Как теоретические, так и экспериментальные исследования подтвердили, что принимаемая мощность изменяется по логарифмическому закону.
Этот закон выполняется как для радиолиний вне зданий, так и внутри их.
Средние крупномасштабные потери при произвольном расстоянии излучатель - приемник описываются выражением
(2.1)
или в логарифмическом масштабе
, дБ, (2.2)
где n - показатель степени, который показывает, с какой скоростью возрастают потери передачи от расстояния; d0 - расстояние от излучателя до границы отсчета, d - расстояние между излучателем и приемником. Черта в (2.1), (2.2) означает среднее из возможных значений потерь для данного расстояния d. На диаграмме в логарифмическом масштабе график ослабления описывается наклонной прямой с коэффициентом наклона 10. n дБ на декаду. Показатель n зависит от конкретных параметров среды распространения.
Таблица. Показатель n ослабления поля для различных условий распространения радиоволн
| Среда | Показатель n |
| Свободное пространство | 2 |
| Сотовая связь в городе | 2.7 - 3.5 |
| Сотовая связь в городе в тени | 3 - 5 |
| В зданиях при прямой видимости | 1.6 - 1.8 |
| Препятствия, загромождения в зданиях | 4 - 6 |
Важно правильно выбрать подходящее расстояние d0 для исследования условий распространения. В сотовой связи с большими зонами действия обычно используется расстояние 1 км, в микросотовых системах много меньше - 100 м. Это расстояние должно соответствовать дальней зоне антенны для исключения эффектов ближнего поля. Эталонное значение ослабления рассчитывается с помощью формулы распространения в свободном пространстве или через поля, измеренные на расстоянии d0.
Уравнение (2.2) не учитывает того, что параметры среды могут быстро изменяться между измерениями.
Измерения показали, что величина ослабления мощности в радиоканале описывается нормально-логарифмическим (равномерным в дБ) законом:
, дБ, (2.3a)
и
, дБ, (2.3б)
где xs - случайная величина c нормально-логарифмическим законом распределения со стандартной девиацией s, дБ.
Данные формулы могут быть использованы для расчета поля в реальных системах связи при наличии случайных ослабляющих сигнал факторов. На практике величины n и s обычно определяются из экспериментальных исследований (рис.12).
Поскольку значение PL (d) - случайная величина с нормальным распределением по шкале дБ от расстояния d, также случайно распределена и функция Pr (d). Для определения вероятности того, что принятый сигнал будет выше (или ниже) особого уровня, может быть использована функция Q:
, (2.4а)
где выполняется условие
. (2.4б)
Вероятность того, что принятый сигнал будет выше некоторой заданной величины g, может быть вычислена из накопительной функции плотности как
. (2.5)
Аналогично вероятность того, что принятая мощность будет меньше g:
(2.6)
Рис.12. Экспериментальные данные, иллюстрирующие ослабление радиоволн в условиях города (приведены данные измерений ослабления мощности радиоканалов для 6 городов Германии, из этих экспериментальных данных определены параметры n=2.7, s=11.8 дБ)
Дата: 2019-07-30, просмотров: 271.
