实验二-Okumura-Hata电波传播模型.doc

实验二 Okumura-Hata电波传播模型
设计课时：4
学习方法：理论学习+仿真实验+结果分析+实验报告
一、 实验目的
1 学习电波传播Okumura-Hata模型分析方法。
2.掌握使用Matlab建立Okumura-Hata模型的方法。
二、 Okumura-Hata模型
1
2
2.1 Okumura—Hata模型的介绍
  移动通信中电波传播的实际情况是复杂多变的。实践证明，任何试图使用一个或几个理论公式计算的结果，都将引入较大误差。甚至与实测结果相差甚远。为此，人们通过大量的实地测量和分析，总结归纳了多种经验模型。通常在一定情况下，使用这些模型对移动通信电波传播特性进行估算，都能获得比较准确的预测结果。能否准确预测基站信号的覆盖情况是移动通信网络规划的优劣所在，提高预测准确度的关键在于选择最能接近实测值的预测模型。目前应用较为广泛的是OM模型（Okumura模型），为了在系统设计时，使Okumura模型能采用计算机进行预测，Hata对Okumura模型的基本中值场强通过对其他预测模型的分析对比，并与实测数据的仿真比较，得出了Okumuma—Hata预测模型更接近实测值的结论。
  移动通信系统中的无线电波是在不规则地形情况下进行传播的，在估算路径损耗时，应考虑特定地区的地形因素，预测模型的目标是预测特定点或特定区域(小区)的信号强度，但在方法复杂性和精确性方面差异很大，因此针对不同地形特点，要选择最适合于本地的预测模型。
在传播预测模型中通常将地形划分为城区、郊区、开阔地和空间自由传播四种情况，城市郊区人口密度介于乡村和繁华市区，基站规划需同时考虑覆盖范围和用户容量两方面因素，随着移动用户的急剧增加，目前城市郊区基站的覆盖范围通常不足lkm，要选择预测模型，需将该地区具有代表性的测量数据代人模型，根据仿真结果以确定出可选用的模型。
2.2 数学建模
当移动台的高度为典型值为hr=1.5m时，按Hata-Okumura模型计算路径损耗的公式为：

其中：

l ：市区准平滑地形电波传播损耗中值（dB）
l ：工作频率（MHz）
l ：基站天线有效高度（m）
l ：移动台的有效高度（m）
l ：移动台与基站之间的距离（km）
l ：移动台天线高度因子
对于中小规模城市，移动台天线高度因子为：

对于大城市

对于郊区

对于开阔地

其中
:郊区的电波传播损耗中值（dB）
:开阔地的电波传播损耗中值（dB）
三、 实验内容及要求：
【实验内容】
n 使用C语言（或者Matlab）利用Okumura-Hata方法计算基本传输损耗；
n 分析Okumura-Hata方法的误差；
【实验设备】
n 一台PC 机
【实验步骤】
1. 采用Okumura-Hata方法分别计算大城市市区地区准平滑地形、郊区和开阔区，基站天线高度是200米，手机天线高度是3米情况下，不同传播距离和不同载波频率条件下的传播损耗中值。画出相应的曲线。

2. 分析Okumura-Hata方法比较电波在不同频率、不同场景等情况下传播规律。
3. 对比900MHz和1800MHz电波传播规律。
【实验报告】
按照要求完成实验报告。实验报告中要求给出采用Okumura-Hata方法分别计算大城市市区地区准平滑地形、郊区和开阔区，基站天线高度是200米，手机天线高度是3米情况下，不同传播距离和不同载波频率条件下的传播损耗中值相应的曲线，并做比较。
四、 参考资料
1 参考书《无线通信电波传播》
2 代码（此代码仅供参考，完全与该代码一致，记零分）
clear all;
close all;
clc;
hb=200;
hm=3;
lb1=0;
lb2=0;
lb3=0;
lb4=0;
for d=[1 2 5 10 30 50 60 80 100]
f1=100:0.1:300;
f2=300:0.1:3000;
lb11=69.55+26.16*log10(f1)-13.82*log10(hb)-(8.29*(log10(1.54*hm).^2)-1.1)+((44.9-6.55*log10(hb))*log10(d));
lb12=69.55+26.16*log10(f2)-13.82*log10(hb)-(3.2*(log10(11.75*hm).^2)-4.97)+((44.9-6.55*log10(hb))*log10(d));
lb21=lb11-2*(log10(f1/28)).^2-5.4;
lb22=lb12-2*(log10(f2/28)).^2-5.4;
lb31=lb11-4.78*(log10(f1)).^2+18.33*log(f1)-40.98;
lb32=lb12-4.78*(log10(f2)).^2+18.33*log(f2)-40.98;
f=[f1 f2];
lb1=[lb11 lb12];
lb2=[lb21 lb22];
lb3=[lb31 lb32];
figure(1);

hold on;
plot(f,lb1,'r');
title('大城市');
xlabel('频率/MHz');
ylabel('损耗中值/dB');
grid;
figure(2);
hold on;
plot(f,lb2,'b');
title('郊区');
xlabel('频率/MHz');
ylabel('损耗中值/dB');
grid;
figure(3);
hold on;
plot(f,lb3,'g');
title('开阔区');
xlabel('频率/MHz');
ylabel('损耗中值/dB');
grid;
end

输出结果

（注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）