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1、无线网络规划基础,课程目标,熟悉无线电波传播原理，为后续的链路预算等做理论准备。 介绍天线有关知识，常用指标含义。 了解射频的基础知识，以及无线网络规划优化中经常使用的器件和仪器等 。 了解数字电子地图的相关知识。,学习完本课程，您将能够：,课程内容,T,第一章 无线电波知识 第二章 天线的知识介绍 第三章 射频基础知识 第四章 数字电子地图,第一章 无线电波知识,第一节 无线电波基本原理 第二节 无线电波传播特性 第三节 无线电波传播模型 第四节 电波传播模型校正,基本原理无线频谱,不同的频段内的频率具有不同的传播特性,基本原理电磁波的传播,无线电波在空间传播时，其电场方向是按一定的规律而变
2、化的，这种现象称为无线电波的极化。无线电波的电场方向称为电波的极化方向。 如果电波的电场方向垂直于地面，为垂直极化波 如果电波的电场方向与地面平行，为水平极化波,基本原理传播途径,直射波及地面反射波 （最一般的传播形式）,对流层反射波 （传播具有很大的随机性）,山体绕射波 （阴影区域信号来源）,电离层反射波 （超视距通讯途径）,建筑物反射波 绕射波 直达波 地面反射波,基本原理传播路径,第一章 无线电波知识,第一节 无线电波基本原理 第二节 无线电波传播特性 第三节 无线电波传播模型 第四节 电波传播模型校正,无线传播环境,电波传播受地形结构和人为环境的影响，无线传播环境直接决定传播模型的选取
3、。影响环境的主要因素：自然地形（高山、丘陵、平原、水域）人工建筑的数量、分布、材料特性该区域植被特征天气状况自然和人为的电磁噪声状况,准平滑地形 表面起伏平缓，起伏高度小于 等于20米的地形不规则地形 除了准平滑地形之外的其余地形，可按状态分为：丘陵地形、孤立山岳、倾斜地形、水陆混合地形等,地形分类,信号衰落,抗快衰落措施分集,信号分集,时间分集 符号交织、检错、纠错编码、RAKE接收机技术 空间分集 采用主、分集天线接收。主、分集天线的接收信号不具有同时衰减的特性。基站接收机对一定时间范围内不同时延信号的均衡能力也是一种空间分集的形式。 频率分集 GSM采用跳频 CDMA采用扩频技术,电波时
4、延扩展,起源于反射，主要指到达接收机的主信号和其他多径信号在空间传输时间差异而带来的同频干扰问题 发射信号来自远离接收天线的物体,绕射损耗,电磁波在绕射点四处扩散 绕射波覆盖除障碍物外的所有方向 扩散损耗最为严重 计算公式复杂，随不同绕射常数变化,电磁波穿透墙体的反射和折射,穿透损耗（1）,室内信号取决于建筑物的穿透损耗 室内窗口处与室内中部信号差别较大 建筑物材质对穿透损耗影响较大 电磁波的入射角对穿透损耗影响较大,穿透损耗（2）,物体阻挡/穿透损耗为： 隔墙阻挡：520dB 楼层阻挡：20dB， 室内损耗值是楼层高度的函数，-1.9dB/层 家具和其它障碍物的阻挡： 215dB 厚玻璃：
5、610dB 火车车厢的穿透损耗为：1530dB 电梯的穿透损耗： 30dB左右 茂密树叶损耗：10dB,第一章 无线电波知识,第一节 无线电波基本原理 第二节 无线电波传播特性 第三节 无线电波传播模型 第四节 电波传播模型校正,常用传播模型,自由空间传播模型 Okumura(奥村)/Hata模型 COST231-Hata模型 COST231 Walfish-Ikegami模型 Keenan-Motley模型 计算机辅助计算模型,Lo=91.48+20lgd, for f=900MHz Lo=97.98+20lgd, for f=1900MHz Lo=99+20lgd, for f=2100M
6、Hz,自由空间传播模型,自由空间传播模型适用于具有各向同性传播介质（如真空）的无线环境，是理论模型。该环境在现实中并不存在，但空气介质近似于各向同性介质。,适用范围：频率范围 f: 1501500MHz基站天线高度 Hb: 30200m移动台高度 Hm: 110m距离 d: 120km,Okumura-Hata模型,宏蜂窝模型 基站天线高度高于周围建筑物 1km以内预测不适用 频率超过1500MHz以上时不适用,适用范围：频率范围 f: 15002000MHz基站天线高度 Hb: 30200m移动台高度 Hm: 110m距离 d: 120km,宏蜂窝模型 基站天线高度高于周围建筑物 1km以内
7、预测不适用 频率超过2000MHz或低于1500MHz时不适用,COST 231-Hata模型,适用范围：频率范围 f: 8002000MHz基站天线高度 Hbase: 450m移动台高度 Hmobile: 13m距离 d: 0.025km建筑物高度 Hroof (m)路面宽度 w (m)建筑物间距 b (m)相对直射波方向的街道走向 ( ),COST 231 Walfish-Ikegami模型,市区环境，宏蜂窝或微蜂窝 郊区环境或乡村环境不适用,Ploss=K1+K2lgd+K3(Hms)+K4lg(Hms)+K5lg(Heff)+K6lg(Heff)lg(d)+K7+Kclutter,Pa
8、thloss：路径损耗(dB) K1： 与频率相关的常数 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 Kclutter： 地物衰减修正系数 d： 基站与移动台之间的距离(km) Hms、Heff：移动台天线和基站天线的有效高度(m),ASSET规划软件模型,无线传播模型,无线传播模型,Pathloss：路径损耗(dB) K1： 偏置常数 K2： 距离衰减常数 K3： 基站天线高度修正系数 K4： 绕射计算的乘数（必须为正数） K5： log(HTxeff) log(d)的乘数 K6： 移动台天线高度修正系数 Kclutter
9、： 地物衰减修正系数 K(hill,los)：山区区域的校正因子（NLos0） d： 基站与移动台之间的距离(m) Hmeffs、Heff：移动台天线和基站天线的有效高度(m),U-net规划软件模型,Ploss=K1+K2logd+K3log(Heff)+K4Diffraction+K5log(d)log(Heff)+K6(Hmeff)+Kclutterf(clutter)+K(hill,los),第一章 无线电波知识,第一节 无线电波基本原理 第二节 无线电波传播特性 第三节 无线电波传播模型 第四节 电波传播模型校正,模型校正,模型校正的意义： 传播模型是移动通信网小区规划的基础，传播模
10、型的准确与否密切关系到小区规划是否合理，运营商能否以比较经济合理的投资满足用户的需求。因此为了获得符合本地区实际环境的无线传播模型，提高覆盖预测的准确性，为网络规划打好基础，需要进行传播模型的校正。,目标传播环境,选定传播模型,CW数据采集,实测传播路径损耗,参数设置,预测传播路径损耗,比较,误差满足要求？,结束,模型校正基本原理和流程,站址选择,选择站址标准 a、天线高度大于20米 b、天线高于最近的障碍物5米以上； c、在此障碍物主要指天线所在屋顶上的最高建筑物，作为站址 的建筑物应高于周围建筑物的平均高度。,发射子系统：发射天线、馈线、高频信号源、天线支架 接收子系统：测试接收机、GPS
11、接收机、测试软件、便携机等,高频信号源,测试平台,测试路径,选择测试路径原则 地形：测试路径必须照顾到区域中所有的主要地形 高度：如果该区域地形起伏差异大，则测试路径必须照顾到区域中不同高度的地形 距离：测试路径必须照顾到区域中离站点不同距离的位置 方向：纵向和横向路径上的测试点数需保持一致 长度：1次CW测试的路程总长度应大于60km 点数： 测试点数越多越好(要求10000点，4小时） 重叠：不同站点的测试路径可尽量重叠，以增加模型可靠性 阻挡物：在天线信号受某一侧的楼面阻挡时，不要跑到该侧楼面后的阴影区。,路测,采样符合李氏定律：40个波长，采样50个样点 车速上限：Vmax=0.8/T
12、sample 异常情况下测试结果必须从采样数据中剔除 衰落过大的样点（超过30dB）； 隧道中 高架桥下 若用定向天线进行CW测试，测试路线从主瓣覆盖区域中选取,测试数据处理,测试数据需要处理后才能被规划软件识别，处理步骤： 数据过滤 数据离散 地理平均 格式转换,准备工作,安装网络规划软件： Atoll是一个功能强大的规划优化软件，模型校正只是其中的一个功能模块 创建项目 在Atoll中，所有的规划优化模型校正等等工作都是在各个项目的基础上进行的 导入天线方位图文件 天线方位图随不同生产厂家而不同，需要正确导入 建立模型和数据导入,过滤设置,模型校正,距离过滤： 建议：将r3km的数据滤除
13、信号强度过滤： 建议：Signal-40dBm或Signal-121dBm的数据滤除 Clutter过滤： 建议：将落在Clutter内样点数少于300个的Clutter滤除,参数校正,模型校正,模型校正,校正结果分析 校正结束后还需要对所得模型的准确性进行分析。 模型的准确性是指校正所得的模型和实际测试环境的贴合程度，一般通过RMS Error的大小来评估。 最好的情况是RMS Error8，说明所校模型和实际环境是贴合的。实际模型校正中，要尽量使RMS Error向这一目标靠近。,思考题,移动通信系统使用的是无线电波的哪个频段？ 无线电波主要有哪几种传播方式？ 无线传播环境中，信号衰落主要
14、有哪两种形式？各自的特点及产生原因是什么？ 无线传播环境中，信号传播损耗主要有哪几种形式？ 常见的传播模型有哪些？各自的应用环境是什么？,本章小结,本章主要讲述了无线电波的相关知识，需要掌握的知识包括： 无线电波的传播途径 无线电波的损耗和色散特性，以及主要的补偿方案 常用的无线电波模型，掌握主要涉及的参数 掌握无线传播模型的校正方法。,课程内容,T,第一章 无线电波知识 第二章 天线的知识介绍 第三章 射频基础知识 第四章 数字电子地图,第二章 天线的原理及应用,第一节 天线的工作原理 第二节 天线的分类 第三节 天线的电气指标 第四节 天线的机械指标 第五节 天线新技术介绍,天线的位置和作
15、用,8防雷保护器,主馈线（7/8“）,5馈线卡,6走线架,4接地装置,3接头密封件 绝缘密封胶带，PVC绝缘胶带,1天线调节支架,GSM/CDMA 板状天线,抱杆（50114mm）,2室外馈线,9室内超柔馈线,7馈线过线窗,基站主设备,基站天馈系统示意图,天线的工作原理,当导线载有交变电流时，就可以形成电磁波的辐射，辐射的能力与导线的长短和形状有关； 如果导线位置由于两导线的距离很近，且两导线所产生的感应电动势几乎可以抵消，因而辐射很微弱； 如果将两导线张开，这时由于两导线的电流方向相同，由两导线所产生的感应电动势方向相同，因而辐射较强； 当导线的长度远小于波长时，导线的电流很小，辐射很微弱； 当导线的长度增大到可与波长相比拟时，导线上的电流就大大增加，因而就能形成较强的辐射； 通常将上述能产生显著辐射的直导线称为振子； 两臂长度均为1/4波长的振子叫做对称半波振子。,移动天线的工作原理,按照辐射方向划分,图：定向方向,图：全向天线,天线的分类（一）,按照外型划分,板状天线,帽形天线,鞭状天线,抛物面天线,天线的分类（二）,按照极化方式划分,天线的分类（三）,天线的主要电气指标,对称半波振子方向图,顶视,侧视,定向天线方向图,全向天线方向图,天线方向图,dBi与dBd,天线的增益,波束宽度、前后抑制比、零点填充、上副瓣抑制,天线的其他主要电气指标,
