传播模型测试与校正

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1、传播模型测试与校正,移动研究所网规网优部,学习完本课程，你将能够： 了解移动通信的电波传播特性及常用传播模型 掌握CW测试与校正的一般流程、步骤及方法 掌握CW测试数据整理与校正,课程目的,目录,传播模型测试概述 测试工具 CW测试 传播模型校正,目的 针对各个地区不同的地理环境进行测试，通过分析与计算等手段对传播模型的参数进行修正，最终得出最能反映当地无线传播环境的、最具有理论可靠性的传播模型，从而提高覆盖预测的准确性。,传播模型测试概述,目的,所处位置,所处位置,传播模型测试概述,无线电波传播的方式,传播模型测试概述,被阻挡 电波被吸收=附加损耗 反射电波=时延 多径传播 移动环境 各种多

2、径具有随即幅度和相位 信号在时间上被扩展 建筑/汽车穿透损耗 衍射，附加损耗 用统计预测 概率=可靠接收,各种环境下的传播,传播模型测试概述,无线电波的衰落,传播模型测试概述,大尺度-中值信号 大尺度的传播机制用来描述区域均值、它具有幂定律传播特征，即中值信号功率与距离长度增加的某次幂成反比关系。 中尺度-阴影衰落 中尺度的传播机制描述的是阴影衰落，它是重叠在大尺度传播特性的中值电平上的平均功率变化，当用分贝表示时，这种变化趋于正态分布，因而又称为对数正态阴影。 小尺度-瑞利衰落 小尺度的传播机制用于描述多径衰落，它通常服从瑞利概率密度函数，又称为瑞利衰落。,无线电波的衰落,传播模型测试概述,

3、通常，根据传播环境的不同，将规划区域分为密集城区DU、一般城区MU、郊区SU及农村RU四类环境。,无线传播环境的划分,传播模型测试概述,密集城区,一般城区,错综复杂的楼群没有明显的分界线，典型的街道不是平行的，而是交错的，建筑物平均高度低于40m，平均密度大于35%。,建筑可较明显地区分为建筑群区(块)，建筑物平均高度低于40m，平均密度为8-35% 。,无线传播环境的划分,传播模型测试概述,郊区,远郊或乡村,有明显大街道的大片区域，建筑物一般为30m*30m，经常看到零散的房屋，且有植被覆盖，建筑物平均高度低于20m，平均密度为3-8% 。,大的较空旷的区域中零散的分布着小的建筑物，其平均高

4、度低于20m，平均密度小于3% 。,无线传播环境的划分,传播模型测试概述,经验型宏蜂窝传播模型,传播模型测试概述,HATA的三点假设 作为两个全向天线之间的传播损耗处理； 作为准平滑地形而不是不规则地形处理； 以城市市区的传播损耗公式作为标准，其他地区采用校正公式进行修正。 适用条件 f为1501500MHz； 基站天线有效高度为30200米； 移动台天线高度为110米； 通信距离为135km；,OKUMURA-HATA模型,传播模型测试概述,传播损耗公式,修正因子 城区类型：郊区、开阔地、准开阔地、农村等； 地形类型：丘陵、斜坡、孤立山峰、水陆混合； 城市特有的修正因子：街道走向、建筑物密度

5、；,OKUMURA-HATA模型,传播模型测试概述,COST-231模型 思想与Okumura-Hata模型一样； 也是利用测试数据拟合的结果； 在1800频段比Okumura-Hata模型更合适； 修正因子同OKUMURA-HATA模型,COST-231-HATA模型,传播损耗公式,传播模型测试概述,适用条件 GSM900/1800 基站天线有效高度为30200米； 移动台天线高度为110米； 通信距离为120km； 准平滑地区、城区、郊区、开阔地、丘陵、山地、水域等； 基本思想 统一Okumura-Hata模型和Cost-231模型的公式； 在城区和地形修正因子基础上，增加了地物的修正因子

6、； 各个参数K都是可以利用测试数据进行修正。,通用模型,传播模型测试概述,Path loss = k1 + k2log(d)+ k3Hms + k4log(Hms) +k5log(Heff) + k6log(Heff)log(d) + k7Diff + Clutter Loss,K1 衰减常数 K2 距离衰减常数 K3，K4 移动台天线高度修正系数 K5，K6 基站天线高度修正系数 K7 绕射修正系数 Diff 绕射损耗值 Clutter Loss 地物衰减修正值 d 基站与移动台之间距离(Km) Hms 移动台天线有效高度(m) Heff 基站天线有效高度(m),通用模型,传播损耗公式,传播

7、模型测试概述,移动环境中实际接受信号电平是快衰落叠加在慢衰落信号之上形成 预测短期衰落几乎是不可能的，对于电波传播损耗都是估计的中值损耗，所以信号场强的预测又称为信号中值场强预测,传播模型测试原理,传播模型测试概述,移动环境是复杂与多变的，对接收信号中值进行准确计算也是相当困难的。 工程上做法是，在大量场强测试的基础上，经过对数据的分析与统计处理，找出各种地形与地物下的传播损耗与距离、天线高度、工作频率的关系，给出传播特性的计算公式，并建立对应的传播预测模型，从而能用较简单的方法预测接收信号的中值。 由于传播模型校正的数据用的是测试点的中值场强值，因此应消除快衰落的影响。 William C.

8、Y.Lee的理论认为，在进行数据采集时，在平均采样区间长度为40个波长间隔内，采36或最多50个抽样点能有效的去除快衰落的影响。,传播模型的建立,传播模型测试概述,目录,传播模型测试概述 测试工具 CW测试 传播模型校正,测试工具,测试工具清单,测试工具清单,测试工具,目录,传播模型测试概述 测试工具 CW测试 传播模型校正,测试站点的选择 测试路线的选择 测试环境的搭建 数据的采集处理 形成CW测试报告,CW测试,提纲,站点选择的步骤 确定测试区域 划分测试区域（根据无线传播环境的划分） 初步确定待测点 待测站点的勘查 筛选站点 输出测试站点选择报告,测试站点的选择,CW测试,站点选择的原则

9、 站点周围不能有明显的遮挡； 天线挂高应和适用该区域模型大致需要的天线挂高接近； 对每种细分后的测试区域选择24个测试站点，利用多个站点的测试数据进行合并校模，消除位置因素的影响； 对小城市的测试，可以直接在市中心处选择一个典型的站点，然后围绕该站点进行测试。 对于中等城市，可以考虑用两种传播模型表征：密集和郊区； 测试站点周围应包含足够的地物类型，并有相当数量的道路以便测试时各种地物都能到达； 测试站点所在楼面不能太大。,测试站点的选择,CW测试,测试路线的选择步骤 了解大概的地理环境 指定测试路线 制作测试路线图 输出测试路线选择报告,测试路线的选择,CW测试,测试路线的选择原则,理论路线

10、1 理论路线2,测试路线的选择,CW测试,测试路线的选择举例,测试路线的选择,CW测试,测试环境的搭建,CW测试,李氏定理 r(x) = m(x)r0(x) 上式表示为： 当2L取40个波长，采样点为30-50个时，能有效得达到“消除快衰落，保留慢衰落”的目的-李氏定理 数据处理过程 数据过滤 数据的地理平均,数据的采集处理,CW测试,传播模型测试工作总结内容 对传播模型测试工作进行全面的总结，包括经验、问题等，并输出总结报告； 对传播模型测试的资料进行评审归档，包括原始数据、输出报告、工作总结、现场工作评价单等； 与客户就传播模型测试总结工作进行交流及可能的培训，得到客户的认可。,形成CW测

11、试报告,CW测试,目录,传播模型测试概述 测试工具 CW测试 传播模型校正,电子地图的准备 测试数据的整理导入 测试数据的滤除 粗校 细校 形成传播模型测试报告,提纲,传播模型校正,电子地图格式 PlanetEET 精度要求,电子地图的准备,传播模型校正,测试数据的整理导入 做好每个测试站点的头文件和数据文件，头文件和数据文件格式可参考下面两个文件。 可将每个站点测试文件逐个导入ASSET中，也可将某几个站点的文件进行合并，联合校正。,测试数据的整理导入,传播模型校正,测试数据的滤除 过滤远端数据 过滤近端数据 滤除“波导效应” 滤除掉其它明显异常的数据点，如特别离散的点或者采样点太少的点。,

12、测试数据的滤除,传播模型校正,K1,K2 通过调整K1和K2值，使其输出的Error. vs log (distance)图中的Gradient=0dB/dec，Intercept=0dB。,粗校,传播模型校正,K7 在校正K7因子时不能包括直射信号Line of Sight（LOS）在内，因此需要滤除Non-LOS信号。 在滤除这些信号之后通过不断地调整K7，使Analysis输出报告中的模型Mean Error=0。,粗校,传播模型校正,K6及K1的再校正 在得到K7绕射因子后，将LOS信号恢复。 再将Error. Vs log (distance)图输出，看Gradient是否为零，不为

13、零则通过不断地调整K6使Gradient0。 然后看Analysis输出报告中的模型Mean Error是否为零，如果不为零则不断调整K1，使模型Mean Error为零。,粗校,传播模型校正,Clutter,K6与K1的联合调整 看Analysis输出报告中的各种地物的Mean Error是否为零，不为零的通过不断调整各自的Clutter Offset使各种地物的Mean Error=0。 Clutter offset调整后，此时Error. Vs log (distance)图中的Gradient和Intercept可能都不为零。此时就还需要通过调整K6，使Gradient0； K6校正后

14、（即Gradient0）看模型Mean Error是否为零，如果不为零则不断调整K1，使模型Mean Error为零。 看是不是有部分的地物的Mean Error又不为零了，所以又需要调整这些地物的Clutter Offset，因此Clutter Offset、K6和K1的校正不断地交替进行 ； 达到（Gradient=0dB/dec Intercept=0dB）的同时各种地物的Mean Error也为0，模型的Mean Error也为0,粗校,传播模型校正,dthrough的设置，地物修正因子的精确校正 选用不同绕射计算方法，对K7进行精细校正 多种天线高度计算方法，对K3-K6进行精细校正 两段式模型-近场、远场 注意 ASSET也支持自动校正，只要提供良好的测试数据并设置好参数，ASSET即可自动校正，输出最终的校模结果。,细校,传播模型校正,传播模型校正结果举例,市区 k1=158.07，k2=37.02，k3=-2.55，k4=0，k5=-13.82，k6=-6.55，k7=0.1,传播模型校正,传播模型校正结果举例,郊区 k1=152.14，k2=20.23，k3=-2.55，k4=0，k5=-13.82，k6=-6.55，k7=0.39,传播模型校正,谢 谢！,