移动通信中传播模型的校正.doc

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1、移动通信中传播模型的校正一、引言     传播模型是移动通信网小区规划的基础，传播模型的准确与否关系到小区规划是否合理，运营商是否以比较经济合理的投资满足了用户的需求。由于我国幅员辽阔，各省、市的无线传播环境千差万别。例如，处于丘陵地区的城市与处于平原地区的城市相比，其传播环境有很大不同，两者的传播模型也会存在较大差异。因此如果仅仅根据经验而无视各地不同地形、地貌、建筑物、植被等参数的影响，必然会导致所建成的网络或者存在覆盖、质量问题，或者所建基站过于密集，造成资源浪费。随着我国移动通信网络的飞速发展，各运

2、营商越来越重视传播模型与本地区环境相匹配的问题。       传播环境对无线传播模型的建立起关键作用，确定某一特定地区的传播环境的主要因素有：       自然地形（高山、丘陵、平原、水域等）       人工建筑的数量、高度、分布和材料特性       该地区的植被特征       天气状况       自然和人为的电磁噪声状况       另外，无线传播模型还受到系统工作频率和移动台运动因素的影响。在相同地区，工作频率不同，接收信号衰落各异；静止的移动台与高速运动的移动台的传播环境也大不相同。     

3、  传播模型的研究可分为两类：       一类是基于无线电传播理论的理论分析方法；       一类是建立在大量测试数据和经验公式基础上的实测统计方法。       在移动通信系统中，由于移动台不断运动，传播信道不仅受到多普勒效应的影响，而且还受地形、地物的影响，另外移动系统本身的干扰和外界干扰也不能忽视。基于移动通信系统的上述特性，严格的理论分析很难实现，往往需对传播环境进行近似、简化，从而使理论模型误差较大。而最著名的统计模型是Okumura模型，它是Okumura以其在日本的大量测试数据为基础统计出

4、的以曲线图表示的传播模型。在Okumura模型的基础上，利用回归方法拟合出便于计算机计算的解析经验公式。这些经验公式有适用于GSM900宏蜂窝的Okumura-Hata公式、适用于GSM1800宏蜂窝的Hata扩展公式。另外还有适用于微蜂窝的Walfisch公式及室内传播环境使用的Keenan-Motley公式。这些经验公式计算繁琐并且与实际环境之间存在着或大或小的误差。因此在实际的场强预测中，一般都以修正的Okumura-Hata模型作为预测模型，利用计算机进行辅助预测，在这种规划软件中，可以针对当地的实

5、际无线环境作CW测试后对上述公式进行修正。       需要说明的是，如果已有地形地物相似城市的模型参数，可以直接用于规划预测，而没有必要重做CW测试和模型校正，以节省人力物力。       二、CW测试       CW测试目的就是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。       1.无线传播特征       无线信号在传播时会受到多种途径衰减的损害，表示为：       P(d)=d-nS(d)R(d) (1)       其中，P(d)为接收信号功率，是

6、基站和移动台之间距离的函数；d-n为空间传播损耗，n一般为3~4；S(d)为阴影衰落，是由传播环境中的地形起伏、建筑物及其它障碍物对电波遮蔽所引起的衰落，也称长期衰落或慢衰落；R(d)为多径衰落，是由移动传播环境的多径传播引起的衰落，也称短期衰落或快衰落。       慢衰落特性符合正态分布，而快衰落符合瑞利分布。快衰落是叠加在慢衰落上的信号的快速抖动。由于移动台的天线高度低于周围建筑物的高度，并且载波波长远小于建筑物尺寸，因此在移动台侧，在半个波长的距离上信号变化动态范围可达40dB（高于平均值10dB，

7、低于平均值30dB）。       对于移动通信系统，式(1)的分析不太方便，为了可以利用随机过程的理论分析移动通信的传播，可把(1)表示为：       r(x)=m(x)r0(x) (2)       其中，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，也就是长期衰落和空间传播损耗的合成，可以表示为：        (3)       其中2L为平均采样区间长度，也叫本征长度。       因为地形地物在一段时间内基本固定，所以对于某一确定的基站，在某一确定地点的本地均值是确定

8、的。该本地均值就是CW测试期望测得的数据，它也是与传播模型预测值最逼近的值。       2.CW测试方法       CW测试就是尽可能获取在某一地区各点地理位置的本地均值，即r(x)与m(x)之差尽可能小，因此要获取本地均值必须去除瑞利衰落的影响。对于一组测量信号数据r(x)平均时，若本征长度2L太短，则仍有瑞利衰落影响存在；若2L太长，则会把正态衰落也平均掉。因此在CW测试中确定2L关系到能否使所测数据与实