北郵校園無(wú)線(xiàn)信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)特性分析實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、校園內(nèi)無(wú)線(xiàn)信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)特性研究班級(jí)：姓名： 學(xué)號(hào)：序號(hào)： 日期： 北京郵電大學(xué)beijing university of posts and telecommunications一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握在移動(dòng)環(huán)境下陰影衰落的概念以及正確的測(cè)試方法2 研究校園內(nèi)各種不同環(huán)境下陰影衰落的分布規(guī)律3 掌握在室內(nèi)環(huán)境下場(chǎng)強(qiáng)的正確測(cè)試方法，理解建筑物穿透損耗的概念4 通過(guò)實(shí)地測(cè)量，分析建筑物穿透損耗隨頻率的變化關(guān)系5 研究建筑物穿透損耗與建筑材料的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)原理無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)有發(fā)射機(jī)、發(fā)射天線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)信道、接收機(jī)、接收天線(xiàn)所組成。對(duì)于接收者，只有處在發(fā)射信號(hào)的覆蓋區(qū)域內(nèi)，才能保證接收機(jī)正常接收信號(hào)，此時(shí)，電波場(chǎng)

2、強(qiáng)大于等于接收機(jī)的靈敏度。因此，基站的覆蓋區(qū)的大小，是無(wú)限工程師所關(guān)心的。決定覆蓋區(qū)的大小的主要因素有：發(fā)射功率、饋線(xiàn)及接頭損耗、天線(xiàn)增益、天線(xiàn)架設(shè)高度、路徑損耗、衰落、接收機(jī)高度、人體效應(yīng)、接收機(jī)靈敏度、建筑物的穿透損耗、同波、同頻干擾。發(fā)射機(jī)接收機(jī)發(fā)射天線(xiàn)接收天線(xiàn)無(wú)線(xiàn)信道2.1大尺度路徑損耗 在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，路徑損耗是影響通信質(zhì)量的一個(gè)重要因素。大尺度平均路徑損耗：用于測(cè)量發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間信號(hào)的平均衰落，即定義為有效發(fā)射功率和平均接收功率之間的（db）差值，根據(jù)理論和測(cè)試的傳播模型，無(wú)論室內(nèi)還是室外信道，平均接收信號(hào)功率隨距離對(duì)數(shù)衰減，這種模型已被廣泛使用。對(duì)于任意的傳播距離，大尺度平

3、均路徑損耗表示為： （n依賴(lài)于具體的傳輸環(huán)境）即平均接收功率為： 其中，n為路徑損耗指數(shù)，表明路徑損耗隨距離增長(zhǎng)的速度；d0為近地參考距離；d為發(fā)射機(jī)與接收機(jī)（t-r）之間的距離。公式中的橫崗表示給定值d的所有可能路徑損耗的綜合平均。坐標(biāo)為對(duì)數(shù)對(duì)數(shù)時(shí)，平均路徑損耗或平均接收功率可表示為斜率10ndb/10倍程的直線(xiàn)。n值依賴(lài)于特定的傳播環(huán)境。例如在自由空間，n為2，當(dāng)有阻擋物時(shí)，n比2大。決定路徑損耗大小的首要因素是距離，此外，它還與接收點(diǎn)的電波傳播條件密切相關(guān)。為此，我們引進(jìn)路徑損耗中值的概念。中值是使實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)中一半大于它而另一半小于它的一個(gè)數(shù)值（對(duì)于正態(tài)分布中值就是均值）。人們根據(jù)不同的地

4、形地貌條件，歸納總結(jié)出各種電波傳輸模型。下邊介紹幾種常用的描述大尺度衰落的模型。2.2 常用的電波傳播模型 2.2.1自由空間模型自由空間模型假定發(fā)射天線(xiàn)和接收臺(tái)都處在自由空間。我們所說(shuō)的自由空間一是指真空，二是指發(fā)射天線(xiàn)與接收臺(tái)之間不存在任何可能影響電波傳播的物體，電波是以直射線(xiàn)的方式到達(dá)移動(dòng)臺(tái)的。自由空間模型計(jì)算路徑損耗的公式是： 其中是以為單位的路徑損耗，d是以公里為單位的移動(dòng)臺(tái)和基站之間的距離，f是以mhz為單位的移動(dòng)工作頻點(diǎn)或工作頻段的頻率?？諝獾奶匦越茷檎婵?，因此當(dāng)發(fā)射天線(xiàn)和接收天線(xiàn)距離地面都比較高時(shí)，可以近似使用自由空間模型來(lái)估計(jì)路徑損耗。2.2.2布靈頓模型布靈頓模型假設(shè)發(fā)射

5、天線(xiàn)和移動(dòng)臺(tái)之間是理想平面大地，并且兩者之間的距離d遠(yuǎn)大于發(fā)射天線(xiàn)的高度ht或移動(dòng)臺(tái)的高度hr。布靈頓模型的出發(fā)角度是接收信號(hào)來(lái)自于電波的直射和一次反射，也被叫做“平面大地模型”。該模型的路徑損耗公式為：?jiǎn)挝唬?d（km） ht（m）hr（m）lp（db）系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)一般把接收機(jī)高度按典型值hr=1.5m處理，這時(shí)的路徑損耗計(jì)算公式為： 按自由空間模型計(jì)算時(shí)，距離增加一倍時(shí)對(duì)應(yīng)的路徑損耗增加6db，按布靈頓模型計(jì)算時(shí)，距離增加一倍時(shí)對(duì)應(yīng)的路徑損耗要增加12db。2.2.3 egli模型前述的2個(gè)模型都是基于理論計(jì)算分析得出的計(jì)算公式。egli模型則是從大量實(shí)測(cè)結(jié)果中歸納出來(lái)的中值預(yù)測(cè)模型，屬于經(jīng)

6、驗(yàn)?zāi)Ｐ?。其路徑損耗公式為：?jiǎn)挝唬?d（km） ht（m） hr（m） f（mhz）g（db） lp（db）其中g(shù)是地下修復(fù)因子，g反映了地形因素對(duì)路徑損耗的影響。egli模型認(rèn)為路徑損耗同接收點(diǎn)的地形起伏程度有關(guān)，地形起伏越大，則路徑損耗也越大。當(dāng)用米來(lái)測(cè)量時(shí)，可按下式近似的估計(jì)地形的影響：若將移動(dòng)臺(tái)的典型高度值hr=1.5m，代入egli模型則有：2.2.4 hata-okumura模型該模型也是依據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)建立的模型，屬于經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。?dāng)hr=1.5m時(shí)，按此模型計(jì)算的路徑損耗為：市區(qū)： 開(kāi)闊地： 單位： d（km） ht（m）f（mhz）lp（db）一般情況下，開(kāi)闊地的路徑損耗要比市區(qū)小。2

7、.3陰影衰落在無(wú)線(xiàn)信道里，造成慢衰落的最主要原因是建筑物或其他物體對(duì)電波的遮擋。在測(cè)量過(guò)程中，不同測(cè)量位置遇到的建筑物遮擋情況不同，因此接收功率不同，這樣就會(huì)觀(guān)察到衰落現(xiàn)象，由于這種原因造成的衰落也叫“陰影衰落”或“陰影效應(yīng)”。在陰影衰落的情況下，移動(dòng)臺(tái)被建筑物遮擋，它收到的信號(hào)是各種繞射、反射、散射波的合成。所以，在距基站距離相同的地方，由于陰影效應(yīng)的不同，它們收到的信號(hào)功率有可能相差很大，理論和測(cè)試表明，對(duì)任意的d值，特定位置的接收功率為隨機(jī)對(duì)數(shù)正態(tài)分布即：其中，為均值為0的高斯分布隨機(jī)變量，單位為，標(biāo)準(zhǔn)差為，單位也是。對(duì)數(shù)正態(tài)分布描述了在傳播路徑上，具有相同t-r距離時(shí)，不同的隨機(jī)陰影效

8、應(yīng)。這樣利用高斯分布可以方便地分析陰影的隨機(jī)效應(yīng)。正態(tài)分布的概率密度函數(shù)是:應(yīng)用于陰影衰落時(shí)，上式的x表示某一次測(cè)量得到的接收功率，m表示以表示的接收功率的均值或中值，表示接收功率的標(biāo)準(zhǔn)差，單位為。陰影衰落的標(biāo)準(zhǔn)差同地形、建筑物類(lèi)型、建筑物密度有關(guān)，在市區(qū)的150mhz頻段其典型值是5.除了陰影衰落外，大氣變化也會(huì)導(dǎo)致慢衰落。比如一天中的白天、夜晚，一年中的春夏秋冬，天晴時(shí)、下雨時(shí)，即使在同一地點(diǎn)上，也會(huì)觀(guān)察到路徑損耗的變化。但在測(cè)量的無(wú)線(xiàn)信道中，大氣變化造成的影響要比陰影效應(yīng)小的多。下表列出了陰影衰落分布的標(biāo)準(zhǔn)差，其中的是陰影效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)差。 表1 陰影衰落分布的標(biāo)準(zhǔn)差（db）頻率（mhz）準(zhǔn)

9、平坦地形不規(guī)則地形（米）城市郊區(qū)501503001503.55.5479111345067.51115189006.581418212.4建筑物的穿透損耗建筑物的穿透損耗的大小對(duì)于研究室內(nèi)無(wú)線(xiàn)信道具有重要意義。穿透損耗也稱(chēng)為大樓效應(yīng)，一般是指建筑物一樓內(nèi)的中值電場(chǎng)強(qiáng)度和室外附近街道上中值電場(chǎng)強(qiáng)度之差。發(fā)射機(jī)位于室外，接收機(jī)位于室內(nèi)，電波從室外進(jìn)入室內(nèi)，產(chǎn)生建筑物的穿透損耗，由于建筑物存在屏蔽和吸收作用，室內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)一定小于室外的場(chǎng)強(qiáng)，造成傳輸損耗。室外至室內(nèi)建筑物的穿透損耗定義為：室外測(cè)量的信號(hào)平均場(chǎng)強(qiáng)減去在同一位置室內(nèi)測(cè)量的信號(hào)平均場(chǎng)強(qiáng)。用公式表示為：是穿透損耗，單位，是在室內(nèi)所測(cè)得每一點(diǎn)的功率

10、，單位，共個(gè)點(diǎn)，是在室外所測(cè)得每一點(diǎn)的功率，單位，共個(gè)點(diǎn)。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容利用ds1131場(chǎng)強(qiáng)儀，實(shí)地測(cè)量信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)1 研究具體現(xiàn)實(shí)環(huán)境下陰影衰落分布規(guī)律，以及具體的分布參數(shù)如何；2 研究在校園內(nèi)電波傳播規(guī)律與現(xiàn)有模型的吻合程度，測(cè)試值與模型預(yù)測(cè)值的預(yù)測(cè)誤 差如何；3 研究建筑物穿透損耗的變化規(guī)律。四、實(shí)驗(yàn)步驟4.1選擇實(shí)驗(yàn)對(duì)象n北郵南北主干道鳥(niǎo)瞰圖 這次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集地點(diǎn)我們選擇了開(kāi)闊同時(shí)無(wú)論何時(shí)人口都較為密集的南北主干道。選擇測(cè)量的頻段為廣播調(diào)頻190.75mhz。當(dāng)時(shí)測(cè)量的時(shí)間為2013年5月7號(hào)下午5：308：00，天氣晴朗，風(fēng)速為2-3級(jí)。根據(jù)測(cè)定要求，每半個(gè)波長(zhǎng)測(cè)定一次數(shù)據(jù)，則對(duì)于190.

11、75mhz而言，每個(gè)波長(zhǎng)約為1.6m，半個(gè)波長(zhǎng)為0.8m，而我們粗略計(jì)算了下，一小步的距離為0.3-0.4米，故實(shí)驗(yàn)時(shí)選定每?jī)尚〔綔y(cè)定一個(gè)數(shù)據(jù)。4.2數(shù)據(jù)采集利用場(chǎng)強(qiáng)儀對(duì)無(wú)線(xiàn)信號(hào)的電平值進(jìn)行測(cè)量， 對(duì)于室外的信號(hào)的測(cè)量， 均為每隔半個(gè)波長(zhǎng)(約0.8米，大約兩小步)記錄一個(gè)數(shù)據(jù)； 記錄多組數(shù)據(jù)。 在實(shí)驗(yàn)中，我們?cè)谥鞲傻烙杀毕蚰戏较蜻M(jìn)行測(cè)量并記錄數(shù)據(jù)。start測(cè)量行進(jìn)方向圖4.3測(cè)量注意事項(xiàng)（1）對(duì)于場(chǎng)強(qiáng)儀而言，由于其天線(xiàn)的長(zhǎng)度、方向等對(duì)于接收信號(hào)的強(qiáng)度值是有影響的，故在使用時(shí)要保證天線(xiàn)始終處于全伸直狀態(tài)，并且盡量在測(cè)定一個(gè)區(qū)域時(shí)保證其方向不變。（2）在測(cè)量時(shí)盡量保持身體的姿勢(shì)是不變的，這樣就可

12、以減少由于身體的姿勢(shì)的不同而導(dǎo)致的對(duì)于測(cè)量的干擾的不同。（3）在讀數(shù)時(shí)應(yīng)該注意，由于短期快衰落導(dǎo)致測(cè)量到的信號(hào)強(qiáng)度變化較快，有時(shí)甚至在一個(gè)比較的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)跳變，這時(shí)需要根據(jù)實(shí)際情況，在評(píng)估一段時(shí)間后選取其中的平均值進(jìn)行記錄。（4）由于測(cè)量位置一直改變，接收天線(xiàn)是移動(dòng)的，所以不能在移動(dòng)到一個(gè)點(diǎn)后馬上讀數(shù)，故移動(dòng)到某個(gè)點(diǎn)后，隔一段時(shí)間后再進(jìn)行讀數(shù)。4.4數(shù)據(jù)錄入將測(cè)量得到的數(shù)據(jù)填入excel表格，字段排列為地點(diǎn)、電平值、狀態(tài)。數(shù)據(jù)錄入時(shí)舍棄了電平絕對(duì)值大于72dbmw的無(wú)效數(shù)據(jù)。4.5數(shù)據(jù)處理流程采集到的數(shù)據(jù)有大約800組，需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行細(xì)致的處理以便得到明確的結(jié)論。下圖所示為數(shù)據(jù)處理的流程圖。數(shù)

13、據(jù)采集數(shù)據(jù)整理和錄入場(chǎng)強(qiáng)空間分布統(tǒng)計(jì)分析、擬合、作圖場(chǎng)強(qiáng)概率分布統(tǒng)計(jì)分析、擬合、作圖穿透損耗計(jì)算和結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論整理與分析導(dǎo)入matlab五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果地點(diǎn)：南北主干道磁場(chǎng)強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)分布和概率累計(jì)分布圖 數(shù)據(jù)1199數(shù)據(jù)200399數(shù)據(jù)400599數(shù)據(jù)600791matlab源程序：clear all;close all;%-讀取文件-%w2e=xlsread(data.xls,sheet1);%-轉(zhuǎn)換成矩陣-%w2e2=reshape(w2e,1,791);%-為畫(huà)平面場(chǎng)強(qiáng)圖作準(zhǔn)備-%w2e3=w2e2,zeros(1,791),1:791;w2e3=reshape(w2e3,791,3);%-南

14、北主干道-%figure(11)subplot(1,2,1);histfit(w2e2);%畫(huà)柱狀圖axis(40,75,0,75);grid on;str=南北主干道; 信號(hào)電平概率分布; title(str);xlabel(電平值(-dbmw);ylabel(樣本數(shù)量(個(gè));legend(實(shí)際樣本分布,理想概率分布線(xiàn));subplot(1,2,2);h1,s1 = cdfplot(w2e2)%畫(huà)累積概率分布圖axis(40,75,0,1);hold on;w2emean=num2str(s1.mean);w2estd=num2str(s1.std);text(56,0.23,最小值= ,n

15、um2str(s1.min);text(56,0.18,最大值= ,num2str(s1.max);text(56,0.13,均 值= ,num2str(s1.mean);text(56,0.08,中值= ,num2str(s1.median);text(56,0.03,標(biāo)準(zhǔn)差= ,num2str(s1.std);title( 對(duì)應(yīng)累積概率分布);figure(12)surf(w2e3);%畫(huà)衰落強(qiáng)度圖title(南北主干道信號(hào)電平分布圖);ylabel();xlabel();axis(600,791,1,2);caxis(40 75);colorbar(horiz);地點(diǎn)：主干道學(xué)十部分磁場(chǎng)

16、強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)分布和概率累計(jì)分布圖matlab源程序：clear all;close all;%-讀取文件-%w2e=xlsread(data.xls,學(xué)10);%-轉(zhuǎn)換成矩陣-%w2e2=reshape(w2e,1,81);%-為畫(huà)平面場(chǎng)強(qiáng)圖作準(zhǔn)備-%w2e3=w2e2,zeros(1,81),1:81;w2e3=reshape(w2e3,81,3);%-主干道學(xué)十部分-%figure(11)subplot(1,2,1);histfit(w2e2);%畫(huà)柱狀圖axis(40,75,0,20);grid on;str=主干道學(xué)十部分; 信號(hào)電平概率分布; title(str);xlabel(電平值(

17、-dbmw);ylabel(樣本數(shù)量(個(gè));legend(實(shí)際樣本分布,理想概率分布線(xiàn));subplot(1,2,2);h1,s1 = cdfplot(w2e2)%畫(huà)累積概率分布圖axis(40,75,0,1);hold on;w2emean=num2str(s1.mean);w2estd=num2str(s1.std);text(56,0.23,最小值= ,num2str(s1.min);text(56,0.18,最大值= ,num2str(s1.max);text(56,0.13,均 值= ,num2str(s1.mean);text(56,0.08,中值= ,num2str(s1.med

18、ian);text(56,0.03,標(biāo)準(zhǔn)差= ,num2str(s1.std);title( 對(duì)應(yīng)累積概率分布);figure(12)surf(w2e3);%畫(huà)衰落強(qiáng)度圖title(主干道學(xué)十部分信號(hào)電平分布圖);ylabel();xlabel();axis(1,81,1,2);caxis(40 75);colorbar(horiz);地點(diǎn)：主干道食堂部分磁場(chǎng)強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)分布和概率累計(jì)分布圖matlab源程序：clear all;close all;%-讀取文件-%w2e=xlsread(data.xls,食堂);%-轉(zhuǎn)換成矩陣-%w2e2=reshape(w2e,1,50);%-為畫(huà)平面場(chǎng)強(qiáng)圖作

19、準(zhǔn)備-%w2e3=w2e2,zeros(1,50),1:50;w2e3=reshape(w2e3,50,3);%-主干道學(xué)十部分-%figure(11)subplot(1,2,1);histfit(w2e2);%畫(huà)柱狀圖axis(40,75,0,20);grid on;str=主干道食堂部分; 信號(hào)電平概率分布; title(str);xlabel(電平值(-dbmw);ylabel(樣本數(shù)量(個(gè));legend(實(shí)際樣本分布,理想概率分布線(xiàn));subplot(1,2,2);h1,s1 = cdfplot(w2e2)%畫(huà)累積概率分布圖axis(40,75,0,1);hold on;w2emea

20、n=num2str(s1.mean);w2estd=num2str(s1.std);text(56,0.23,最小值= ,num2str(s1.min);text(56,0.18,最大值= ,num2str(s1.max);text(56,0.13,均 值= ,num2str(s1.mean);text(56,0.08,中值= ,num2str(s1.median);text(56,0.03,標(biāo)準(zhǔn)差= ,num2str(s1.std);title( 對(duì)應(yīng)累積概率分布);figure(12)surf(w2e3);%畫(huà)衰落強(qiáng)度圖title(主干道食堂部分信號(hào)電平分布圖);ylabel();xlab

21、el();axis(1,50,1,2);caxis(40 75);colorbar(horiz);地點(diǎn)：主干道學(xué)八部分磁場(chǎng)強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)分布和概率累計(jì)分布圖matlab源程序：clear all;close all;%-讀取文件-%w2e=xlsread(data.xls,學(xué)8);%-轉(zhuǎn)換成矩陣-%w2e2=reshape(w2e,1,100);%-為畫(huà)平面場(chǎng)強(qiáng)圖作準(zhǔn)備-%w2e3=w2e2,zeros(1,100),1:100;w2e3=reshape(w2e3,100,3);%-主干道學(xué)八部分-%figure(11)subplot(1,2,1);histfit(w2e2);%畫(huà)柱狀圖axis(4

22、0,75,0,25);grid on;str=主干道學(xué)八部分; 信號(hào)電平概率分布; title(str);xlabel(電平值(-dbmw);ylabel(樣本數(shù)量(個(gè));legend(實(shí)際樣本分布,理想概率分布線(xiàn));subplot(1,2,2);h1,s1 = cdfplot(w2e2)%畫(huà)累積概率分布圖axis(40,75,0,1);hold on;w2emean=num2str(s1.mean);w2estd=num2str(s1.std);text(56,0.23,最小值= ,num2str(s1.min);text(56,0.18,最大值= ,num2str(s1.max);text

23、(56,0.13,均 值= ,num2str(s1.mean);text(56,0.08,中值= ,num2str(s1.median);text(56,0.03,標(biāo)準(zhǔn)差= ,num2str(s1.std);title( 對(duì)應(yīng)累積概率分布);figure(12)surf(w2e3);%畫(huà)衰落強(qiáng)度圖title(主干道學(xué)八部分信號(hào)電平分布圖);ylabel();xlabel();axis(1,100,1,2);caxis(40 75);colorbar(horiz);地點(diǎn)：主干道花園部分磁場(chǎng)強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)分布和概率累計(jì)分布圖matlab源程序： clear all;close all;%-讀取文件-%w

24、2e=xlsread(data.xls,花園);%-轉(zhuǎn)換成矩陣-%w2e2=reshape(w2e,1,116);%-為畫(huà)平面場(chǎng)強(qiáng)圖作準(zhǔn)備-%w2e3=w2e2,zeros(1,116),1:116;w2e3=reshape(w2e3,116,3);%-主干道花園部分-%figure(11)subplot(1,2,1);histfit(w2e2);%畫(huà)柱狀圖axis(40,75,0,25);grid on;str=主干道花園部分; 信號(hào)電平概率分布; title(str);xlabel(電平值(-dbmw);ylabel(樣本數(shù)量(個(gè));legend(實(shí)際樣本分布,理想概率分布線(xiàn));subpl

25、ot(1,2,2);h1,s1 = cdfplot(w2e2)%畫(huà)累積概率分布圖axis(40,75,0,1);hold on;w2emean=num2str(s1.mean);w2estd=num2str(s1.std);text(56,0.23,最小值= ,num2str(s1.min);text(56,0.18,最大值= ,num2str(s1.max);text(56,0.13,均 值= ,num2str(s1.mean);text(56,0.08,中值= ,num2str(s1.median);text(56,0.03,標(biāo)準(zhǔn)差= ,num2str(s1.std);title( 對(duì)應(yīng)累

26、積概率分布);figure(12)surf(w2e3);%畫(huà)衰落強(qiáng)度圖title(主干道花園部分信號(hào)電平分布圖);ylabel();xlabel();axis(1,116,1,2);caxis(40 75);colorbar(horiz);地點(diǎn)：教二教三之間部分磁場(chǎng)強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)分布和概率累計(jì)分布圖matlab源程序： clear all;close all;%-讀取文件-%w2e=xlsread(data.xls,教二教三);%-轉(zhuǎn)換成矩陣-%w2e2=reshape(w2e,1,82);%-為畫(huà)平面場(chǎng)強(qiáng)圖作準(zhǔn)備-%w2e3=w2e2,zeros(1,82),1:82;w2e3=reshape(w

27、2e3,82,3);%-主干道教二教三之間部分-%figure(11)subplot(1,2,1);histfit(w2e2);%畫(huà)柱狀圖axis(40,75,0,25);grid on;str=主干道教二教三之間部分; 信號(hào)電平概率分布; title(str);xlabel(電平值(-dbmw);ylabel(樣本數(shù)量(個(gè));legend(實(shí)際樣本分布,理想概率分布線(xiàn));subplot(1,2,2);h1,s1 = cdfplot(w2e2)%畫(huà)累積概率分布圖axis(40,75,0,1);hold on;w2emean=num2str(s1.mean);w2estd=num2str(s1.

28、std);text(56,0.23,最小值= ,num2str(s1.min);text(56,0.18,最大值= ,num2str(s1.max);text(56,0.13,均 值= ,num2str(s1.mean);text(56,0.08,中值= ,num2str(s1.median);text(56,0.03,標(biāo)準(zhǔn)差= ,num2str(s1.std);title( 對(duì)應(yīng)累積概率分布);figure(12)surf(w2e3);%畫(huà)衰落強(qiáng)度圖title(主干道教二教三之間部分信號(hào)電平分布圖);ylabel();xlabel();axis(1,82,1,2);caxis(40 75);

29、colorbar(horiz);六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 由于受到傳播路徑等諸多因素的影響，故磁場(chǎng)強(qiáng)度分布呈波動(dòng)特性。理論分析表明，磁場(chǎng)強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)呈現(xiàn)高斯分布特性，針對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，可得到磁場(chǎng)強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)分布，對(duì)該分布進(jìn)行高斯擬合，即可得上面的磁場(chǎng)強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)分布。其中，藍(lán)色矩形條為直方統(tǒng)計(jì)，紅色曲線(xiàn)為高斯分布擬合曲線(xiàn)。擬合表達(dá)式為 ，擬合參數(shù)如下表所示，顯然擬合情況存在一定的偏差。 下表給出擬合表達(dá)式所用參數(shù)：圖書(shū)館周?chē)鷶M合參數(shù)表位置南北主干道-56.75.46學(xué)十部分-61.64.99食堂部分-61.44.80學(xué)八部分-58.013.59花園部分-52.44.13教二教三之間部分-54.865.31

30、由概率累計(jì)分布圖所示，斜率越大則表明磁場(chǎng)的分布區(qū)間越窄，即分布越集中。可以看出幾個(gè)方向的圖基本符合s型曲線(xiàn)，其中學(xué)八部分的圖最漂亮，且中間斜率較高，信號(hào)強(qiáng)度較為集中。由此可以看出學(xué)八部分信號(hào)較其他方向更為穩(wěn)定。 但圖中某些區(qū)間內(nèi)，出現(xiàn)了一個(gè)短暫的下降。原因如下： 1、由于采集的點(diǎn)數(shù)為200個(gè)，樣本數(shù)量有限，而正態(tài)曲線(xiàn)是大量數(shù)據(jù)擬合得出的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，因此在統(tǒng)計(jì)意義上有一定的誤差。 2、由于當(dāng)時(shí)采樣時(shí)有比較強(qiáng)烈的風(fēng)存在，導(dǎo)致樹(shù)木等不斷搖擺，同時(shí)由于測(cè)量時(shí)有車(chē)輛、人群經(jīng)過(guò)，對(duì)于測(cè)量而言都為干擾，因此造成測(cè)量的精度不夠。 3、場(chǎng)強(qiáng)儀由于環(huán)境因素導(dǎo)致顯示的數(shù)值不斷的發(fā)生跳變，因此人為估算時(shí)造成的誤差。 從

31、主干道接收強(qiáng)度分布圖來(lái)看，在測(cè)量到某些點(diǎn)時(shí)信號(hào)強(qiáng)度發(fā)生了突然的很大的衰減，這是由于此時(shí)測(cè)量地點(diǎn)正好經(jīng)過(guò)兩座建筑之間，在這段距離里，由于兩邊是相對(duì)封閉的區(qū)域，經(jīng)過(guò)建筑物的遮擋，導(dǎo)致信號(hào)的衰落陡然加大，故測(cè)量的信號(hào)強(qiáng)度變小。但從總體來(lái)看，信號(hào)強(qiáng)度在主干道上由北向南是比較均勻的。 綜上分析可知，校園內(nèi)的總體信號(hào)強(qiáng)度強(qiáng)度狀況還是不錯(cuò)的。對(duì)于實(shí)際的室外模型而言，陰影衰落服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布規(guī)律。接收信號(hào)強(qiáng)度概率分布滿(mǎn)足正態(tài)分布規(guī)律。 在距離發(fā)射基站比較近的區(qū)域，信號(hào)強(qiáng)度較強(qiáng)，在較遠(yuǎn)的地方信號(hào)強(qiáng)度較弱。由近至遠(yuǎn)呈現(xiàn)出大尺度的衰落規(guī)律。 在個(gè)別區(qū)域，由于周?chē)ㄖ?、?shù)木的遮擋以及人群、車(chē)輛等的流動(dòng)因素，使得這些

32、區(qū)域信號(hào)出現(xiàn)急劇的衰減。從大的范圍來(lái)說(shuō)，經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ途哂幸欢ǖ母爬ㄐ院徒y(tǒng)計(jì)意義，在實(shí)測(cè)信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)時(shí)需要根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行校正。七、任務(wù)分工： 數(shù)據(jù)測(cè)量，matlab編程。： 數(shù)據(jù)測(cè)量，報(bào)告撰寫(xiě)。： 數(shù)據(jù)測(cè)量，錄入。8、 實(shí)驗(yàn)心得 這次試驗(yàn)是我們走出實(shí)驗(yàn)室在校園內(nèi)進(jìn)行的一次有趣的實(shí)驗(yàn)。我和另兩位同學(xué)一起進(jìn)行了南北主干道的場(chǎng)強(qiáng)測(cè)試，從北門(mén)到南門(mén)，一小步測(cè)一個(gè)數(shù)，并詳細(xì)記錄測(cè)試地點(diǎn)周?chē)恼趽鹾铜h(huán)境變化。平時(shí)輕輕松松就能走完的一段路，沒(méi)想到那天測(cè)完的時(shí)候竟然這么累，不過(guò)實(shí)驗(yàn)很有意思，我也收獲了不少。 在電磁場(chǎng)課本還有現(xiàn)代通信技術(shù)課本上我們都學(xué)到無(wú)線(xiàn)通信的原理以及環(huán)境對(duì)無(wú)線(xiàn)通信造成的影響。短期快衰落和長(zhǎng)期慢衰落、自由空間路徑損耗、各種模型損耗等等概念，通過(guò)課本并不能好好體會(huì)，但是通過(guò)這次切實(shí)的實(shí)驗(yàn)，我體會(huì)到了這些衰落和損耗的含義和區(qū)別。我覺(jué)得這種接觸真正社會(huì)真實(shí)在用的工程或數(shù)據(jù)的機(jī)會(huì)非常珍貴。相比于在學(xué)生實(shí)驗(yàn)室、用學(xué)生實(shí)驗(yàn)儀器，這種機(jī)會(huì)更能讓我們了解當(dāng)今社會(huì)在使用的技術(shù)，更能讓我們“學(xué)在當(dāng)下”，而不是仍然沉浸在書(shū)本中做實(shí)驗(yàn)。 我很喜歡這次實(shí)驗(yàn)，我負(fù)責(zé)了部分?jǐn)?shù)據(jù)測(cè)試，在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，我負(fù)責(zé)的是matlab編程和作圖的工作。在分析電磁環(huán)境數(shù)據(jù)的同時(shí)也提高了我的編程能力，了解了更多matlab函數(shù)。收獲很多。 在本次實(shí)驗(yàn)中，最大的收獲