Phân bố Rayleigh và mô hình Clark cho kênh suy giảm phẳng

ĐHCN-ĐHQG Hà nộiKhoa Điện Tử Viễn Thông1
Phân bố Rayleigh và mô hình
Clark cho kênh suy giảm phẳng
Giảng viên: PGS.TS Trịnh Anh Vũ
Nhóm 11: Nguyễn Văn Phượng
Bùi Văn Huấn
Tạ Phương Linh
ĐHCN-ĐHQG Hà nộiKhoa Điện Tử Viễn Thông2
Phân bố Rayleigh

Áp dụng:

Mô tả bản chất thống kê theo thời gian của đường bao tín hiệu suy giảm
phẳng ngoài việc dịch Doppler, hay đường bao của một thành phần đa
đường riêng rẽ.

Đặc điểm:

Dữ liệu Rayleigh fading thường được đo trong những môi trường mà
chúng ta không thể chấp nhận nó tuân theo một phân bố đặc biệt nào.

Không có thành phần tín hiệu đến trực tiếp máy thu mà không bị phản xạ
hay tán xạ (thành phần light-of-sight) với công suất vượt trội.

ĐHCN-ĐHQG Hà nộiKhoa Điện Tử Viễn Thông3
Phân bố Rayleigh

Phân bố Rayleigh có hàm mật độ xác suất:
+ σ là giá trị rms (hiệu dụng) của điện thế tín hiệu nhận
được trước khi tách đường bao.
+ σ2 là công suất trung bình của tín hiệu thu.


Xác suất để đường bao của tín hiệu nhận được không
vượt qua một giá trị R cho trước được cho bởi hàm
phân bố tích lũy:
ĐHCN-ĐHQG Hà nộiKhoa Điện Tử Viễn Thông4
•

Phân bố Rayleigh
ĐHCN-ĐHQG Hà nộiKhoa Điện Tử Viễn Thông5

Giá trị trung bình và
trung tâm của r chỉ khác
nhau 0,55dB trong tín
hiệu suy giảm Rayleigh.
Trong thực tế giá trị r
trung tâm hay được
dùng vì thích hợp với
phép đo.
Phân bố Rayleigh
Phân bố Rayleigh
ĐHCN-ĐHQG Hà nộiKhoa Điện Tử Viễn Thông6

Mô hình Ossana dựa trên giao thoa của sóng tới và
sóng phản xạ từ các bề mặt phẳng của các tòa nhà xây
dựng ngẫu nhiên.

Măc dù mô hình này dự đoán phổ công suất suy giảm
phẳng và phù hợp với phép đo ở vùng ngoại ô, nó phải
giả thiết tồn tại đường truyền thẳng giữa phát và thu và
giới hạn một dải hạn chế góc phản xạ, nên mô hình này

không thích hợp cho vùng đô thị ở đó hướng truyền
thẳng luôn bị bởi các tòa nhà hay các vật cản khác.

Mô hình Clarke dựa trên tán xạ được sử dụng trong
khu vực đô thị có nhiều các tòa nhà hay các vật cản.
Mô hình thống kê cho kênh suy giảm đa đường
ĐHCN-ĐHQG Hà nộiKhoa Điện Tử Viễn Thông7

Mô hình giả sử bộ phát cố định với anten phân cực
thẳng đứng, trường sóng tới anten di động là tổng hợp
của N sóng phẳng với góc tới và pha sóng mang tùy ý,
các sóng có biên độ trung bình bằng nhau.
Mô hình Clarke cho suy giảm phẳng

Mô hình Clarke
ĐHCN-ĐHQG Hà nộiKhoa Điện Tử Viễn Thông8
•

Mô hình Clarke cho suy giảm phẳng

9
Mô hình Clarke cho suy giảm phẳng
•

ĐHCN-ĐHQG Hà nộiKhoa Điện Tử Viễn Thông
ĐHCN-ĐHQG Hà nộiKhoa Điện Tử Viễn Thông10
•

Mô hình Clarke cho suy giảm phẳng
ĐHCN-ĐHQG Hà nộiKhoa Điện Tử Viễn Thông11

Dạng phổ do trải Doppler trong mô hình Clarke

Công suất thu tổng cộng:
+ p(α)dα là phần của công suất tới tổng cộng trong dα của
góc α
+ A là công suất trung bình nhận đượcvới anten đẳng
hướng
+ G(α) là hệ số anten di động như một hàm của góc tới

Tần số tức thời của thành phần tín hiệu đi tới với góc α:
… với là dich Doppler cực đại



ĐHCN-ĐHQG Hà nộiKhoa Điện Tử Viễn Thông12
Dạng phổ do trải Doppler trong mô hình Clarke

Phổ của công suất tín hiệu nhận S(f):

Với trường hợp anten λ/4 thẳng đứng (G(α)=1,5) và
phân bố đều p(α)=1/2π từ 0 đến 2π. Phổ tín hiệu thu là:


ĐHCN-ĐHQG Hà nộiKhoa Điện Tử Viễn Thông13
Dạng phổ do trải Doppler trong mô hình Clarke

Chọn lọc tần số do hiệu ứng Doppler:




Trường điện tạo nên
mật độ phổ công suất
băng cơ sở là:
ĐHCN-ĐHQG Hà nộiKhoa Điện Tử Viễn Thông14
Kết luận

Phân bố Rayleigh có hàm mật độ xác suất:

Giá trị trung bình và trung tâm của r chỉ khác nhau
0,55dB trong tín hiệu suy giảm Rayleigh.

Đường bao của tín hiệu r nhận được của mô hình
Clarke có phân bố Rayleigh.

Dạng trải phổ Doppler xác định dạng sóng suy giảm
trong miền thời gian, qui định tương quan thời gian và
độ dốc suy giảm.