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CW测试和传播模型校正测试和传播模型校正1前言前言 CW测试即连续波测试，是进行模型校正的重要步骤通过CW测试和数字地图可以对模型进行校正这些测试数据中的经纬度信息和接收电平形成模型校正的数据源2课程内容课程内容T第一章第一章 CW测试原理和目的测试原理和目的第二章第二章 CW测试流程测试流程第三章第三章 测试数据处理测试数据处理第四章第四章 模型校正模型校正3第一章第一章 CW测试原理和目的测试原理和目的l l第一节第一节第一节第一节 无线传播基本原理无线传播基本原理无线传播基本原理无线传播基本原理l第二节第二节 传播模型校正原理传播模型校正原理l第三节第三节 CW测试的目的测试的目的l第四节第四节 CW测试的基本原则测试的基本原则 4无线电波波段划分无线电波波段划分无线电波波段划分无线电波波段划分不同的频段内的频率具有不同的传播特性不同的频段内的频率具有不同的传播特性5电场电场电场电场电场电场振振子子电波传输方向电波传输方向磁场磁场磁场磁场电磁波的产生电磁波的产生l根据根据Maxwell方程组：方程组：è空空间间某某处处只只要要有有变变化化的的磁磁场场就就能能激激发发出出涡涡旋旋电电场场，，而而变变化化的的电电场场又又能能激激发发涡涡旋旋磁磁场。

场è交变的电场和磁场互相激发就形成了连续不断的电磁振荡即电磁波交变的电场和磁场互相激发就形成了连续不断的电磁振荡即电磁波è电电磁磁波波的的速速度度只只随随介介质质的的电电和和磁磁的的性性质质而而变变化化，，电电微微波波在在真真空空中中传传播播的的速速度度，，等等于光在真空中传播的速度于光在真空中传播的速度è光和电磁波在本质上是相同的，光是一定波长的电磁波光和电磁波在本质上是相同的，光是一定波长的电磁波6电磁波的传播电磁波的传播l池塘中的波纹：能量从源点向四周传播，并逐渐减弱池塘中的波纹：能量从源点向四周传播，并逐渐减弱l电磁波的传播与此类似，不同之处电磁波的传播与此类似，不同之处（当辐射源是各向同性的理想点源时）（当辐射源是各向同性的理想点源时）：：è在三维空间以球面波的形式传播在三维空间以球面波的形式传播è传播介质不同，空气、障碍物、反射物传播介质不同，空气、障碍物、反射物7无线传播的理论基础无线传播的理论基础l在在自自由由空空间间中中，，由由点点源源发发射射的的正正弦弦波波向向各各个个方方向向辐辐射射球球面面波波，，此此时时该该点点源源称称为为各向同性辐射源各向同性辐射源l假假设设点点源源发发射射功功率率为为Prad (W)，，在在距距离离d (m)处处的的单单位位面面积积功功率率（（即即Poynting矢量）为：矢量）为：l对对于于实实际际天天线线，，若若辐辐射射功功率率为为Pt (W)，，天天线线增增益益为为Gt (dBi) ，，则则Poynting矢矢量为：量为：8无线传播的理论基础无线传播的理论基础l若接收天线有效接收面积为若接收天线有效接收面积为Ae (m2)，增益为，增益为Gr (dBi) ，则两者关系：，则两者关系：l因此在距离因此在距离d处接收到的功率为：处接收到的功率为：l无线网络规划、设计的理论基础是传播损耗，自由空间传播损耗为：无线网络规划、设计的理论基础是传播损耗，自由空间传播损耗为：l其它传播模型都是以自由空间传播模型为理论基础发展起来的其它传播模型都是以自由空间传播模型为理论基础发展起来的9①①建筑物反射波建筑物反射波②②绕射波绕射波③③直射波直射波④④地面反射波地面反射波无线传播的特点无线传播的特点l陆地移动通信的电波传播机制陆地移动通信的电波传播机制l实实际际环环境境的的无无线线传传播播lLOS和和NLOS10无线信道特征无线信道特征无线信道特征无线信道特征d (m)Pr (dBm)102030-20-40-60慢衰落慢衰落快衰落快衰落Ø无线信道随用户的位置无线信道随用户的位置和时间而变化和时间而变化Ø多径散射、阴影遮挡使多径散射、阴影遮挡使得接收功率发生剧烈变得接收功率发生剧烈变化化Ø慢衰落慢衰落•衰减：衰减：PrPr正比于正比于1/dn•阴影：障碍物遮挡阴影：障碍物遮挡Ø快衰落快衰落•多径效应多径效应p在很小的距离间隔和时间间隔上，信号强在很小的距离间隔和时间间隔上，信号强度快速变化度快速变化p产生产生Doppler频移频移p产生时延扩展产生时延扩展11分集技术分集技术分集技术分集技术抗快衰落措施－分集技术－显分集•空间分集•极化分集•频率分集：GSM--跳频，WCDMA--扩频技术•其它：方向性分集、场分集、发射分集－隐分集•隐分集即是利用信号处理技术将分集作用隐含在被传输信号之中，如RAKE接收技术、信道交织、纠错编码等 •可看作时间分集12时延扩展时延扩展时延扩展时延扩展Ø多径传播：不同路径的信号到达接收机的时间不同Ø当多径信号不能被接收机区分时就产生同信道干扰（CCI），对于WCDMA系统，多径时延必须大于一个码片周期(0.26µs)才能被识别Ø典型值 (µs): Open < 0.2, Suburban = 0.5, Urban = 3解解 决决均衡、均衡、RAKE技术技术13Doppler频移频移ØDoppler效应的例子：火车经过你的身边Ø移动通信中的Doppler频移V：移动台速度：信号到达角度14TRTR• 绕射损耗• 穿透损耗• 地物损耗损耗损耗15特点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绕射损耗绕射损耗16XdBmWdBm穿透损耗穿透损耗=X-W=B dB电磁波穿透墙体的反射和折射Ø 室内信号取决于建筑物的穿透损耗Ø 室内窗口处与室内中部信号差别较大Ø 建筑物材质对穿透损耗影响较大Ø 电磁波的入射角对穿透损耗影响较大穿透损耗穿透损耗17• 物体阻挡/穿透损耗为： 隔墙阻挡：5～20dB 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： 2～15dB 厚玻璃： 6～10dB 火车车厢的穿透损耗为：15～30dB 电梯的穿透损耗： 30dB左右 茂密树叶损耗：10dB穿透损耗穿透损耗18地面性质水面稻田田野城市、山地、森林等效地面反射系数0.9～10.6～0.80.3～0.50.1～0.2反射损耗（dB）0～12～46～1014～20反射损耗反射损耗19无线传播环境无线传播环境无线传播环境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。

影响传播环境的主要因素：• 地貌：高山、丘陵、平原、水域、植被• 地物：建筑物、道路、桥梁• 噪声：自然噪声、人为噪声• 气候：雨、雪、冰（对UHF频段影响微小）20无线传播环境无线传播环境无线传播环境无线传播环境l传播环境分类à参照ITU-R P.1411-1，结合中国国情，分类如下21无线传播环境无线传播环境无线传播环境无线传播环境l传播环境分类à对应的小区类型à其它新的小区分类，如 Mini-cell…22第一章第一章 CW测试原理和目的测试原理和目的l第一节第一节 无线传播基本原理无线传播基本原理l l第二节第二节第二节第二节 传播模型校正原理传播模型校正原理传播模型校正原理传播模型校正原理l第三节第三节 CW测试的目的测试的目的l第四节第四节 CW测试的基本原则测试的基本原则 23无线传播模型无线传播模型传播模型用于预测地形、障碍物及人为环境对电波传播中路径损耗的影响WCDMA常用传播模型常用传播模型24Ø Okumura(奥村)/Hata模型 适用频段：900M－2000MHzØ COST231-Hata模型 适用频段：1500-2000MHzØ COST231 Walfish-Ikegami模型 适用频段：800M-2000MHzØ Keenan-Motley模型 适用室内传播Ø 规划软件UNET的传播模型 适用于900M－2000M的宏蜂窝常见传播模型常见传播模型无线传播模型无线传播模型25无线传播模型无线传播模型L=K1 + K2log(d) + K3log(HTxeff) + K4×Diffraction + K5log(d)×log(HTxeff) + K6(HRxeff) + Kclutterf(clutter)K1: 常数 (dB).K2: log(d)的乘数因子d: 发射天线和接收天线之间的距离(m).K3: log(HTxeff).的乘数因子HTxeff: 发射天线的有效高度 (m). K4: 衍射衰耗的乘数因子，它必须是正值。

Diffraction loss: 经过有障碍路径引起的衍射损耗(dB).K5: log(HTxeff)log(d)的乘数因子.K6:的乘数因子.: 接收天线的有效高度(m).Kclutter: for f(clutter)的乘数因子.f(clutter): 因地物所引起的平均加权损耗.华为规划软件华为规划软件模型模型26第一章第一章 CW测试原理和目的测试原理和目的l第一节第一节 无线传播基本原理无线传播基本原理l第二节第二节 传播模型校正原理传播模型校正原理l l第三节第三节第三节第三节 CW CW测试的目的测试的目的测试的目的测试的目的l第四节第四节 CW测试的基本原则测试的基本原则 27CW测试的目的测试的目的l通过连续波（CW）测试，将连续波测试结果与预测结果相比较，校正传播模型参数，使模型符合实际地理环境，增加无线覆盖预测的准确性GPS28第一章第一章 CW测试原理和目的测试原理和目的l第一节第一节 无线传播基本原理无线传播基本原理l第二节第二节 传播模型校正原理传播模型校正原理l第三节第三节 CW测试的目的测试的目的l l第四节第四节第四节第四节 CW CW测试的基本原则测试的基本原则测试的基本原则测试的基本原则 29CW测试的基本原则测试的基本原则l典型性典型性ü所采集的测试数据必须足够典型，从而能够代表该地区的电磁传播特性l平衡性平衡性ü所采集的测试数据必须“成比例”的反映该地区的电磁传播特性 30课程内容课程内容T第一章第一章 CW测试原理和目的测试原理和目的第二章第二章 CW测试流程测试流程第三章第三章 测试数据处理测试数据处理第四章第四章 模型校正模型校正31第二章第二章 CW测试流程测试流程l l第一节第一节第一节第一节 选择站址选择站址选择站址选择站址l第二节第二节 组网搭建测试平台组网搭建测试平台l第三节第三节 路测路测 32选择站址选择站址l选择站址原则选择站址原则a站址数量：根据一般经验，在人口密集的大城市，测试站址应不少于5个；对于中小城市一般一个测试站址就够了，这主要取决于测试基站天线高度及其EIRP大小。

a代表性：站址选择的原则是要使它能够覆盖规划区内所有的地物类型（这些地物类型来自数字地图）a多种模型：如果测试环境需要用多个模型来描述其传播特性，则各个模型所对应的区域要仔细的定义好a区域重叠：尽量增加各个站之间的测量重叠区，不过需注意保证站点间距离合理a阻挡物：如果有明显的障碍物存在，则要在数据的后处理中进行过滤33站址选择站址选择l选择站址标准选择站址标准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34第二章第二章 CW测试流程测试流程l第一节第一节 选择站址选择站址l l第二节第二节第二节第二节 组网搭建测试平台组网搭建测试平台组网搭建测试平台组网搭建测试平台l第三节第三节 路测路测 35组网搭建测试平台组网搭建测试平台l发射子系统：发射子系统：发射天线、馈线、高频信号源、天线支架l接收子系统：接收子系统：测试接收机、GPS接收机、测试软件、便携机等高频信号源36组网搭建测试平台组网搭建测试平台l组网过程需要记录以下各个部分对信号的增益组网过程需要记录以下各个部分对信号的增益a信号源发射功率aRF电缆的损耗a发射天线的增益a接收天线的增益37第二章第二章 CW测试流程测试流程l第一节第一节 选择站址选择站址l第二节第二节 组网搭建测试平台组网搭建测试平台l l第三节第三节第三节第三节 路测路测路测路测 38路路 测测l选择测试路径原则选择测试路径原则a地形：测试路径必须照顾到区域中所有的主要地形a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a距离：测试路径必须照顾到区域中离站点不同距离的位置a方向：纵向和横向路径上的测试点数需保持一致a长度：1次CW测试的路程总长度应大于60kma点数： 测试点数越多越好(要求>10000点，>4小时）a重叠：不同站点的测试路径可尽量重叠，以增加模型可靠性a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。

39路路 测测l采样符合李氏定律：40波长，采样50个样点l车速上限：Vmax=0.8λ/Tsamplel异常情况下测试结果必须从采样数据中剔除a超过15－30db却无法解释的衰落；a隧道中a高架桥下a……l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l路测设备选用Agilent的E747640课程内容课程内容T第一章第一章 CW测试原理和目的测试原理和目的第二章第二章 CW测试流程测试流程第三章第三章 测试数据处理测试数据处理第四章第四章 模型校正模型校正41第三章第三章 测试数据处理测试数据处理l l第一节第一节第一节第一节 数据过滤数据过滤数据过滤数据过滤l第二节第二节 数据离散数据离散l第三节第三节 地理平均地理平均l第四节第四节 格式转换格式转换42数据过滤数据过滤l需要过滤的数据：需要过滤的数据：1、高架下，隧道中等GPS不能准确定位的地方测得的数据2、距天线太近或太远的数据3、信号太弱的数据4、由天线方向图不准导致的错误数据5、其它在 CW 测试路线设计过程中已确定不符合要求的路段上的数据；43第三章第三章 测试数据处理测试数据处理l第一节第一节 数据过滤数据过滤l l第二节第二节第二节第二节 数据离散数据离散数据离散数据离散l第三节第三节 地理平均地理平均l第四节第四节 格式转换格式转换44数据离散数据离散l 移动通信的传播移动通信的传播 r(x) = m(x)r0(x) X： 为距离r(x)： 为接收信号r0(x)：为瑞利衰落m(x)：为本地均值，长期衰落和空间传播损耗的合成2L： 为平均采样区间长度，也叫本征长度45数据离散数据离散lCW测试就是尽可能获取本地均值，即r(x)与 m(x) 之差尽可能小，因此要去除瑞利衰落的影响。

l根据李氏定理，40波长，采样50个样点，可使测试数据与本地均值之差小于1dbl本征长度为进行地理平均长度（2G频段为6米，即40波长）lGPS定位速度远慢于接收机接收速度，不能直接做地理平均，需做离散处理 46数据离散数据离散l离散处理原理离散处理原理ü条件：条件：Ø接收机速度远大于GPS的定位速度，每个定位点下按时间顺序有很多条测试记录；Ø两个定位点之间车是匀速的Ø每两条测量记录之间的时间间隔相等ü处理：处理：Ø将这些测量记录按时间顺序均匀分布到两点之间的路段，满足在测试路线上每6米长度内有足够的点数 47第三章第三章 测试数据处理测试数据处理l第一节第一节 数据过滤数据过滤l第二节第二节 数据离散数据离散l l第三节第三节第三节第三节 地理平均地理平均地理平均地理平均l第四节第四节 格式转换格式转换 48地理平均地理平均l地理平均的目的地理平均的目的ü消除快衰落，保留慢衰落的影响l地理平均方法地理平均方法ü方法一：将整个区域做栅格，栅格的边长为6米，将落到每个栅格内的数据做算术平均，并以栅格的中心作为新的位置点ü方法二：沿路径等间距分段，每段6米，将每段内的数据进行算术平均，并统一选某点为平均值的位置点l地理平均工具采用地理平均工具采用 CW Data Editor49第三章第三章 测试数据处理测试数据处理l第一节第一节 数据过滤数据过滤l第二节第二节 数据离散数据离散l第三节第三节 地理平均地理平均l l第四节第四节第四节第四节 格式转换格式转换格式转换格式转换 50格式转换格式转换l由路测软件Agilent E74xx Series导出的数据，经由Assistant处理后导出的数据格式为：l导入到UNET中所需的数据格式l格式转换可以手工完成（存为.dat文件）XYCW_Power_List__Freq__Hz CW_Power_List__Ampl__dBmTimeDateXYCW_Power_List__Ampl__dBm51课程内容课程内容T第一章第一章 CW测试原理和目的测试原理和目的第二章第二章 CW测试流程测试流程第三章第三章 测试数据处理测试数据处理第四章第四章 模型校正模型校正52第四章第四章 模型校正模型校正l l第一节第一节第一节第一节 准备工作准备工作准备工作准备工作l第二节第二节 校正模型校正模型53准备工作准备工作l安装网络规划软件安装网络规划软件：èUNET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l创建项目创建项目è在UNET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l导入天线方位图文件导入天线方位图文件è天线方位图随不同生产厂家而不同，需要正确导入54第四章第四章 模型校正模型校正l第一节第一节 准备工作准备工作l l第二节第二节第二节第二节 模型校正模型校正模型校正模型校正55模型校正－流程图模型校正－流程图YESNONOYESChage Model ParameterPerform Appropriate FilteringCW DataSPM ModelDocument ChangeSPM CELIBRATIONAnalysis ResultsError Satisfactorily Low?Goto Next ParameterIs Filtering Necessary56模型校正模型校正l建立模型建立模型è建立一个待校正的标准宏小区模型è有效天线高度类型选择è衍射损耗计算方法选择l数据导入数据导入è将CW测试数据文件导入项目57模型校正模型校正l地图修正地图修正èCW测试的GPS定位一般选用WGS84和UTM投影方式，我国数字地图通常不使用这种投影方式和基准面。

所以如果CW测试数据和数字地图不对应时，要对地图进行修正è地图修正方法：Ø修改数字地图的直角坐标的四个参数，使之与测试数据达到最优匹配58模型校正模型校正l过滤设置过滤设置è距离过滤：Ø建议：将r<150m或r>3000m的数据滤除è信号强度过滤：Ø建议：Signal>-40dBm或Signal<-121dBm的数据滤除èClutter过滤：Ø建议：将落在Clutter内样点数少于300个的Clutter滤除59模型校正模型校正l参数校正参数校正èL=K1 + K2log(d) + K3log(Heff) + K4×Diffraction + K5log(d)×log(HTxeff) + K6(HRxeff) + Kclutterf(clutter)通过校正log(d) 、log(Heff) 、 Diff、log(d)log(Heff) 、Hmeff、 Klutter等参数，最终达到SPM传播模型的校正60模型校正模型校正61模型校正模型校正62模型校正模型校正63模型校正模型校正l某城市的传播模型参数校正某城市的传播模型参数校正K参数参考值K123.2K244.90K35.83K40.5K5-6.55K6064模型校正模型校正l校正结果分析校正结果分析è校正结束后还需要对所得模型的准确性进行分析。

è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Std Dev的大小来评估è最好的情况是Std Dev <8，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Std Dev向这一目标靠近65课程总结课程总结l了解了解CW测试的原理和目的测试的原理和目的l了解了解CW测试的过程测试的过程l了解传播模型校正的过程了解传播模型校正的过程6667。