几种典型的无线传播模型介绍

1、几种典型的无线传播模型介绍传播模型是非常重要的。传播模型是移动通信网小区规划的基础。模型的价值就是保 证了精 度，同时节省了人力、费用和时间。在规划某-区域的蜂窝系统之前，选择信号覆盖区的蜂窝站址使其互不干扰，是一个重要的任务。如果不用预期方法，唯-的方法就是尝试法，通过实际测量进行。这就要进行蜂窝站址覆盖区的测量，在所建议的方案中，选择最佳者。这种 方法费钱，费力。利用高精度的预期方法并通过计算机计算，通过比较和评估计算机输出的所有方案的性能，我 们就能够很容易地选出最佳蜂窝站址配置方案。因此，可以说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。

2、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， 各运营商越来越重视传播模型与本地区环境相匹 配的问题。一个优秀的移动无线传播模型要具有能够根据不同的特征地貌轮廓，像平原、丘陵、山谷等， 或者是不同的人造环境，例如开阔地、郊区、市区等，做出适当的调整。这些环 境因素涉及了传播 模型中的很多变量，

3、它们都起着重要的作用。因此，一个良好的移动无线传播模型是很难形成的。 为了完善模型，就需要利用统计方法，测量出大量的数据，对 模型进行校正。传播模型的校正问题 将在第4节中做具体的介绍。一个好的模型还应该简单易用。模型应该表述清楚，不应该给用户提供任何主观判断和解释，因为主观判断和解释往往在同 -区域会得出不同的预期值。一个好的模型应具有好的公认度和可接受性。应用不同的模型时，得到的结构有可能不-致。 良好的公认度就显得非常重要了。多数模型是预期无线电波传播路径上的路径损耗的。所以传播环 境对无线传播模型的建立起关键作用，确定某-特定地区的传播环境的主要因素有：(1)自然地形(高山、丘陵、平原

4、、水域等)；(2 )人工建筑的数量、高度、分布和材料特性；(3)该地区的植被特征；(4 )天气状况；(5 )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状况的影响。在相同地区，工作频 率不同， 接收信号衰落状况各异；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。-般分为：室外 传播模型和室内传播模型。常用的模型如表1所示。材几种阈见的传播棋虫棋型答称Okunura-Hata1 v痢U卿皿电上:野上和削bZC I LCC 1_1 ML.1 L： s /LCC3iit23lAatfifish-Ik amJFi/F-适用T90DI-1800MHS擢蜂窝预测Keen

5、an-Motley：1 MO !U1800MHz 匚日勺”境他规划戟件ASSET中便用F9D0 和 10OOLWZ% 峰窝okumura-Hata 模型Okumura - Hata模型由在日本测得的平均测量数据构成。市区的路径损耗中值可以用下面的近似解析式表示:69.55 十A *Lp+ (44.9 65.5 loglogALp从基站到移动台的路往损耗，单傥古dB;/我波频率，单伽XlHz：Jib基站禾线高厦，呻位怜Az3w. Com% 移动自天线高d站到祎动台二阿的跻离，帝Vh km：对冲暮城市戒犬械市J = d llofer-07/|tfr-（1.56 log/AO.S）也郊区*传播险空可

6、UI祥正交寸，上尸=ZpCr)ilk)-2loS；2g)： -5.4-托什烈巍.传擢模吃町眼咔正为、年=Lj,(市区）-4 7虫1 口 “二+1 $ 勇 log/- 40.94C0ST231-Hata 模型适合频段：1500 - 2000 MHz基站的天线高度Hb : 30 - 200m移动台天线高度Hm : 1 - 10m覆盖距离：1 - 20 km大城市区域（在农村地区和郊区可以从图3中得到校正因子）。大城市区域(在农FmiX和郊逐可U1从图3中得到校正阖子Lu (dB) = 463 + 319X hg(f) - 13.82 X lo?(Hb) - a(Hm) -44.9 - 6.55 X

7、 og(Hb)Xlog(d) + Ctn体中二Coma(Hm)-1 lXlog(f)-0 7yHm -1.56X log(f) 8Cm -OdB 对 I丹册皈瞬Cm = 3 dB 时时F农村准年阁地二Liqo (dB) = Lu - 4.78Xlog(f2 + 1E.33 X - 35.94讨F农村开阎地:Lro (dB) = Lu - 4.78 乂 loA(f)2 1S.35 乂 log(f)- 40 54C0ST231 Walfish Ikegami 模型该模型适合于大城市环境。适合频段：800 - 2000 MHz使用的天线挂高：4 - 50m移动台高度：1 - 3m覆盖距离：0.02

8、- 5kmHeight of build ings : Hroof ( m )Width of road : w ( m )Buildi ng separati on : b ( m )Road orie ntati on with respect to the direct radio path : Phi(o) Urba n areas1 基站和移动台之间没有直射径的情况（s mall cellsLb = Lo + Lrts. + Lmsd (or Lb = Lo for Lns Liiisd - = j兵申；Lo为自由空间的损耗；U = 32.4 + 20Xbg4 + 20% logS为

9、屋琪和街道N间的衍射和散射狷耗(对应慢衰落加Lrts = J 氐 9 -青痢商期8 色血金艮 tSWHr - Hm) + Lai 兀中；Lcn -10 + 035+XPhifw 0-Phi 35fiLcn = 2.5 十 0.075X (Phi-35) for 35人=Pii 55Lcil 二斗卫-0,11 斗乂(Ptn)血?5 = Phi =0.020 km3.4室内传播模型(Keenan-Motley模型)Okomula-室内传播环境与室外微蜂窝、宏蜂窝不同：天线高度，覆盖距离等，因此原先的Hata模型、COST-231模型已不再适用。应使用Keenan-Motley模型。S 斶=L3j

10、+ kXFCk)+pX 胃(k) + D(d - d*其中、J为自由吟问传播柑执=31.5 + 20Xlogf 2DXloAd.w cmHzjd传磴餐禺以田龄 达波芽透丽氏 DZp 1达波茅透的墙生敌WJ6壁衰减阈了 B)D线性衰减丙子(dB/m)dt童内转折点(珂.典型值为65m, AJl&fll fl.2dpm3.5规划软件ASSET使用的传播模型+ 口 leg% 4 屁】昭( + A 垃)logZf + 人 f +在实际无线传播环境中，还应考虑各种地物地貌的影响，华为公司使用的规划软件ASSET正是 考虑到这-点，对传播模型进行了改进，考虑了现实环境中各种地物地貌对电波 传播的影响，从而

11、更 好的保证了覆k测结果的准确性。模型表示式如下：5二& +* 2 心dufferks、K6 一基站天线高度修正系数；K7 一绕射修正系数；Kclutter 一地物衰减修正系数；d 一基站和移动台之间的距离。单位：km ;hm、hoff 移动台天线和基站天线的有效高度，单位：米。在分析不同地区、不同城市的电波传播时，K值会因地形、地貌的不同以及城市环境的不同而选取不同的值。表2例举了一个曾经用于中等城市电波传播分析时的K值以及-些Clutter 衰耗值。K1容林根据这些K参数，可以计算出传播损耗中值。但是由于环境的复杂性，还要进行适当的修正。 当蜂窝移动通信系统用于室内时要考虑建筑损耗。建筑损

12、耗是墙壁结构（钢、玻璃、砖等）、楼层高度、建筑物相对于基站的走向、窗户区所占的百分比等的函数。由于 变量的复杂 性，建筑物的损耗只能在周围环境的基础上统计预测。我们可以有以下些结 论：位于市区的建筑平均穿透损耗大于郊区和偏远区。有窗户区域的损耗-般小于没有窗户区域的损耗。建筑物内开阔地的损耗小于有走廊的墙壁区域的损耗。街道墙壁有铝的支架比没有铝的支架产生更大的衰减。只在天花板加隔离的建筑物比天花板和内部墙壁都加隔离的建筑物产生的衰减小。平均的楼层穿透损耗是楼层高度的函数。据资料记载，损耗线的斜率是-1.9dB/层。第-层楼的平均穿透损耗，市区为18dB左右，郊区在13dB左右。特定楼层的测量表明，建筑物内的损耗特性可看作是带衰减的损耗波导。例如当电波沿着与室外窗户垂直的方向的走廊方向 传播的时候，损耗可以达到04dB/m。当计算隧道中的电波传播情况时，需要考虑隧道的传播损耗。这时可以把隧道简化成一个有耗 波导来考