IMT-2000模型详解

第三代移动通信网络IMT-2000，工作环境可分为室内办公环境、室外到室内步行的环境、车载环境。对于窄带技术，只用方均根值来表征时延扩展。对于宽带技术，各信号分量的数目、强度和相对时延变得更加重要。另外，为了保证一些技术（例如，利用功率控制的那些技术）的有效应用，路径损耗模式还需包括所有同频传播链路之间的耦合，以提供精确的传播损耗预测。在有些情况下，还必须对环境的阴影衰落的瞬时变化建模。IMT-2000传播模式的关键参数有：

（1）时延扩展，它的结构和标准差。

（2）几何路径损耗规律。

（3）阴影衰落。

（4）信号包络的多径衰落特征（例如多普勒频谱、莱斯衰落、瑞利衰落）。

（5）工作频率。

1.室内办公环境

该环境的特点是小区很小，发射功率低，室内既有基站又有步行用户。方均根值（rms）时延扩展范围从35～460ns。由于墙、地板和诸如隔墙和档案柜等金属结构家具的散射和衰减，引起路径损耗规律的变化。这些物体还会产生阴影效应，可以期望具有12dB标准差的对数正态阴影效应。衰落特性范围从莱斯衰落到瑞利衰落，具有由步行速度引起的多普勒频移。这种环境的路径损耗模式是：

L_T=37+30lgd+18.3n[_{（n+1）（n+2）}-0.46] （1-2-43）

式中，d为发射机和接收机之间间距，单位是m；n为路径中的楼层数。

2.室外到室内的步行环境

这种环境的小区很小，发射功率很低。低高度天线的基站位于室外，步行用户位于街道上和建筑物或住宅内。方均根值（rms）时延扩展为100～1800ns。路径损耗可采用d^-4规律。如果在像峡谷那样的街道上有视距（LOS）路径，并且街道上有菲涅耳余隙，路径损耗服从d^-2规律。对于有更大菲涅耳余隙的区域，则适合d^-4的路径损耗规律，但是由于沿路径的树和其他障碍物的影响，可能会到d^-6的范围。标准差为10dB的对数正态阴影衰落对室外是适当的，对室内则为12dB。平均建筑物穿透损耗为18dB，标准差为10dB。瑞利衰落或莱斯衰落速率由步行速度所决定，但是由于行驶车辆反射，可能发生多次较快衰落，因此建议该环境的路径损耗模式为(https://www.xing528.com)

L_T=40lgd+30lgf+49 （1-2-44）

这种模式只对非视距（NLOS）情况有效，它描述了最恶劣情况下的传播衰落。假设传播衰落服从对数正态阴影衰落，标准差等于10dB；平均建筑物穿透损耗是18dB，其标准差为10dB。

3.车载环境

这种环境有较大的小区和较高的发射功率。在丘陵或山区地形中的道路上，方均根值时延扩展为4～12μs；市区和郊区服从对数正态阴影衰落，采用d^-4的路径损耗规律和10dB标准差。建筑物穿透损耗平均18dB，标准差为10dB。在具有平坦地形的农村地区，路径损耗低于市区和郊区。在山区地形，可以通过选择基站位置来避免路径上的障碍，此时路径损耗规律接近d^-2。瑞利衰落速率由车辆速度决定，固定用户适合较低衰落速率。这种环境可用下面的路径损耗模式：

L_T=40（1-4×10^-2Δh_b）lgd-18lgΔh_b+21lgf+80 （1-2-45）

式中，Δh_b为建筑物平均高度与基站天线高度之差，单位为（m）。

4.IMT-2000模式中的时延扩展值

大多数时间，方均根值（rms）时延扩展相对比较小，但是偶尔会遇到最恶劣多径条件，必将导致很大的方均根值时延扩展。室外环境的测量结果表明，方均根值时延扩展在同样环境下，可能有量级上的变化。时延扩展可以对系统性能产生较大影响，为了准确地估计无线传输技术的相对性能，需要对时延扩展的变化进行建模，建模位置选择在时延扩展相对很大的最恶劣情况。

IMT-2000为各种环境定义了三种多径信道。多径信道A代表经常发生的低时延扩展情况，多径信道B对应于中时延扩展情况，这种情况的发生概率极大；多径信道C对应高时延扩展情况，这种情况发生的概率则很小。表1-2-3提供了各种情况和各种信道的时延扩展方均根值。

表1-2-3 IMT-2000中方均根值（rms）时延扩展