Pfadverlustexponenten für verschiedene Radioumgebungen

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Zusammengefasst: Log-Distance-Pfadverlustmodell

Hinzu kommt noch Abschattung und Atmosphärische Dämpfung

Ein durch theoretische Überlegungen (z.B. Two-Ray-Ground-Überlegung) und empirische Belege (siehe z.B. Diskussion in Rappaport) etabliertes Modell: Friis-Gleichung mit allgemeinem Pfadverlustexponenten

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Pfadverlustexponenten für verschiedene Radioumgebungen

Bildquelle: Theodore S. Rappaport, Wireless Communications, 2nd ed., Prentice Hall, 2002

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Verallgemeinerung: Log-Normal-Shadowing

Das Log-Distance-Pfadverlustmodell stellt den mittleren Pfadverlust für eine gegebene Distanz d dar

Für zwei individuelle Knoten kann der konkrete Pfadverlust aufgrund unterschiedlicher Ausbreitungswege verschieden sein

Ein durch empirische Studien in der Literatur etabliertes Modell (vgl.

Rappaport): ...

An der Tafel notiert

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Praktisches Vorgehen, zur Bestimmung von PL(d

₀

), n und 

Wähle geeignetes d₀

 im Fernfeld

 üblicher Sender- Empängerabstand üblicherweise ¸ d₀ Bestimme PL(d₀)

 z.B. theoretisch nach Friis- Gleichung oder

 Empirisch durch mittel über viele unabhängige

Messungen bei Abstand d₀ Bestimme unabhängige empirische

Messdaten für wachsende Distanz

Bestimme für empirische

Messdaten das beste n und  (z.B. Lineare-

Regressionsmethode; d.h.

mittlere quadratische

Abweichung von Messdaten und Modelldaten sind minimal)

Bildquelle: Theodore S. Rappaport, Wireless Communications, 2nd ed., Prentice Hall, 2002

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Ein vereinfachtes Beispiel (vgl. Rappaport S. 143)

Distanz zum Sender Empfangene Leistung 100 m (Referenzdistanz) 0 dBm

200 m -20 dBm

1000 m -35 dBm

3000 m -70 dBm

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Typical parameters for lognormal shadowing model

Lognormal shadowing model is characterized by

, ², PL(1m) (path loss at reference distance d₀)

Quelle: Mobile Communications - Ch. 2 - Wireless Transmission, Prof. Dr. Holger Karl

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Randbemerkung: Ray-Tracing als Alternative zur Modellierung

von Signalausbreitung

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Zwischenbilanz

Bisher haben wir nur das Problem der Dämpfung und der sich überlagernden Wellen betrachtet

Mehrwegeausbreitung führt auch noch zu einem weiteren Problem

Intersymbol-Interferenz (ISI): Interferenz mit Nachbar-Symbolen

signal at sender

signal at receiver LOS pulses multipath

pulses

Bildquelle: Jochen Schiller, „Mobilkommunikation“, 2te überarbeitete Auflage, 2003

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Zwischenbilanz

Ein weiterer Fakt, der die drahtlose Kommunikation verkompliziert:

Signale bestehen häufig aus vielen Sinusoiden unterschiedlicher Frequenz (siehe noch zu behandelndes Thema Modulation)

Die behandelten Effekte sind in der Regel auch noch Frequenzselektiv Das bedeutet: die Effekte wirken sich unterschiedlich stark auf das

Frequenzspektrum des Signals aus; was das Signal noch zusätzlich verzerrt

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Übersicht

Elektromagnetische Wellen

Frequenzen und Regulierungen Antennen

Signale

Signalausbreitung

 Motivation

 Statische Knoten

 Mobile Knoten

 Zusammenfassung Multiplex

Modulation

Bandspreizverfahren Codierung

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Auswirkungen der Mobilität

Übertragungskanal ändert sich mit dem Ort der Mobilstation und der Zeit

 Übertragungswege ändern sich

 unterschiedliche Verzögerungsbreite der Einzelsignale

 unterschiedliche Phasenlage der Signalanteile

 kurzzeitige Einbrüche in der Empfangsleistung (schnelles Fading) Zusätzlich ändern sich

 Entfernung von der Basisstation

 Hindernisse in weiterer Entfernung

 langsame Veränderungen in der

(durchschnittlichen) Empfangsleistung (langsames Fading)

langsames Fading

t Leistung

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Mehrwegeausbreitung ohne dominanten Pfad

Herleitung des Rayleigh-Fadings an der Tafel