移动通信 在计算各种地形，地物上的无线信号传播损耗耗时以什么为基准

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-04-20 09:47 标签： 自由空间传播损耗
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摘要: 　　1、电波传播损耗预测目的　　掌握基站周围所有地点处接收信号的平均强度及变化特点，以便为网络覆盖的研究以及整个网络设计提供基础。　　2、方法　　根据测试数据分析归纳出基于不同环境的经验模型，在此基础上 ...
　　1、电波传播损耗预测目的　　掌握基站周围所有地点处接收信号的平均强度及变化特点，以便为网络覆盖的研究以及整个网络设计提供基础。　　2、方法　　根据测试数据分析归纳出基于不同环境的经验模型，在此基础上对模型进行校正，使其更加接近实际，更准确　　3、确定传播环境的主要因素　　（1）自然地形（高山、丘陵、平原、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　　（6）系统的工作频率和移动台运动等因素　　4、常用的几种室外电波传播损耗预测模型　　（1）Hata模型　　广泛使用的一种适用于宏蜂窝的中值路径损耗预测的传播模型。 根据应用频率的不同，分为Okumura-Hata 模型和COST 231 Hata模型。　　（2）CCIR模型；　　（3）LEE模型；　　（4）COST 231 Walfisch-Ikegami 模型。 　　一、Okumura-Hata模型　　1、适用范围：　　频率范围f:150-1500MHz　　基站天线高度Hb:30-200m　　移动台高度Hm:1-10m　　距离d:1-20km　　2、路径损耗计算的经验公式
　　式中— 工作频率（MHz）；　　— 基站天线有效高度（ m ），定义为基站天线实际海拔高度与基站沿传播方向实际距离内的平均地面海波高度之差；　　— 移动台天线有效高度（m），定义为移动台天线高出地表的高度；　　d — 基站天线和移动台天线之间的水平距离 （km）；　　— 有效天线修正因子，是覆盖区大小的函数；
　　— 小区类型校正因子
　　— 地形校正因子，反映一些重要的地形环境因素对路径损耗的影响 　　二、COST 231-Hata模型　　1、适用范围：　　频率范围 f:MHz　　基站天线高度 Hb:30-200m　　移动台高度 Hm:1-10m　　距离 d:1-20km　　2、路径损耗计算的经验公式
　　式中—大城市中心校正因子 　　　　（1）COST-231Hata模型适用于MHz，在1km以内预测不准。 Okumura-Hata适用于1500MHz以下的大于1公里范围的宏小区。　　（2）频率衰减系数不同　　COST-231Hata模型频率衰减因子为33.9　　Okumura-Hata模型的频率衰减因子为26.16　　（3）COST-231Hata模型还增加了一个大城市中心衰减，大城市中心地区路径损耗增加3dB。　　三、CCIR模型　　CCIR模型给出了反映自由空间路径损耗和地形引入的路径损耗联合效果的经验公式
　　该公式是Okumura-Hata模型在城市传播环境下的应用，校正因子为：
　　图给出了Hata和CCIR路径损耗公式的对比，由图可见，路径损耗随建筑物密度而增大。
Hata和CCIR路径损耗公式的对比图
&　　四、LEE模型　　1、优点　　（1）模型中的主要参数易于根据测量值调整，适合本地无线传播环境，准确性高。　　（2）路径损耗预测算法简单，计算速度快。　　2、应用　　无线通信系统　　3、分类　　（1）LEE宏蜂窝模型 　　（2）LEE微蜂窝模型 　　4、LEE宏蜂窝模型　　基本思路　　先把城市当成平坦的，只考虑人为建筑物的影响，在此基础上再把地形地貌的影响加进来；地形地貌影响的三种情况　　（1）无阻挡　　（2）有阻挡　　（3）水面反射　　无阻挡的情况　　考虑地形影响，采用有效天线高度计算：
　　式中为天线有效高度，为天线实际高度。　　若，是一个增益　　若，是一个损耗。
　　式中： 　　 　　有阻挡的情况
　　式中由于山坡等地形阻挡物引起的衍射损耗　　计算单个刃形边的衍射损耗如下： 　　、和如3.14图所示，并定义一个无量纲的参数　　考虑两种情况： 　　a.电波被阻挡，为正，为负，　　接收功率（w）衰减系数　　b.为负，为正，　　计算单个刃形边的衍射损耗Lr 　　 　　水面反射 　　 　　其中 α—由于移动无线通信环境引起的衰减因子（）；，—基站发射功率，、 —分别为基站和移动台的天线增益 。　　5、LEE微蜂窝模型 　　小区路径损耗预测公式为
　　是基站天线有效高度，距离基站处的直射波路径损耗，是一个双斜率模型的理论值为
　　其中为菲涅尔区的距离，是由于建筑物引起的损耗，其值可以这样得到：首先按图2.15所示计算从基站到A点的穿过街区的总的阻挡长度B＝a+b+c，再根据B查找曲线图2.16，可得值。
图2.15 计算街区建筑物引入的损耗
图2.16 微小区参数
&　　五、COST 231 Walfisch-Ikegami 模型　　1、应用　　（1）用于建筑物高度近似一致的郊区和城区环境　　（2）常用于系统（GSM/PCS/DECT/）设计　　（3）可计算基站发射天线高于、等于或低于周围建筑物等不同情况的路径损耗。　　2、两种情况　　（1）视距传播情况，路径损耗 　　 　　（2）非视距传播情况，路径损耗 　　 　　式中 L0 —由空间损耗　　L1 —由沿屋顶下沿最近的衍射引起的衰落损耗 　　 　　L2 —沿屋顶的多重衍射（除了最近的衍射） 　　 　　各参数意义　　式中 w —接收机所在的街道宽度（m）, 　　hR—建筑物的平均高度（m）　　hm—接收天线的高度　　φ—街区轴线于连结发射机和接收机天线的夹角　　hB—发射天线高度， b—相邻行建筑物中心距离　　基站和移动台之间水平距离d（km）　　六、传播模型的使用及评价 　　1、 Hata模型　　（1）参数易获得，模型易使用　　（2）但未考虑建筑物的高度和密度、街道的分布和走向等重要因素的影响，预测值和实际值的误差较大 　　2、 CCIR模型　　（1）考虑了建筑物密度的影响，引入参数B（被建筑物覆盖区域的百分比），且易获得LEE模型　　（2）适用于有测试数据时。主要参数易于根据测量值调整，准确性高。　　（3）算法简单，计算速度快　　3、 COST 231-Walfisch-Ikegami 模型　　（1）用于建筑物高度近似一致的郊区和城区环境　　（2）发射天线可以高于、等于或低于周围建筑物
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