ATOLL无线传播模型校正.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,*,目录,无线传播模型介绍,无线传播模型校正工作流程,CW Test,Atoll,传播模型校正,案例：中山城区,UMTS,无线传播模型校正,Demo,1,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,无线传播模型介绍,Hata,模型,Hata,模型适用于,1501500MHz,频段，经验公式如下：,PL(dB,)=69.55+26.16lgF(MHz)-13.82lgH-,a(h,)+(44.9-6.55lgh),lgd,K,PL,：路径损耗,F,：工作频率（,MHz,）,H,：基站接收天线高度，按照不同传播环境取值,h,：移动台天线高度,D,：覆盖半径,(km),a,（,h,）：天线高度校正因子,a,（,h,）,3.2(lg11.75h)2,4.97,（大城市，密集城区）,a,（,h,）,(1.11,lgF,0.7)h,(1.56,lgF,0.8),（中小城市）,对郊区环境，,PL(,郊区,),PL(,市区,),2lg(F/28)2,5.4,对乡村环境，,PL(,乡村,),PL(,市区,),4.78(lgF)2,18.33lgF,40.94,2,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,无线传播模型介绍,SPM,：,Standard Propagation Model,标准传播模型是一种特别适用于带宽在,150-2000 MHz,以及超过长距离,(1 d 20,公里,),传播的模型，并且非常适合于,GSM 900,和,1800,技术及,CDMA,技术。这种模型利用地形、衍射原理,(,用多种方式计算,),并考虑地形分类（统计）、天线挂高、天线倾角、天线种类来计算传播。该模型可用于任何技术。它是基于以下公式：,3,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,无线传播模型介绍,PL(dB,)=K,1,+K,2,lgd(m,)+K,3,lgH,eff,+K,4,Diffraction+K,5,lg(d),lg(H,eff,)+K6H,meff,+,Kclutterf,clutter,+,K,hill,loss,PR,received power,接收功率,(,dBm,),PTx,transmitted power,发射功率,(EIRP)(,dBm,),K1,constant offset,常数设置,(dB),K2,multiplying factor for,log(,d,),的相乘因子,d,distance between the receiver and the transmitter,接收机与发射机之间的距离,(m),K3,multiplying factor for,log(,Heff,),的相乘因子,Heff,effective height of the transmitter antenna,天线挂高,(m),4,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,无线传播模型介绍,K4,multiplying factor for diffraction calculation,衍射计算相乘因子，,K4,必须是正数,Diffraction,losses due to diffraction over an obstructed path,超过阻碍路径的衍射损耗,(dB),K5,multiplying factor for,log(,Heff,)log(,d,),的相乘因子,K6,multiplying factor for,Hmeff,的相乘因子,Hmeff,mobile antenna height,手机天线高度,(m),Kclutter,multiplying factor for,f(clutter,),的相乘因子,f(clutter,),average of weighted losses due to clutter,基于地形的加权损耗平均值,K(hill,los,),corrective factor for hilly regions(=0 in case of NLOS),山区区域的校正因子（当,NLOS,时为,0,）,K1,，,K2,，,K3,，,K4,，,K5,，,K6,等因子都是可以根据网络的实际情况进行调整,5,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,无线传播模型介绍,Okumura-,Hata,模型,Okumura-,Hata,模型常用于,CDMA,网络及其它,800MHz,蜂窝系统，它可以体现各种,无线条件对信号传播的影响，如：,路径损耗（,Path loss,）模型,衍射（,Diffraction,）模型,有效天线高度,地理状况,地球曲率,用户分布（,Morphology),水域增强,6,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,无线传播模型介绍,Okumura-,Hata,模型,7,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,无线传播模型介绍,Okumura-,Hata,公式,C1,，,C2,用于描述距发信机,1km,内路径损耗,C1-1km,以内，发信机发射频率相关项,C2-1km,以内，发信机天线高度相关项,C3-1km,以外，路径损耗校正参数,C4-1km,以外，与发信机有效天线高度相关项,C5-,基于不同无线环境的路径损耗校正项,C1,，,C2,，,C3,，,C4,，,C5,为用户自定义项，用户可以根据当地无线传播环境，通过试验的方式，对,Okumura-,Hata,模型中的参数进行校正，使得网络设计更准确。,8,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,无线传播模型介绍,Okumura-,Hata,公式,Class,Propagation Model,Notes,Path loss,L(urban,),69.55+26.16logf,c,-13.82log(,H,b,)+44.9-6.55log(H,b,)log,10,d+,a(H,m,),Frequency,:,100M 1500MHz,Height(,Tx,):,30m 200m,Height(Rx),:,1m 10m,Distance:,1Km 20Km,In suburban areas,L(suburban)=L(urban)+L,PS,L,PS,=-2Log,2,f/28-5.4,In open areas,L(rural)=L(urban)+,L,po,L,po,=-4.78log,2,(f)+18.33log(f)-40.94,a(H,m,):correction factor for the mobile antenna height,medium-small city:,a(H,m,)=0.7-1.1log(f)(H,m,)+1.56log(f)-0.8,large city:200 MHz and below a,2,(H,m,)=1.1-8.29log,2,1.54,H,m,400 MHz and above a,4,(H,m,)=4.97-3.2log,2,11.75,H,m,9,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,无线传播模型校正工作流程,工作流程,否,数据是否需要重新筛选,?,数据筛选,设置初始参数值,达标和,K,值是否合理,?,预测验证是否正常,否,结 束,是,否,是,数据确认,是,CW,数据输入,进行模型校正,10,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,CW Test,CW Test,原则,典型性,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。比如某地区既有山地又有平原，则数据采集时应包含这两种情况，否则不具代表性。再比如某次测量中如果存在,GPS,定位时卫星遮挡或发射天线近端有高大建筑物阻挡，就很可能出现臭数，这些臭数必须在结果处理中过滤掉，否则也会严重影响测试数据的典型性。影响一个区域电磁传播特性的因素是广泛的，包括：地形（,terrain,），地貌（,clutter,）等。,平衡性,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。比如某地区山地面积占,20%,，平原面积占,80%,，则测试数据需大体反映这个比例，以达到重点地区加权的目的。采集数据时，除了考虑地形地貌的平衡性外，还需考虑距离、高度、方向等的平衡性。,11,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,CW Test,CW Test,工作流程,12,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,CW Test,发射站点选择原则,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），同时注意考虑每个站点之间保持一定的距离,要求站点天线挂高（底部）高于,20,米，同时，天线高于最近的建筑物,5,米以上,站点附近有足够的道路用于测量,确认天线水平方向,150,以内没有高大建筑物阻挡，确认天线架设处可与现网的天线保持一定的隔离度（水平方向大于,2,米，垂直方向大于,1,米）,天线有一定的架设高度，,2050,米之间,确认架设天线的可能性，即架设点应方便架设天线，谨防出现人身、设备事故,确认发射机供电的可能性或便利性,13,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,CW Test,发射机及天馈系统的安装,应确保天线架设稳固，防止天线杆倒塌、坠落导致设备破损或砸伤人的事件发生,应确保不在雷雨天气使用发射设备，防止设备受损,在使用全向天线时应注意天线与地面的垂直，防止有天线倾角而导致测试范围发生变化,发射机与天线之间馈线需要正确连接：保证接口牢固，馈线曲率半径满足要求,在发射机开启之前，用功率计和标准负载测量馈线的衰减并记录下来。发射机供电并开启后，检查工作状态是否正常，用功率计测量发射功率是否正常。调试接收机，确认接收信号在合理范围之内,在测试过程中应随时监控发射设备是否运转正常，并将异常情况记录下来,14,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,CW Test,扫频测试,扫频测试是保证当前测试的频段内无强干扰或二次谐波干扰,需要在模拟发射关闭的情况下进行测试,15,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,CW Test,CW,测试路线的规划,如果测试中发射天线使用全向天线，则应该在围绕发射机的各方向规划均匀的路线；如果使用定向天线，应该在天线主波瓣覆盖区域中规划路线,保证以站点为中心的横向和纵向的测试点数量一致，以得到不同距离不同方向的测试数据,为了使模型校正结果准确而且适用性强，测试路径必须要尽量覆盖区域中的所有地形，也就是说，除了要在主要道路上行走，还要选择宽度小的狭窄公路，以获得每种地形上的足够的采样点,每一种地形需要至少,300,个测试点数据,如果测试区域的地形起伏差异大，测试路径必须要到达区域中不同高度大的地形,测试距离要达到,10,公里（或直到达到接收机的底噪为止），但是可以根据当地具体的环境来调整适当的测试距离,一次测试的路程总长度应大于,60km,选择测试路径应尽量避免会造成信号异常衰减的路段，如隧道、高架桥下。路测后应该对将这些路段上的测试数据剔除，以免带来误差,阻挡物，在天线信号受某一侧的楼面阻挡时，需合理安排行车路线，不要跑到该侧楼面后的阴影区,16,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,CW Test,CW,测试,测试过程中作好记录,重复路段,高架桥,GPS,失锁路段,200,米范围内高楼阻挡路段,17,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,Atoll,传播模型校正,例如：使用,SPM,标准传播模型,PL(dB,)=K,1,+K,2,lgd(m,)+K,3,lgH,eff,+K,4,Diffraction+K,5,lg(d),lg(H,eff,)+K6H,meff,+,Kclutterf,clutter,+,K,hill,loss,K,K,值范围：,K,1,是与频率有关的参数，无需修正；,K,2,K,6,范围：,18,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,Atoll,传播模型校正,校正目标,城区模型校正目标：,平均误差（,Mean Error,）可降到,0 2dB,均方根误差（,RMS Error,）可降到,68dB,郊区模型校正目标：,平均误差（,Mean Error,）可降到,0 2dB,均方根误差（,RMS Error,）可降到,810dB,19,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,Atoll,传播模型校正,电子地图要求,要求,20,米精度三维电子地图,20,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,Atoll,传播模型校正,数据过滤,高架下，隧道中等,GPS,不能准确定位的地方测的的数据,距天线太近或太远的数据,信号太弱的数据,由天线方向图不准导致的错误数据,其它在,CW,测试路线设计过程中已确定不符合要求的路段上的数据,21,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,Atoll,传播模型校正,数据离散,利用随机过程的理论分析移动通信的传播，可表示为：,r(x,)=m(x)r0(x),-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,22,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,Atoll,传播模型校正,数据离散,根据李氏定理，在本征长度为,40,个波长，采样,50,个样点时，可使测试数据与实际本地均值之差小于,1dB,由于接收机的接收速度远大于,GPS,的定位速度，因而在每个定位点（相同的经纬度）下按时间顺序排列着很多条测量记录。假定每两个定位点之间车是匀速的，且每两条测量记录之间的时间间隔相等，则可以将这些测量记录按时间顺序均匀分布到两点之间的路段，这样就可以满足在测试路线上每个,6,米,长度内都有足够的点数,23,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,Atoll,传播模型校正,地理平均,地理平均的目的就是消除快衰落，保留慢衰落的影响，其做平均的范围就是本征长度。地理平均的方法,一是将整个区域做栅格，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,二是由于数据基本上都是在道路上测得，因而其位置基本成线状排列，可以沿路径等间距分段，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,第一种方法的好处是简单易行，运算速度快，缺点是不能保证本征长度为,6,米，而是在,6,8.5,米之间变动。第二种方法的好处是能保证本征长度为,6,米，但比较复杂，运算速度较慢。不过已经有工具可以快速地作第二种运算。,24,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,Atoll,传播模型校正,模型校正,将经过处理,(,过滤、离散、地理平均,),过的,CW,数据输入,ATOLL,使用,ATOLL,自动模型校正功能进行模型校正，调整,K,值直到达到校正目标,25,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,目标,标准方差小于,8dB,平均误差小于,2dB,输入,SPM,传播模型,20,米精度三维电子地图,校正站点数量：,5,个,验正站点数理：,1,个,处理过的,CW,测试数据,准确的发射天线方向性图,26,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,使用工具,CW,Test,使用工具,发射机：,ETSA UMTS,transmiter,接收机：,Pecker Scanner,其它工具：,功率计,负载,天线及馈线,天线支架,固定天线用附件,模型校正工具,ATOLL,27,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,输出,校正过的无线传播模型,28,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,第,1,步：新建工程,UMTS WCDMA,29,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,第,2,步：导入三维电子地图,Clutter Class,Altitude,30,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,第,3,步：定义坐标系,主坐标系,Projection,WGS 84/UTM zone 49N,副坐标系,Display,WGS 84,Degree Format,xx.xxxxxS,31,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,第,4,步：建立,Site,表,可通过拷贝导入,关键参数,(Site)Name,Longitude,Latitude,32,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,第,5,步：建立,Trasmitter,表,可通过拷贝导入,关键参数,Site,Transmitter,Active,Antenna,Height,Noise Figure,Transmitter Los,Main calculation,radious,33,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,第,6,步：建立,Cell,表,可通过拷贝导入,关键参数,Name,Transmitter,Max,Power(dBm,),Total Power,34,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,第,7,步：建立新的,SPM,模型,Duplicate,SPM,模型,35,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,第,8,步：输入,CW,数据,Import,36,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,General,选择对应,Transmitter,选择发射频点,确认,Coordinate,37,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,Setup,Configuration,可建立模板,template,1,st,Measurement,Separator,Setup,x-Coordinates,y-Coordinates,Measurements,38,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,导入全部的,CW,测试数据,39,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,第,9,步：,Calibrate,设置,Clutter,Clutter heights,选择,0-No,40,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,Calibration,选择校正的数据,Filter,Distance,0m100000m,Field,-116dBm0dBm,LOS,当校正视距传播时选中,NLOS,当校正非视距传播时选中,如果传播模型不考虑区分视距和非视距因素，则同时选中,LOS,和,NLOS,41,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,第,10,步,Calibrate,Calibration,Calibrate,42,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,初次校结果,43,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,校正,K,值,Diff,系数校正,校正前,Mean Error-,15.57,Std Dev,10.97,校正后,Mean Error 0,Std Dev 8.05,44,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,校正,K,值,D,系数校正,LOS,校正前,Mean Error 0,Std Dev 8.05,校正后,Mean Error-,0.02,Std Dev,8.23,校正,D,系数后,Mean Error 0,Std Dev,8.09,不满足目标,45,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,校正,K,值,D,系数校正,NLOS,校正前,Mean Error 0,Std Dev,8.09,校正后,Mean Error 0.1,Std Dev 7.22,满足目标,46,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,校正,K,值,Clutter,系数校正,校正前,Mean Error 0,Std Dev,8.09,校正后,Mean Error 0.02,Std Dev 7.93,校正,Clutter,系数后,Mean Error 0,Std Dev 7.57,满足目标,47,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,校正,K,值,验证,D,系数校正,LOS,校正后,Mean Error-0.16,Std Dev 7.75,满足目标,48,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,校正,K,值,验证,D,系数校正,NLOS,校正后,Mean Error 0.66,Std Dev 6.75,满足目标,49,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,第,11,步：验证,选择验证数据进行计算,校正后,-LOS,Mean Error-1.56,Std Dev.7.91,校正后,-NLOS,Mean Error-1.7,Std Dev.6.95,满足目标,50,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,选择验证数据进行计算,校正后,-LOS+NLOS,Mean Error-1.58,Std Dev.7.78,满足目标,51,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,Prediction,52,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,Prediction,-Measurement,53,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,结果对比,54,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,结果对比,55,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,第,12,步：输出校正结果,Model parameters,LOS Attenuation,L=-9.78+49.68log(D)+5.83log(Heff)+0.23Diff.-6.55log(D)log(Heff)+Clutter,NLOS attenuation,L=5.25+44.9log(D)+5.83log(Heff)+0.23Diff.-6.55log(D)log(Heff)+Clutter,The algorithm used to calculate diffraction,isDeygout,Algorithm,for effective height calculation is:Height above the ground Profiles Radial Grid calculation,Centred,56,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,案例：中山市城区,UMTS,无线传播模型校正,Losses per clutter class,1-Inland Water-5.705196,2-Ocean Area0,3-Wet land-3.855301,4-Open Land in Village-3.095134,5-Park in Urban 0.7264024,6-Open Land in Urban-0.655446,7-Green Land-4.27783,8-Forest-0.8490735,9-High Buildings1.270436,10-Common Buildings2.650095,11-Parallel and Lower Buildings3.936738,12-Larger and Lower Buildings0.7101186,13-Others Lower Buildings0.6508221,14-Dense Urban5.236979,15-Town in Suburban-8.378669,16-Village-2.618929,57,DeltaTel,Ltd.Copyrights reserved,