Free space propagation model(자유공간 전파 모델)은 Tx와 Rx 사이에 아무런 장애물이 없는 channel model이다. 이러한 상태는 에너지를 흡수하는 기체들도 존재 하지 않으며 무선신호가 산란되지도 않는 진공상태 같다. 즉, 채널에 LOS만이 존재하게 된다. 이 자유공간 모델에서 수신되는 신호의 전력은 아래와 같다.
이 중에 system loss factor L은 전송 라인에서 발생하는 감쇄, 필터에 의한 손실, 안테나 손실 등을 포함하는 시스템 하드웨어의 손실을 의미한다. 위 식을 통해 자유공간 모델에서 수신 전력은 거리 d에 제곱에 비례해 감소하는 것을 알 수 있다. 이 식에서 안테나 이득과 시스템 손실계수를 적용하지 않으면 아래와 같은 자유공간 모델의 경로 손실을 구할 수 있다.
자유 공간 경로 손실 모델뿐만 아니라 대부분의 경로 손실 모델에서는 거리 d에 따라서 loarithmically하게 평균 전력이 감소한다. 이러한 손실 모델을 Log-distance path loss model이라 한다. 자유 공간 뿐만 아니라 일반화된 경로 손실 지수 n을 이용하여 아래와 같이 사용한다.
where : 기준거리
n : 아래 표 참조.
Free space path loss model과 log-distance path loss models은 송,수신기 사이의 환경 변화에 따른 경로 손실 변화를 반영 하지 않는다. 이러한 상황을 반영한 경로 손실 모델을 log-normal shadowing model이라 한다. 이 log-normal shadowing 모델은 아래와 같이 표현한다.
는 sigma의 표준 편차를 가지고 있는 평균이 0인 Gaussian 랜덤 변수이며 분산은
이다.
Reference
- Sung-joon Park(Dept. of EE, Kangnung National University), '7+Large+scale+fading.pdf'
- 조용수,김재권,양원영, 'MIMO-OFDM 무선통신과 MATLAB', 홍릉과학출판사
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