传播模型测试与校正.ppt

传播模型测试与校正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：学习完本课程，你将能够：Ÿ了解移动通信的电波传播特性及常用传播模型了解移动通信的电波传播特性及常用传播模型Ÿ掌握掌握CWCW测试与校正的一般流程、步骤及方法测试与校正的一般流程、步骤及方法Ÿ掌握掌握CWCW测试数据整理与校正测试数据整理与校正课程目的课程目的目录目录传播模型测试概述测试工具CW测试传播模型校正q 目的目的m 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传播模型测试概述目的目的q 所处位置所处位置所处位置所处位置传播模型测试概述传播模型测试概述无线电波传播的方式无线电波传播的方式传播模型测试概述传播模型测试概述建筑建筑/ /汽车的穿透汽车的穿透有阻挡有阻挡RFDRFD多径传播多径传播 m被阻挡l电波被吸收==》附加损耗l反射电波==》时延m多径传播l移动环境l各种多径具有随即幅度和相位l信号在时间上被扩展m建筑/汽车穿透损耗l衍射，附加损耗l用统计预测l概率==》可靠接收各种环境下的传播各种环境下的传播传播模型测试概述传播模型测试概述无线电波的衰落无线电波的衰落传播模型测试概述传播模型测试概述q 大尺度大尺度----中值信号中值信号m 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。

q 中尺度中尺度----阴影衰落阴影衰落m 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q 小尺度小尺度----瑞利衰落瑞利衰落m 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无线电波的衰落传播模型测试概述传播模型测试概述 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无线传播环境的划分传播模型测试概述传播模型测试概述q密集城区密集城区q一般城区一般城区 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无线传播环境的划分传播模型测试概述传播模型测试概述q郊区郊区q远郊或乡村远郊或乡村 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，其平均高度低于20m，平均密度小于3% 无线传播环境的划分无线传播环境的划分传播模型测试概述传播模型测试概述经验型宏蜂窝传播模型经验型宏蜂窝传播模型经验型宏蜂窝经验型宏蜂窝传播模型传播模型OKUMURA-HATA模型-适用于GSM900通用传播模型-适用于GSM900/1800Cost-231-HATA模型-适用于GSM1800传播模型测试概述传播模型测试概述q HATA的三点假设的三点假设m 作为两个全向天线之间的传播损耗处理；m 作为准平滑地形而不是不规则地形处理； m 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q 适用条件适用条件m f为150~1500MHz；m 基站天线有效高度为30~200米；m 移动台天线高度为1~10米；m 通信距离为1~35km；OKUMURA-HATA模型模型传播模型测试概述传播模型测试概述q 传播损耗公式传播损耗公式q 修正因子修正因子m城区类型：郊区、开阔地、准开阔地、农村等；m地形类型：丘陵、斜坡、孤立山峰、水陆混合；m城市特有的修正因子：街道走向、建筑物密度；OKUMURA-HATA模型模型传播模型测试概述传播模型测试概述q COST-231模型模型m 思想与Okumura-Hata模型一样；m 也是利用测试数据拟合的结果；m 在1800频段比Okumura-Hata模型更合适；m 修正因子同OKUMURA-HATA模型COST-231-HATA模型模型q 传播损耗公式传播损耗公式传播模型测试概述传播模型测试概述q适用条件适用条件mGSM900/1800m基站天线有效高度为30~200米；m移动台天线高度为1~10米；m通信距离为1~20km；m准平滑地区、城区、郊区、开阔地、丘陵、山地、水域等；q基本思想基本思想m统一Okumura-Hata模型和Cost-231模型的公式；m在城区和地形修正因子基础上，增加了地物的修正因子；m各个参数K都是可以利用测试数据进行修正。

通用模型通用模型传播模型测试概述传播模型测试概述Path loss = k1 + k2log(d)+ k3Hms + k4log(Hms) +k5log(Heff) + k6log(Heff)log(d) + k7Diff + Clutter Lossm K1 衰减常数m K2 距离衰减常数m K3，K4移动台天线高度修正系数m K5，K6基站天线高度修正系数m K7 绕射修正系数m Diff 绕射损耗值m Clutter Loss地物衰减修正值m d基站与移动台之间距离(Km)m Hms 移动台天线有效高度(m)m Heff基站天线有效高度(m)通用模型通用模型q 传播损耗公式传播损耗公式传播模型测试概述传播模型测试概述q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上形成q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 At10-15 dB传播模型测试原理传播模型测试原理传播模型测试概述传播模型测试概述m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。

m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m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mWilliam C.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的建立传播模型测试概述传播模型测试概述目录目录传播模型测试概述测试工具CW测试传播模型校正设备名称数量说明导频发射机一台发射频点、功率可调的导频信号路测仪一套包括接收天线、数据线、GPS天线、硬件狗测试笔记本电脑一台安装测试软件，备有电池和电源线车载电源一套包括点烟器连线、逆变器、电源接线板三角架一付固定天线全向天线一付传播导频信号，要求频段和发射机对应馈线、跳线一根连接导频发射机和天线，要求接头完好测试工具测试工具测试工具清单测试工具清单测试工具清单测试工具清单设备名称数量说明电源线盘一套50米以上，包括插头和接线板向导频发射机供电。

站点勘查设备一套包括数码相机、指南针、测距仪（或海拔仪）和GPS，并备有充电电池和充电器用于测试站点的勘查地图一张要求有详细路线活动扳手两付用于紧固天线绳子一根30米以上常用工具一套包括钳子、起子（十字和一字）、手套、插座转接头、胶带等测试工具测试工具目录目录传播模型测试概述测试工具CW测试传播模型校正q 测试站点的选择测试站点的选择q 测试路线的选择测试路线的选择q 测试环境的搭建测试环境的搭建q 数据的采集处理数据的采集处理q 形成形成CW测试报告测试报告CW测试测试提纲提纲q 站点选择的步骤站点选择的步骤m确定测试区域m划分测试区域（根据无线传播环境的划分）m初步确定待测点m待测站点的勘查m筛选站点m输出测试站点选择报告 测试站点的选择测试站点的选择CW测试测试q 站点选择的原则站点选择的原则m站点周围不能有明显的遮挡；m天线挂高应和适用该区域模型大致需要的天线挂高接近；m对每种细分后的测试区域选择2～4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；m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m对于中等城市，可以考虑用两种传播模型表征：密集和郊区；m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；m测试站点所在楼面不能太大。

测试站点的选择测试站点的选择CW测试测试q测试路线的选择步骤测试路线的选择步骤m了解大概的地理环境m指定测试路线m制作测试路线图m输出测试路线选择报告测试路线的选择测试路线的选择CW测试测试q 测试路线的选择原则测试路线的选择原则 理论路线1 理论路线2测试路线的选择测试路线的选择CW测试测试q 测试路线的选择举例测试路线的选择举例测试路线的选择测试路线的选择CW测试测试测试环境的搭建测试环境的搭建CW测试测试q 李氏定理李氏定理m r(x) = m(x)r0(x)m上式表示为：m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q 数据处理过程数据处理过程m 数据过滤m 数据的地理平均数据的采集处理数据的采集处理CW测试测试q 传播模型测试工作总结内容传播模型测试工作总结内容m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；m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；m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。

形成形成CW测试报告测试报告CW测试测试目录目录传播模型测试概述测试工具CW测试传播模型校正q 电子地图的准备电子地图的准备q 测试数据的整理导入测试数据的整理导入q 测试数据的滤除测试数据的滤除q 粗校粗校q 细校细校q 形成传播模型测试报告形成传播模型测试报告提纲提纲传播模型校正传播模型校正q 电子地图格式电子地图格式mPlanet／EETq 精度要求精度要求电子地图的准备电子地图的准备5m应用于密集城区、热点地区，微蜂窝预测20m应用于一般城区，范围为单个城市，宏蜂窝预测50m应用于城市/郊区/农村，范围为较大面积地区或者国家，宏蜂窝预测传播模型校正传播模型校正q 测试数据的整理导入测试数据的整理导入m 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m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测试数据的整理导入传播模型校正传播模型校正q 测试数据的滤除测试数据的滤除m过滤远端数据m过滤近端数据m滤除“波导效应”m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。

测试数据的滤除测试数据的滤除传播模型校正传播模型校正q K1,K2m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 粗校粗校传播模型校正传播模型校正q K7m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 m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 粗校粗校传播模型校正传播模型校正q K6及及K1的再校正的再校正m在得到K7绕射因子后，将LOS信号恢复m再将Error. Vs log (distance)图输出，看Gradient是否为零，不为零则通过不断地调整K6使Gradient＝0 m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 粗校粗校传播模型校正传播模型校正q Clutter,K6与与K1的联合调整的联合调整m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。

mClutter 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Gradient＝0；mK6校正后（即Gradient＝0）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 m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 ；m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 粗校粗校传播模型校正传播模型校正q dthrough的设置，地物修正因子的精确校正的设置，地物修正因子的精确校正q 选用不同绕射计算方法，对选用不同绕射计算方法，对K7进行精细校正进行精细校正q 多种天线高度计算方法，对多种天线高度计算方法，对K3-K6进行精细校正进行精细校正q 两段式模型两段式模型-近场、远场近场、远场注意注意 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。

细校细校传播模型校正传播模型校正传播模型校正结果举例传播模型校正结果举例q市区市区mk1=158.07，k2=37.02，k3=-2.55，k4=0，k5=-13.82，k6=-6.55，k7=0.1Model　　Mean ErrorRMS ErrorStd.Dev. ErrorCorr. Coeff.urban　0.08.98.90.6741ClutterOffsetLossMean ErrorRMS ErrorStd.Dev. ErrorCorr. Coeff.Water2.90.07.57.50.7086Urban open area-2.50.011.811.80.5484Green land1.20.09.19.10.6044Paralle regular buildings-5.40.013.914.00.4722Irregular buildings-2.60.08.28.20.6376Suburban village-3.20.09.99.90.7613传播模型校正传播模型校正传播模型校正结果举例传播模型校正结果举例q郊区郊区mk1=152.14，k2=20.23，k3=-2.55，k4=0，k5=-13.82，k6=-6.55，k7=0.39Model　　Mean ErrorRMS ErrorStd.Dev. ErrorCorr. Coeff.sub　0.09.89.80.6519ClutterOffsetLossMean ErrorRMS ErrorStd.Dev. ErrorCorr. Coeff.Green_Land00.010.210.20.5686Urban_Open_Area-2.3-0.18.68.60.6031SubUrban-1.208.48.40.5434Village1.308.88.80.7821传播模型校正传播模型校正。