Zusammengefasst: Log-Distance-Pfadverlustmodell

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1 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 An der Tafel notiert Bildquelle: 54

2 Pfadverlustexponenten für verschiedene Radioumgebungen Bildquelle: Theodore S. Rappaport, Wireless Communications, 2nd ed., Prentice Hall,

3 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 56

4 Praktisches Vorgehen, zur Bestimmung von PL(d 0 ), n und Wähle geeignetes d 0 im Fernfeld üblicher Sender- Empängerabstand üblicherweise d 0 Bestimme PL(d 0 ) z.b. theoretisch nach Friis- Gleichung oder Empirisch durch mittel über viele unabhängige Messungen bei Abstand d 0 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,

5 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 58

6 Typical parameters for lognormal shadowing model Lognormal shadowing model is characterized by, 2, PL(1m) (path loss at reference distance d 0 ) Quelle: Mobile Communications - Ch. 2 - Wireless Transmission, Prof. Dr. Holger Karl 59

7 Randbemerkung: Ray-Tracing als Alternative zur Modellierung von Signalausbreitung 60

8 Zwischenbilanz Bisher haben wir nur das Problem der Dämpfung und der sich überlagernden Wellen betrachtet Mehrwegeausbreitung führt auch noch zu einem weiteren Problem LOS pulses multipath pulses signal at sender signal at receiver Intersymbol-Interferenz (ISI): Interferenz mit Nachbar-Symbolen Bildquelle: Jochen Schiller, Mobilkommunikation, 2te überarbeitete Auflage,

9 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 62

10 Übersicht Elektromagnetische Wellen Frequenzen und Regulierungen Antennen Signale Signalausbreitung Motivation Statische Knoten Mobile Knoten Zusammenfassung Multiplex Modulation Bandspreizverfahren Codierung 63

11 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 Leistung Hindernisse in weiterer Entfernung langsame Veränderungen in der (durchschnittlichen) Empfangsleistung (langsames Fading) langsames Fading schnelles Fading t 64

12 Mehrwegeausbreitung ohne dominanten Pfad Herleitung des Rayleigh-Fadings an der Tafel 65