移动通信网络优化-无线传播理论.ppt

本页标题：44号字，宋体，粗,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一、无线传播基本原理,二、无线传播环境,信号衰落,传播损耗,三、无线传播模型,四、模型校正,目录,一、无线传播基本原理,二、无线传播环境,信号衰落,传播损耗,三、无线传播模型,四、模型校正,无线传播理论提纲,无线传播基本原理,频谱划分,不同的频段内的频率具有不同的传播特性,无线传播理论提纲,一、无线传播基本原理,二、无线传播环境,信号衰落,传播损耗,三、无线传播模型,四、模型校正,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。影响环境的主要因素：,自然地形（高山、丘陵、平原、水域）,人工建筑的数量、分布、材料特性,该区域植被特征,天气状况,自然和人为的电磁噪声状况,人为环境,乡村地区,准郊区,郊区,市区,地形结构,开阔区,平滑地形,丘陵地形,山区,无线传播环境,无线传播理论提纲,一、无线传播基本原理,二、无线传播环境,信号衰落,传播损耗,三、无线传播模型,四、模型校正,无线传播环境,信号衰落,距离(m),接收功率(,dBm,),10,20,30,-20,-40,-60,慢衰落,快衰落,无线传播环境,信号衰落,抗快衰落措施分集,时间分集,符号交织、检错、纠错编码,空间分集,采用主、分集天线接收。,主、分集天线的接收信号不具有同时衰减的特性。基站接收机对一定时间范围内不同时延信号的均衡能力也是一种空间分集的形式。,频率分集,GSM,通信采用跳频,起源于反射，,主要指到达接收机的主信号和其他多径信号在空间传输时间差异而带来的同频干扰问题,发射信号来自远离接收天线的物体,无线传播环境,时间色散,解 决,自适应均衡技术、站址调整,无线传播理论提纲,一、无线传播基本原理,二、无线传播环境,信号衰落,传播损耗,三、无线传播模型,四、模型校正,Ploss=32.44+20lgf,MHz,+20lgd,km,设f=900MHz，该传播损耗可描述为：,Ploss=91.52+20lgd,=L0+10,lgd,L0=91.52,=2路径损耗斜率,在实际通信环境中，,一般在3至5之间,自由空间传播损耗,无线传播环境,传播损耗,无线传播环境,传播损耗,平坦地形传播损耗,Ploss,=10,lgd,-20lgh,b,-20lgh,m,=4 路径损耗斜率,h,b,：基站天线高度,h,m,：移动台高度,基站天线高度增加一倍，可补偿6dB的路径损耗,无线传播环境,传播损耗,准平滑地形及不规则地形传播损耗,准平滑地形,表面起伏平缓，起伏高度小于,等于20米的地形,不规则地形,除了准平滑地形之外的其余地形，可按状态分为：丘陵地形、孤立山岳、倾斜地形、水陆混合地形等,R,T,T,R,其它传播损耗,T,R,T,R,无线传播环境,传播损耗,绕射损耗,穿透损耗,地物损耗,无线传播理论,绕射损耗,特点,电磁波在绕射点四处扩散,绕射波函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,无线传播理论,建筑物穿透损耗（一）,XdBm,WdBm,穿透损耗=X-W=B dB,电磁波穿透墙体的反射和折射,室内信号取决于建筑物的穿透损耗,室内窗口处与室内中部信号差别较大,建筑物材质对穿透损耗影响较大,电磁波的入射角对穿透损耗影响较大,无线传播理论,建筑物穿透损耗（二）,物体阻挡/穿透损耗为：隔墙阻挡：520,dB,楼层阻挡：20,dB，,室内损耗值是楼层高度的函数，-1.9,dB/,层 家具和其它障碍物的阻挡：215,dB,厚玻璃：610,dB,火车车厢的穿透损耗为：1530,dB,电梯的穿透损耗：30,dB,左右 茂密树叶损耗：10,dB,无线传播理论,反射损耗,地面性质,水面,稻田,田野,城市、山地、森林,等效地面反射系数,0.91,0.60.8,0.30.5,0.10.2,反射损耗（dB）,01,24,610,1420,无线传播理论提纲,一、无线传播基本原理,二、无线传播环境,信号衰落,传播损耗,三、无线传播模型,四、模型校正,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，一般分：,室外传播模型,室内传播模型,GSM常用传播模型,Okumura(,奥村)/,Hata,模型,适用于900,M,宏蜂窝预测,COST231-,Hata,模型,适用于1800,M,宏蜂窝预测,COST231,Walfish,-Ikegami,模型,适用于900,M,和,1800,M,的微蜂窝,规划软件,ASSET,的传播模型,适用于900,M,和,1800,M,的宏蜂窝,常见传播模型,无线传播模型,无线传播模型,L,p,=69.55+26.16logf-13.82logh,b,+(44.9-65.5logh,b,)logd-a(h,m,),h,b,：基站天线高度；h,m,：移动台天线高度,对,中等城市或大城市：,A(h,m,)=(1.1logf-0.7)h,m,-(1.56logf-0.8),对于郊区：L,ps,=L,p,-2,log(f/28),2,-5.4,对于开阔地：L,po,=L,p,-4.78log(f),2,+18.33 logf-40.94,Okumura(奥村)/Hata,模型,无线传播模型,Ploss=K,1,+K,2,lgd+K,3,(H,ms,)+K,4,lg(H,ms,)+K,5,lg(H,eff,),+K,6,lg(H,eff,)lg(d)+K,7,+K,clutter,Pathloss：,路径损耗(dB),K,1,：,与频率相关的常数,K,2,：,距离衰减常数,K,3,、K,4,：,移动台天线高度修正系数,K,5,、K,6,：,基站天线高度修正系数,K,7,：,绕射修正系数,K,clutter,：,地物衰减修正系数,d：,基站与移动台之间的距离(,km,),H,ms,、H,eff,：,移动台天线和基站天线的有效高度,(m),华为规划软件,模型（一）,K参数,参考值,K1,146/900M Urban,154/1800M Urban,K2,44.90,K3,-2.88,K4,0.00,K5,-13.82,K6,-6.55,K7,-0.70,无线传播模型,华为规划软件,模型（二）,Clutter衰耗值,参考值,Inland Water,-3.00,Wetland,-3.00,Open Areas,-2.00,Rangeland,-1.00,Forest,13.00,Industrial&Commercial Areas,5.00,Village,-2.90,Parallel_Low_Buildings,-2.50,Suburban,-2.50,Urban,0,Dense urban,5,High Building,16,无线传播模型,应用环境,最低接收功率,备注：手机接收电平=天线口功率-路径传播损耗,大楼室内,-70dBm,手机灵敏度-102dBm，快衰落保护3dB，慢衰落保护7dB，穿透损耗16dB，干扰保护2dB，环境噪声2dB,小卧车内，或市区一般建筑物一层室内,-80dBm,手机灵敏度-102dBm，快衰落保护3dB，慢衰落保护5dB，穿透损耗10dB，干扰保护2dB，环境噪声2dB,室外,-90dBm,手机灵敏度-102dBm，快衰落保护3dB，慢衰落保护5dB，干扰保护2dB，环境噪声2dB,无线传播理论提纲,一、无线传播基本原理,二、无线传播环境,信号衰落,传播损耗,三、无线传播模型,四、模型校正,模型校正,目的：通过连续波（,CW）,测试，校正传播模型参数，增加,无线覆盖预测的准确性。即将连续波测试结果与预测结果,相比较，调整模型中的,K,参数，使模型符合实际地理环境。,采样符合李氏定律：40波长，采样50个样点,校正方法：最小方差法,模型校正,站点选取,服务区内具有代表性的传播环境，如,密集城区、一般城区、郊区等，分别,选取测试点,站址的选择原则是要使它能覆盖足够,多的地物类型（电子地图提供）,对每一种人为环境，最好有三个或三,个以上的测试站点，以尽可能消除位,置因素,模型校正,测试设备,基站系统,-发射天线,-馈线,-高功放,-高频信号源,测试系统,-,GPS,-,测试软件,-便携机,-测试接收机,模型校正,天馈数据确定,采用全向天线,记录天线高度、增益、基站发射功率,模型校正,测试路线确定,考虑点,不同距离不同方向的测试数据,某个距离至少45个测试数据以消除位置影响,尽可能经过各种地物,尽量避免高速公路,车速上限：V,max,=0.8/T,sample,螺旋测试路径,模型校正,数字地图,数字高程模型,DEM,地物覆盖模型,DOM,线状地物模型,LDM,建筑物矢量模型,BDM,数字化地图的数据,数字化地图的精度,城区宏蜂窝20,M,精度,微蜂窝预测选5,M,精度,郊区农村50,M/100M,精度,深圳市区模型校正结果(深圳密集市区),K1=164.20,K2=45.00,K3=-2.88,K4=0,K5=-13.82,K6=-6.55,K7=0.20,模型校正实例（一）,模型校正实例,谢谢！,