CW测试和传播模型校正.ppt

CW测试和传播模型校正 前言 CW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 这些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 课程内容 T 第一章CW测试原理和目的第二章CW测试流程第三章测试数据处理第四章模型校正 第一章CW测试原理和目的 第一节无线传播基本原理第二节传播模型校正原理第三节CW测试的目的第四节CW测试的基本原则 无线电波波段划分 不同的频段内的频率具有不同的传播特性 电磁波的产生 根据Maxwell方程组 空间某处只要有变化的磁场就能激发出涡旋电场 而变化的电场又能激发涡旋磁场 交变的电场和磁场互相激发就形成了连续不断的电磁振荡即电磁波 电磁波的速度只随介质的电和磁的性质而变化 电微波在真空中传播的速度 等于光在真空中传播的速度 光和电磁波在本质上是相同的 光是一定波长的电磁波 电磁波的传播 池塘中的波纹 能量从源点向四周传播 并逐渐减弱电磁波的传播与此类似 不同之处 当辐射源是各向同性的理想点源时 在三维空间以球面波的形式传播传播介质不同 空气 障碍物 反射物 无线传播的理论基础 在自由空间中 由点源发射的正弦波向各个方向辐射球面波 此时该点源称为各向同性辐射源假设点源发射功率为Prad W 在距离d m 处的单位面积功率 即Poynting矢量 为 对于实际天线 若辐射功率为Pt W 天线增益为Gt dBi 则Poynting矢量为 无线传播的理论基础 若接收天线有效接收面积为Ae m2 增益为Gr dBi 则两者关系 因此在距离d处接收到的功率为 无线网络规划 设计的理论基础是传播损耗 自由空间传播损耗为 其它传播模型都是以自由空间传播模型为理论基础发展起来的 建筑物反射波 绕射波 直射波 地面反射波 无线传播的特点 陆地移动通信的电波传播机制 实际环境的无线传播 LOS和NLOS 无线信道特征 无线信道随用户的位置和时间而变化多径散射 阴影遮挡使得接收功率发生剧烈变化 慢衰落衰减 Pr正比于1 dn阴影 障碍物遮挡快衰落多径效应在很小的距离间隔和时间间隔上 信号强度快速变化产生Doppler频移产生时延扩展 分集技术 抗快衰落措施 分集技术 显分集空间分集极化分集频率分集 GSM 跳频 WCDMA 扩频技术其它 方向性分集 场分集 发射分集 隐分集隐分集即是利用信号处理技术将分集作用隐含在被传输信号之中 如RAKE接收技术 信道交织 纠错编码等可看作时间分集 时延扩展 多径传播 不同路径的信号到达接收机的时间不同当多径信号不能被接收机区分时就产生同信道干扰 CCI 对于WCDMA系统 多径时延必须大于一个码片周期 0 26 s 才能被识别典型值 s Open 0 2 Suburban 0 5 Urban 3 Doppler频移 Doppler效应的例子 火车经过你的身边 移动通信中的Doppler频移 V 移动台速度 信号到达角度 绕射损耗 穿透损耗 地物损耗 损耗 特点电磁波在绕射点四处扩散绕射波覆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 绕射损耗 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 穿透损耗 物体阻挡 穿透损耗为 隔墙阻挡 5 20dB楼层阻挡 20dB 室内损耗值是楼层高度的函数 1 9dB 层家具和其它障碍物的阻挡 2 15dB厚玻璃 6 10dB火车车厢的穿透损耗为 15 30dB电梯的穿透损耗 30dB左右茂密树叶损耗 10dB 穿透损耗 反射损耗 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 无线传播环境 传播环境分类参照ITU RP 1411 1 结合中国国情 分类如下 无线传播环境 传播环境分类对应的小区类型 其它新的小区分类 如Mini cell 第一章CW测试原理和目的 第一节无线传播基本原理第二节传播模型校正原理第三节CW测试的目的第四节CW测试的基本原则 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 WCDMA常用传播模型 Okumura 奥村 Hata模型适用频段 900M 2000MHzCOST231 Hata模型适用频段 1500 2000MHzCOST231Walfish Ikegami模型适用频段 800M 2000MHzKeenan Motley模型适用室内传播规划软件UNET的传播模型适用于900M 2000M的宏蜂窝 常见传播模型 无线传播模型 无线传播模型 L K1 K2log d K3log HTxeff K4 Diffraction K5log d log HTxeff K6 HRxeff Kclutterf clutter K1 常数 dB K2 log d 的乘数因子d 发射天线和接收天线之间的距离 m K3 log HTxeff 的乘数因子HTxeff 发射天线的有效高度 m K4 衍射衰耗的乘数因子 它必须是正值 Diffractionloss 经过有障碍路径引起的衍射损耗 dB K5 log HTxeff log d 的乘数因子 K6 的乘数因子 接收天线的有效高度 m Kclutter forf clutter 的乘数因子 f clutter 因地物所引起的平均加权损耗 华为规划软件模型 第一章CW测试原理和目的 第一节无线传播基本原理第二节传播模型校正原理第三节CW测试的目的第四节CW测试的基本原则 CW测试的目的 通过连续波 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 第一章CW测试原理和目的 第一节无线传播基本原理第二节传播模型校正原理第三节CW测试的目的第四节CW测试的基本原则 CW测试的基本原则 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 课程内容 T 第一章CW测试原理和目的第二章CW测试流程第三章测试数据处理第四章模型校正 第二章CW测试流程 第一节选择站址第二节组网搭建测试平台第三节路测 选择站址 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 站址选择 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 第二章CW测试流程 第一节选择站址第二节组网搭建测试平台第三节路测 组网搭建测试平台 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 组网搭建测试平台 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 第二章CW测试流程 第一节选择站址第二节组网搭建测试平台第三节路测 路测 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 要求 10000点 4小时 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 路测 采样符合李氏定律 40波长 采样50个样点车速上限 Vmax 0 8 Tsample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 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路测设备选用Agilent的E7476 课程内容 T 第一章CW测试原理和目的第二章CW测试流程第三章测试数据处理第四章模型校正 第三章测试数据处理 第一节数据过滤第二节数据离散第三节地理平均第四节格式转换 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 第三章测试数据处理 第一节数据过滤第二节数据离散第三节地理平均第四节格式转换 数据离散 移动通信的传播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 长期衰落和空间传播损耗的合成2L 为平均采样区间长度 也叫本征长度 数据离散 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 根据李氏定理 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频段为6米 即40波长 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 数据离散 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 第三章测试数据处理 第一节数据过滤第二节数据离散第三节地理平均第四节格式转换 地理平均 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地理平均工具采用CWDataEditor 第三章测试数据处理 第一节数据过滤第二节数据离散第三节地理平均第四节格式转换 格式转换 由路测软件AgilentE74xxSeries导出的数据 经由Assistant处理后导出的数据格式为 导入到UNET中所需的数据格式格式转换可以手工完成 存为 dat文件 课程内容 T 第一章CW测试原理和目的第二章CW测试流程第三章测试数据处理第四章模型校正 第四章模型校正 第一节准备工作第二节校正模型 准备工作 安装网络规划软件 UNET是一个功能强大的规划优化软件 模型校正只是其中的一个功能模块创建项目在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 第四章模型校正 第一节准备工作第二节模型校正 模型校正 流程图 模型校正 建立模型建立一个待校正的标准宏小区模型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 地图修正CW测试的GPS定位一般选用WGS84和UTM投影方式 我国数字地图通常不使用这种投影方式和基准面 所以如果CW测试数据和数字地图不对应时 要对地图进行修正地图修正方法 修改数字地图的直角坐标的四个参数 使之与测试数据达到最优匹配 模型校正 过滤设置距离过滤 建议 将r3000m的数据滤除信号强度过滤 建议 Signal 40dBm或Signal 121dBm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 参数校正L K1 K2log d K3log Heff K4 Diffraction K5log d log HTxeff K6 HRxeff Kclutterf clutter 通过校正log