CW测试与传播模型校正.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,CW,测试与模型校正,课程目标,学习完本课程，您将：,了解,CW,测试的原理和目的,了解,CW,测试的过程,了解传播模型校正的过程,原理和目的,CW,测试流程,测试数据处理,模型校正,课 程 内 容,原理和目的,-,前言,1,CW,（,Continuous Wave,）,测试即连续波测试，是进行模型校正的重要步骤。通过,CW,测试和数字地图可以对模型进行校正。,CW,测试数据中的经纬度信息和接收电平形成模型校正的数据源。,原理和目的,-,前言,2,传播模型的研究分类：,1,、基于无线电传播理论的,理论分析,方法；,2,、建立在大量测试数据和经验公式基础上的实测,统计方法,。,Okumura(,奥村,)/,Hata,模型,COST231-Hata,模型,Walfish,-Ikegami,模型,Keenan-Motley,模型,规划软件,UNET,的传播模型,SPM,常见统计模型,Volcano,模型,WaveSight,模型,WinProp,模型,基于理论分析传播模型,原理和目的,-,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。影响传播环境的主要因素：,地貌：高山、丘陵、平原、,水域、植被,地物：建筑物、道路、桥梁,噪声：自然噪声、人为噪声,气候：雨、雪、冰（对,UHF,频段影响微小）,场景名称,场景描述,密集城区,密集城区，其特征主要表现为地物分布普遍比较密集，一般,10,层以上的高楼较多。一般我国省会城市的商业中心和写字楼比较集中的区域划分为该类场景。,普通城区,普通城区，其特征主要表现为建筑物相互之间一般有比较清晰的街道或者绿地区分开来，一般只有少数,10,层以上的高楼零星分布。一般我国省会城市的大部分区域、一般城市中心以及南方少数发达的乡镇可以划分为该类场景。,郊区,郊区，其特征主要表现为建筑物的排布比较稀疏，同时多以低矮建筑物为主。一般我国城市边缘地带、大部分乡镇以及一般的工业区可以划分为该类场景。,农村,农村，其特征主要表现为建筑物的排布非常稀疏，同时多以民房为主。一般我国大部分的农村区域和少数不发达的乡镇可以划分为该类区域。,特殊场景,包括微蜂窝、山区、海面、高速公路、室内和隧道等场景。,原理和目的,-,CW,测试目的,电磁传播模型与具体的地形地貌等因素密切相关，经典的传播理论分析往往存在一定的误差，所以实践中一般采用实测统计方法，即利用大量测试数据来修正经验公式，这就要用到,CW,测试。,通过,CW,测试，将连续波测试结果与预测结果相比较，校正传播模型参数，使模型符合实际地理环境，增加无线覆盖预测的准确性。,原理和目的,CW,测试流程,测试数据处理,模型校正,课 程 内 容,CW,测试流程,-,基本原则,典型性,所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,平衡性,所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,CW,测试流程,-3,个步骤,1,、选择站址,2,、搭建测试平台,3,、路测,CW,测试流程,-,选择站址原则,站址数量,：根据一般经验，在人口密集的大城市，测试站址应不少于,5,个；对于中小城市一般一个测试站址就够了，这主要取决于测试基站天线高度及其,EIRP,大小。,代表性,：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）。,多种模型,：如果测试环境需要用多个模型来描述其传播特性，则各个模型所对应的区域要仔细的定义好,区域重叠,：尽量增加各个站之间的测量重叠区不过需注意保证站点间距离合理,阻挡物,：如果有明显的障碍物存在，则要在数据的后处理中进行过滤,CW,测试流程,-,选择站址标准,a,、天线高度大于,20,米,b,、天线高于最近的障碍物,5,米以上；,c,、在此障碍物主要指天线所在屋顶上的最高建筑物，作为站址的建筑物应高于周围建筑物的平均高度。,CW,测试流程,-,测试平台的的搭建,1,发射子系统：,发射天线、馈线、高频信号源、天线支架,接收子系统：,测试接收机、,GPS,接收机、测试软件、便携机等,高频信号源,CW,测试流程,-,测试平台的的搭建,2,组网过程需要记录以下各个部分对信号的增益,信号源发射功率,RF,电缆的损耗,发射天线的增益接收天线的增益,CW,测试流程,-,路测,1,选择测试路径原则,地形：测试路径必须照顾到区域中所有的主要地形,高度：如果该区域地形起伏差异大，则测试路径必须照顾到区域中不同高度的地形,距离：测试路径必须照顾到区域中离站点不同距离的位置,方向：纵向和横向路径上的测试点数需保持一致,长度：,1,次,CW,测试的路程总长度应大于,60km,点数：测试点数越多越好,重叠：不同站点的测试路径可尽量重叠，以增加模型可靠性,阻挡物：在天线信号受某一侧的楼面阻挡时，不要跑到该侧楼面后的阴影区。,CW,测试流程,-,路测,2,采样符合李氏定律：,40,波长的距离内需采样,50,个样点,车速上限：,Vmax,=0.8f,异常情况下测试结果必须从采样数据中剔除,超过,15,30db,却无法解释的衰落,(,由站点,200,米内的障碍物导致的衰落）；,隧道中,高架桥下,若用定向天线进行,CW,测试，测试路线从主瓣覆盖区域中选取,待测地区已经有可用基站时，可采用测量,Ec,值来进行连续波测试,CW,测试流程,-,硬件,连接,DTI Scanner,接电后工作指示灯变为黄色，进入工作状态时变为绿色,DTI,扫频仪,GPS,天线,扫频仪天线,串口数据（连接,DTI,与便携机）,及电源线,便携机,Probe,并口硬件锁（,License,）,CW,测试流程,-,Probe,软件设置,1,添加、识别,DTI Scanner,CW,测试流程,-,Probe,软件设置,2,点击,Add Port,按钮增加设备,CW,测试流程,-,Probe,软件设置,3,配置设备为,DTI,Scanenr,，设置参数,CW,测试流程,-,Probe,软件设置,4,配置结束后识别该设备,CW,测试流程,-,Probe,软件设置,5,点击,System,Config,CW,测试流程,-,Probe,软件设置,6,配置测试计划，点击,Test Item,栏，选出针对,DTI Scanner,的测试项,CW,测试流程,-,Probe,软件设置,7,确保打开,CW,测试功能，即,CW Enable,为,TRUE,，并确,保其他项测试是关闭的,.,点击确定后，完成测试计划设置,CW,测试流程,-,Probe,软件设置,8,添加需要观察的测试窗口，,map,窗口和,DTI Scanner,的,CW,测试窗口,CW,测试流程,-,Probe,软件设置,9,在,map,窗口中，添加,CW,测试,legend,，点击,legend setting,按钮,CW,测试流程,-,Probe,软件设置,10,确保将,Scanner,的,CW RSSI,添加到地图中,CW,测试流程,-,Probe,软件设置,11,点击,Start Test,开始测试,CW,测试流程,-,Probe,软件设置,12,打开实测,log,文件后，选择,Export Data,CW,测试流程,-,Probe,软件设置,13,在导出对话框中，选择,scanner,，选择导出,CW,数据，去掉其他数据，选择,导出数据格式为,Excel,（,DTI,），选择导出路径。点击,Generate,，完成导出。,原理和目的,CW,测试流程,测试数据处理,模型校正,课 程 内 容,测试数据处理,-,步骤,数据过滤,数据离散,地理平均,格式转换,测试数据处理,-,数据过滤,需要过滤的数据：,1,、高架下，隧道中等,GPS,不能准确定位的地方测得的数据。,2,、距天线太近或太远的数据,3,、信号太弱的数据,4,、由天线方向图不准导致的错误数据,5,、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；,测试数据处理,-,数据离散,1,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),其中，,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，也就是长期衰落和空间传播损耗的合成，可以表示为：,其中,2L,为平均采样区间长度，也叫本征长度。,测试数据处理,-,数据离散,2,CW,测试就是尽可能获取本地均值，即,r(x,),与,m(x,),之差尽可能小，因此要去除瑞利衰落的影响。,对于一组测量数据做平均时，若本征长度太短，则仍有瑞利衰落的影响存在，若,2L,太长，则会把正态衰落也平均掉根据李氏定理，本征长度为,40,波长，采样,50,个样点，可使测试数据与本地均值之差小于,1db,本征长度为进行地理平均长度（,2G,频段波长为,0.15,米，,40,波长即,6,米）,GPS,定位速度远慢于接收机接收速度，不能直接做地理平均，需做离散处理,测试数据处理,-,数据离散,3,离散处理原理,条件：,接收机速度远大于,GPS,的定位速度，每个定位点下按时间顺序有很多条测试记录；,两个定位点之间车是匀速的,每两条测量记录之间的时间间隔相等,处理：,将这些测量记录按时间顺序均匀分布到两点之间的路段，满足在测试路线上每,6,米长度内有足够的点数。,测试数据处理,-,地理平均、格式转换,地理平均的目的,消除快衰落，保留慢衰落的影响,地理平均方法,方法一：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,方法二：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,由,Probe,导出的数据格式和导入到,Unet,中所需的数据格式是不一样的，因此需要做格式转换。,地理平均、格式转换均可以利用,CW Data Editor,工具来实现,测试数据处理,-,CW Editor,使用,1,CW Data Editor,运行主界面,测试数据处理,-,CW Editor,使用,2,项目的创建,测试数据处理,-,CW Editor,使用,3,数据的导入使用菜单,Project-Import CW data,，在出现的对话框中选择需要的数据文件，单击打开即可出现数据离散与地理平均设置对话框,测试数据处理,-,CW Editor,使用,4,数据的操作,-,数据显示,测试数据处理,-,CW Editor,使用,5,数据的操作,-,数据删除,测试数据处理,-,CW Editor,使用,6,数据的操作,-,数据导出,细节请参考,CW,数据处理工具使用指导书,原理和目的,CW,测试流程,测试数据处理,模型校正,课 程 内 容,模型校正,-,Unet,平台,SPM,模型,其中：,d,：接收机与发射机之间的距离,(m),；,H,Txeff,：发射天线的有效高度,(m),；,Diffraction loss,：经过有障碍路径引起的衍射损耗,(dB),；,H,Rxeff,：接收天线的有效高度,(m),；,f(clutter,):,因地物所引起的平均加权损耗；,K,1,：常数,(dB),；,.,K,2,：,log(d,),的乘数因子；,K,3,：,log(H,Txeff,).,的乘数因子；,K,4,：衍射损耗的乘数因子，该因子必须为正数；,K,5,:,log(H,Txeff,)log(d,),的乘数因子,.,K,6,:,H,Rxeff,的乘数因子,.,K,clutter,:,f(clutter,),的乘数因子,.,模型校正,-,流程图,YES,NO,NO,YES,Perform Appropriate Filtering,Error,Satis,factorily,Low?,Goto,Next Parameter,Is Filtering Necessary,Analysis Results,SPM CELIBRATION,SPM Model,CW data,模型校正,-,步骤,1,创建项目,在,UNET,中，所有的规划优化模型校正等等工作都是在各个项目的基础上进行的,导入天线方位图文件,天线方位图随不同生产厂家而不同，需要正确导入,模型校正,-,步骤,2,建立模型,选择参数,有效天线高度类型选择,衍射损耗计算方法选择,数据导入,将,CW,测试数据文件导入项目,模型校正,-,步骤,3,地图导入,CW,测试的,GPS,定位一般选用,WGS84,和,UTM,投影方式，数字地图按照合适的投影方式导入，我国目前一般使用“北京,54”,坐标系。,模型校正,-,步骤,4,过滤设置,距离过滤：,建议：将,r2r,（,r,典型值为,1500m,）的数据滤除,信号强度过滤：,建议：,Signal-40dBm,或,Signal-110dBm,的数据滤除,Clutter,过滤：,建议：将落在,Clutter,内样点数少于,300,个的,Clutter,滤除,模型校正,-,步骤,5,参数校正,模型校正,步骤,6,参数校正,模型校正,-,步骤,6,确认没有使相关的,K,值超出上面给出的经验范围,模型校正,-,结果举例,K,参数,参考值,K1,23.2,K2,44.90,K3,5.83,K4,0.5,K5,-6.55,K6,0,某城市的传播模型参数校正,模型校正,-,模型的验证,1,对模型进行验证的主要途径是比较模型预测值和在该区域实际测试所得的测试值，进而得出比较的统计结果，主要的统计结果指标包括：,设,i,点的预测误差为,:,模型校正,-,模型的验证,2,平均误差,相关系数,均方差（,RMS),标准差,模型校正,-,模型的验证,3,如果模型预测值和在该区域实际测试所得的测试值比较得出的统计结果满足以下指标，则表明该模型预测结果与实测结果比较吻合，可以用来进行该地区的链路预算和规划仿真工作。,平均误差,标准差,相关系数,模型校正,-,模型的验证,4,红线为测量值，蓝线为模拟值,