - b u i l d i n gw i d e b a n dm u l t i p a t hc h a r a c t e r i s t i c sa t2 5 6 0 g h z ，”p r o c e e d i n g so j 、1 e e e5 6 t h v e h i c u l a rt e c h n o l o g yc o n f e r e n c e ，v 0 1 1 ，2 0 0 2 p p 9 7 - 1 0 1 u d e r s c h ，a n d e z o l l i n g e r , ”p h y s i c a l c h a r a c t e r i s t i c so fu r b a nm i c r o c e l l u l a r p r o p a g a t i o n ，”i e e et r a n s a n t e n n a sp r o p a g a t ，v 0 1 4 2 ，p p 1 5 2 8 - 1 5 3 9 ，n o v 1 9 9 4 w r b r a u n ，a n du d e r s c h ，”ap h y s i c a lm o b i l er a d i oc h a n n e lm o d e l ，”i e e et r a n sv e h t e c h n 0 1 v 0 1 4 0 ，p p 4 7 2 - 4 8 2 ，m a y19 9 1 朱洪波、高攸纲”微蜂窝多径散射环境中的电波传播特性分析”癌糖群笋学 报1 9 9 7 1 2 ( 3 ) ：3 2 1 - 3 2 7 j d p a r s o n s ， t h em o b i l er a d i op r o p a g a t i o nc h a n n e l ”，p e n t e c hp r e s s ，19 9 2 m r m h a l l ，“p r o p a g a t i o no fr a d i ow a v e s ”，t h ei n s t i t u t i o no fe l e c t r i c a le n g i n e e r s ， 1 9 9 6 k s i w i a k 、“r a d i o w a v ep r o p a g a t i o na n da n t e n n a sf o rp e r s o n a lc o m m u n i v a t i o n s ”( 2 州 e d i t i o n ) ，a r t e c hh o u s ei n c 19 9 8 吴志忠，“移动通信无线电波传播”，久碍彩詹出饭私，2 0 0 2 年9 月。 h h a s h e m i “t h ei n d o o rr a d i op r o p a g a t i o nc h a n n e l ”p r o c e e d i n go f t h ei e e e ，v 0 1 81 ， n o 7 ，p p9 4 3 - 9 6 8 ，j u l y1 9 9 3 b u g u e n ，e p l o u h i n e c ，a n dg g h a s s a y ，“ad e t e r m i n i s t i cu l t r aw i d e b a n dc h a n n e l m o d e l i n g ，”i e e ec o n f e r e n c eo nu l t r aw i d e b a n ds y s t e m sa n dt e c h n o l o g i e s ，m a y2 0 0 2 ， p p 1 - 5 f z h u ，z w u ，a n dcn a s s a r ，“g e n e r a l i z e df a d i n gc h a n n e lm o d e lw i t ha p p l i c a t i o nt o u w b ”i e e ec o n f e r e n c eo nu l t r aw i d e b a n ds y s t e m sa n dt e c h n o l o g i e s ，m a y2 0 0 2 ，p p 6 捌 川 州 捌 州 川剖 州 加m 地 n 口 n n h n n 南京邮1 u 学院颂i 研究生学位论盟 第一鼋结论 1 3 - 1 7 1 1 4 】d c a s s i o l i ，m w i n ，a n da 。m o l i s c h ，“as t a t i s t i c a l m o d e lf o rt h eu w bi n d o o r c h a n n e l ，”i e e ec o n f e r e n c eo nv e h i c u l a rt e c h n o l o g y ，5 3 r dv t c2 0 0 1 ，v 0 1 2 ，2 0 0 1 ， p p 1 1 5 9 - 1 1 6 3 1 ，15 】d c a s s i o l i ，m w i n ，a m o l i s c h ，“t h eu l t r a - w i d eb a n d w i d t hi n d o o rc h a n n e l ：f r o m s t a t i s t i c a lm o d e lt os i m u l a t i o n s ”i e e ej o u r n a fo ns e l e c t e da r e a si nc o m m u n i c a t i o n s ， v 0 1 2 0 ，n o 6 ，p p 1 2 4 7 1 2 5 7 ，a u g u s t2 0 0 2 1 16 s c h a l i l l o u ，d h e l a l ，a n dcc a t t a n e o ，“t i m e ds i m u l a t o rf o ru w bc o m m u n i c a t i o n s y s t e m s ”i e e ec o n f e r e n c eo nu l t r aw i d e b a n ds y s t e m sa n dt e c h n o l o g i e s ，m a y2 0 0 2 ， p p 6 1 1 【1 1 7 】 s s ；j a n a ，r ；r i c e ，c w ；t u r i n ，w ；t a r o k h ，v ；“as t a t i s t i c a lp a t hl o s sm o d e lf o r i n h o m eu w bc h a n n e l sg h a s s e m z a d e h ”，u l t r aw i d e b a n ds y s t e m sa n dt e c h n o l o g i e s ， 2 0 0 2d i g e s to fp a p e r s 2 0 0 2i e e ec o n f e r e n c eo n ，21 - 2 3m a y2 0 0 2p a g e s ：5 9 - 6 4 【1 18 】t u r i n ，w ；j a n a ，r ；g h a s s e m z a d e h ，s s 二r i c e ，c w ；t a r o k h ，t ；“a u t o r e g r e s s i v e m o d e l i n go fa ni n d o o ru w bc h a n n e l ”，u l t r aw i d e b a n ds y s t e m sa n dt e c h n o l o g i e s ， 2 0 0 2d i g e s to fp a p e r s 2 0 0 2i e e ec o n f e r e n c eo n ，21 - 2 3m a y2 0 0 2p a g e s ：71 - 7 4 【1 1 9 】k u n i s c h ，j ；p a m p ，j ；“m e a s u r e m e n tr e s u l t sa n dm o d e l i n ga s p e c t sf o rt h eu w b r a d i o c h a n n e l ”u l t r aw i d e b a n ds y s t e m sa n dt e c h n o l o g i e s ，2 0 0 2 d i g e s to fp a p e r s 2 0 0 2 i e e ec o n f e r e n c eo n ，2 1 2 3m a y2 0 0 2p a g e s ：1 9 - 2 3 【1 2 0 】s c h o l t z ，r a ；j o o n - y o n gl e e ；“p r o b l e m s i n m o d e l i n gu w bc h a n n e l s ”s i g n a l s , s y s t e m sa n dc o m p u t e r s ，2 0 0 2 c o n f e r e n c e r e c o r do ft h et h i r t y - s i x t ha s i l o m a r c o n f e r e n c eo n ，v o l u m e ：1 ，3 - 6n o v 2 0 0 2p a g e s ：7 0 6 7 1 1v o l ，1 1 2 1 h o v i n e n ，v ；h a m a l a i n e n ，m ；p a t s i ，t ；“u l t r aw i d e b a n di n d o o rr a d i oc h a n n e lm o d e l s ： p r e l i m i n a r yr e s u l t s ”，u l t r aw i d e b a n ds y s t e m s a n dt e c h n o l o g i e s ，2 0 0 2 d i g e s to f p a p e r s 2 0 0 2i e e ec o n f e r e n c eo n ，21 - 2 3m a y2 0 0 2p a g e s ：7 5 7 9 1 2 2 】h o v i n e n ，v ；h a m a l a i n e n ，m ；p a t s i ，t ；“u l t r aw i d e b a n dr a d i oc h a n n e lm o d e l i n gf o r i n d o o r s ”，c o s t 2 7 3 ， s u b m i t t e dt ow o r k s h o pi nh e l s i n k i ，m a y2 9 - 3 0 ，2 0 0 2 【1 2 3 h t t p ：u l t r a u s c e d t f f n e w s i t e d a t a b a s e h t m l 7 南京m b 咆学院硕i 研咒生学位论文 第二章多径室内无线信道特性参数及模型 第二章多径室内无线信道特性参数及模型 在文献中记载了许多室内传播信道的测量与建模，本章就通过对过去2 0 年对信道有 突出贡献的文献束引出多径无线信道特性参数的基本理论。一般传播统计模型具有这样 的特性参数：路径损耗、阴影效应、多径时延扩展、相干带宽、多径到达时间、平均多径 强度分布、多径分量的接收幅度分布。 对于每个特性参数，在此将给出的定义，都是系统设计员以及大多数模型广泛使用的 定义。 同时提供大量在各种测量环境下模型参数的分析，包括各种建筑物( 实验室办公楼， 住家，工厂等等) 以及从5 0 0 m h z 到3 7 2 g h z 的载频范围。 2 1 路径损耗模型 路径损耗( p l ) 通常代表向对于传输功率的本地平均接收信号能量。在实际无线信 道，在自由空阳j 不适用，一个路径损耗模型使用一个参数1 3 ，表示距离与接收功率的次方 关系： p - l ( d ) o ：” b ， 其中p 代表平均路径损耗，n 表示当距离增加时，路径损耗分量衰减程度( 行= 2 表 示自由空间传播) ，d o 是参考距离，d 是发射机与接收机的距离。 绝对平均路径损耗定义为从发射机到参考距离乩的损耗，再加上( 2 1 ) 式： 心( d ) 拈】- e l ( d o ) i d a + 1 0 n l o g l o ( d d o ) ( 2 t 2 ) 各种不同环境下的路径损耗和标准方差的典型值都在文献中给出。表2 1 是过去测量 的典型值： 南京邮电学院l i ! j li 研究生学位论空第一二章多 = f = 室内无线信i 剖寺性参数及模型 表2 1 ：在各种不同建筑物环境下测量的路径损耗分量与标准方差 建筑物类型频率( m