无线传播模型测试与校正.ppt

无线传播模型测试与校正,,,无线传播原理和传播模型介绍,第1章 概述,第2章 传播模型测试,第3章 传播模型校正,,无线传播原理和传播模型介绍 1 概述,1.1 无线电波传播的基本特性 1.2 地形环境分类 1.3 传播模型,1 概述 1.1 无线电波传播的基本特性,自由空间传播 反射、折射、散射 在空气中传播 在两种介质的界面传播 衍射 遇到小型障碍物 沿地球球面传播 衰减 雨滴衰落 大气吸收 衰落,1.1 无线电波传播的基本特性 1.1.1 自由空间损耗,1.2 地形环境分类 1.2.1 地形分类,准平滑地形地形起伏高度在20m以内，起伏较平缓，地面平均高度相差不大的地形 丘陵地形用地形起伏高度参数Δh表示 Δh值等于从接受点向发射点方向计算的10km内10％与90％的地形高度差，如图孤立山丘指传播路径上的一个孤立山丘，除接收点邻近的障碍物以外，没有其他物体对接收信号有干扰对于UHF频段，这种山丘可近似地看作刃形障碍 一般倾斜地形 海（湖）陆混合路径,1.2 地形环境分类 1.2.2 菲涅尔区域,1.2 地形环境分类 1.2.3 阻挡损耗,为了避免阻挡引入的附加损耗，必须使所有的障碍物都处于第一菲涅尔区以外,1.2 地形环境分类 1.2.4 地貌在传输损耗中的影响,1.3 传播模型 1.3.1 无线传播计算,精确的场计算需要大量的电脑资源 需要输入大量详细数据 准确计算非常耗时 场强预算更胜于计算 场强预算模式要求 合理的输入数据总数 快速（在网络图层中立即看到更改的影响非常重要） 准确（结果直接影响硬件成本） 商务需要（在合适的时间段内得到精确的结果） 可根据实际测量进行参数调整,1.3 传播模型 1.3.2 传播模型,常用传播模型 Cost231-Okumura Cost231-Hata Cost231-Walfish-Ikegami Cost231-Hata经验型 Cost231-Walfish-Ikegami经验型 Macro Vehicular Environment Deployment Model J.E.Berg迭代模型 UE-UE模型 BS-BS模型 通用模型,1.3 传播模型 1.3.2.1 Cost231-Hata,Lp (dB) = 46.3 + 33.9 log10 fc - 13.82 log10 hb - a (hm) + (44.9 - 6.55 log10 hb) log10 d + Cma(hm) = (1.1 log10 fc - 0.7) hm - (1.56 log10 fc - 0.8) Cm = 0 dB 中等尺寸市区和中等树木密度郊区中心Cm = 3 dB 大城市中心郊区： Lps (dB) = Lp (urban areas) - 2 (log10 (fc/28))2 - 5.4 开阔地：Lpo (dB) = Lp (urban areas) - 4.78 (log10 fc)2 + 18.33 log10 fc - 40.94使用条件 频率范围: 1500-2000 MHz 收发距离: 1-20 Km基站天线高度: 30-200 m移动台距离: 1-10 m,1.3 传播模型 1.3.2.2 通用模型,PL = -K1 - K2 log d - K3 log Heff + k4logHms +K5 Diff.- K6 log Heff log d - Clutter factorPL = path loss (dB) d = distance (m) Hms = effective mobile antenna height Diff.= diffraction loss Heff = effective base station antenna height (m) Clutter factor = gain in dB for the clutter type at the mobile position对不同设计区域，通过调整K1, K2, K3, K4, K5, k6来校正模型。

1.3 传播模型 1.3.2.2 通用模型（续）,商用软件AIRCOM通用传播模型：PL = K1+K2 log d+ K3*Hms+K4*logHms+K5*logHeff+K6*log Heff* log d +K7 Diff.+Clutter factor商用软件ATOLL通用传播模型:PL = K1+K2*log d+K3*logHeff +k4*logHms +K5*Diff.+K6*log*Heff*logd+Clutter factor大唐移动网规软件NPS通用传播模型：PL = K1+K2*log d+K3*logHeff +k4*logHms+K5*Diff.+K6*logHeff*logd+Clutter factor,,1.3 传播模型 1.3.2.2 通用模型（续）,通用传播模型是由Cost 231_Hata模型推导演化而来,,四种场景下通用传播模型(2GHz),Cost 231_Hata,,无线传播原理和传播模型介绍,第1章 概述,第2章 传播模型测试,第3章 传播模型校正,,无线传播原理和传播模型介绍 2 传播模型测试,2.1 测试方法 2.2 测试设备介绍,,2 传播模型测试,2.1 测试方法,,2.1 测试方法 2.1.1前言,CW测试Carrier WaveContinuative Wave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。

2.1 测试方法 2.1.2目的,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,,Alcatel’s Icon Gallery (click in Presentation Mode),Alcatel’s Media Library (click in Presentation Mode),,2.1 测试方法 2.1.3 测试流程,1. 地形地貌划分2. 站址选择3. 搭建测试平台4. 路测,2.1.3 测试流程 2.1.3.2 站址选择,选择站址原则 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)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,2.1.3 测试流程 2.1.3.2 站址选择（续）,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,,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接收机、测试软件、便携机等,2.1.3 测试流程 2.1.3.3 搭建测试平台,2.1.3 测试流程 2.1.3.4 路测,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,典型性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平衡性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,,,选择测试路径原则,2.1.3 测试流程 2.1.3.4 路测,,2.1.3 测试流程 2.1.3.4 路测（续）,采样符合李氏定理：40波长，采集50个数点 车速上限：Vmax=0.8λ/Tsample（满足李氏定理） 车速下限：Vmin=0.38λ/Tsample (满足抽样点的弱相关性要求) 异常情况下测试结果必须从采样数据中剔除 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,,2 传播模型测试 2.2 测试设备介绍,发射机最大输出功率不小于43dBm(20W)可在3G频段内自由设置频率 接收机要求为宽带扫频接收机灵敏度不小于-120dBm 发射天线全向极化天线提供完整的天线参数，包括辐射方向图 GPS接收机提供准确的定位信息，有较高的灵敏度能提供相应的通信接口,2 传播模型测试 2.2 测试设备介绍（续）,软件路测软件： Outum后台分析软件：Nopi网络规划软件：NPS 数字地图更新期限一年内市区地图精度要求20m或更高，郊区农村的地图精度要求50m以上地物类型齐全 其他辅助工具手提电脑、频谱分析仪、驻波分析仪、数码相机和指南针等,,无线传播原理和传播模型介绍,第1章 概述,第2章 传播模型测试,第3章 传播模型校正,,小区规划更准确、合理 投资经济且能满足用户需求,无线传播原理和传播模型介绍 3 传播模型校正,无线传播原理和传播模型介绍 3 传播模型校正,3.1 传播模型校正流程 3.2 传播模型校正算法 3.3 传播模型案例分析,,3 传播模型校正,3.1 传播模型校正流程,,3 传播模型校正 3.1 传播模型校正流程,测试数据导入,,建立模型,,模型校正,,分析结果,误差是否满足,,是,校正结束,否,测试数据处理,设置参数,模型校正流程图,3.1 传播模型校正流程 3.1.1 测试数据导入,目的： 将路测数据转换格式，以满足模型校正对文件格式的要求 工具： 大唐后台分析软件Nopi,格式转换,,地图修正如果CW测试数据和数字地图不对应时，要对地图进行修正地图修正方法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,地图修正如果CW测试数据和数字地图不对应时，要对地图进行修正 地图修正方法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,3.1 传播模型校正流程 3.1.1 测试数据导入,,3.1 传播模型校正流程 3.1.2 测试数据处理,1. 数据过滤2. 数据离散3. 地理平均,3.1.2 测试数据处理 3.1.2.1 数据过滤,滤除掉没有经纬度信息的数据滤除掉经纬度有飘移的数据滤除掉超出接收机灵敏度范围的数据由天线方向图不准导致的错误数据,3.1.2 测试数据处理 3.1.2.2 数据离散,移动通信的传播 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本征长度为进行地理平均长度2G频段为6米即40波长 GPS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 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,3.1.2 测试数据处理 3.1.2.3 地理平均,地理平均的目的消除快衰落保留慢衰落地理平均的方法 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 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,,,3.1 传播模型校正流程 3.1.3 建立模型,建立模型建立一个待校正的通用传播模型 模型参数设置k1-k7 地物损耗因子偏置量设置 有效天线高度类型选择 衍射损耗计算方法选择 地物损耗计算方法选择,3.1 传播模型校正流程 3.1.4 设置参数,信息设置保证天线配置，频率设置，经纬度信息，传播模型的选择等正确无误,3.1 传播 模型校正流程 3.1.4 设置参数（续）,。