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移动通信常见电波传播损耗预测模型 作者 李少勇郭凯学号 22201010782220100420时间 2013 10 13 电波传播损耗预测 目的掌握基站周围所有地点处接收信号的平均强度及变化特点 以便为网络覆盖的研究以及整个网络设计提供基础方法根据测试数据分析归纳出基于不同环境的经验模型 在此基础上对模型进行校正 使其更加接近实际 更准确确定传播环境的主要因素 1 自然地形 高山 丘陵 平原 水域等 2 人工建筑的数量 高度 分布和材料特性 3 该地区的植被特征 4 天气状况 5 自然和人为的电磁噪声状况 6 系统的工作频率和移动台运动等因素 常用的电波传播损耗预测模型 Hata模型根据应用频率的不同 分为Okumura Hata模型和COST231Hata模型CCIR模型LEE模型COST231Walfisch Ikegami模型 WIM模型 Okumura Hata模型 日本科学家奥村通过对城市进行大量无线电波传播损耗的测量 得出一系列经验曲线用于无线蜂窝网络的规划设计 在这些经验曲线的基础上 得出了简化的Hata模型适用范围频率范围f 150 1500MHz基站天线高度Hb 30 200m移动台高度Hm 1 10m距离d 1 20km路径损耗计算的经验公式式中 f 工作频率Ccell 小区类型校正因子ht 基站天线有效高度Cterrain 地形校正因子hr 移动台天线有效高度a hr 有效天线修正因子d 基站天线与移动台天线水平距离 校正因子 COST231 Hata模型 适用范围频率范围f 150 1500MHz基站天线高度Hb 30 200m移动台高度Hm 1 10m距离d 1 20km经验公式Lm Lm Cm其中Cm为大城市中心校正因子中等城市和郊区为0dB 大城市中心为3dB 两种Hata模型的主要区别 COST 231Hata模型适用于1500 2000MHz 在1km以内预测不准Okumura Hata适用于1500MHz以下的大于1公里范围的宏小区COST 231Hata模型频率衰减因子为33 9Okumura Hata模型的频率衰减因子为26 16COST 231Hata模型还增加了一个大城市中心衰减 大城市中心地区路径损耗增加3dB CCIR模型 该模型由原CCIR 现ITU R 提出 综合考虑了自由空间传播和地形效应损耗对于无线电波传播的影响经验公式Lm Lm Hata模型 B该公式是Okumura Hata模型在城市传播环境下的应用 校正因子为 B 30 25log 地面建筑覆盖率 路径损耗随建筑物密度而增大 LEE模型 优点 1 模型中的主要参数易于根据测量值调整 适合本地无线传播环境 准确性高 2 路径损耗预测算法简单 计算速度快应用无线通信系统分类LEE宏蜂窝模型LEE微蜂窝模型 LEE宏蜂窝模型 基本思路先把城市当成平坦的 只考虑人为建筑物的影响 在此基础上再把地形地貌的影响加进来地形地貌影响的三种情况无阻挡有阻挡水面反射 无阻挡式中 r0为1公里 f0为850Mhzh1 为天线有效高度 h1为天线实际高度当ff0时 n 30有阻挡式中L v 为由山坡等地形引起的衍射损耗 水面反射其中a为由于移动无线通信环境引起的衰减因子 COST231Walfisch Ikegami模型 WIM模型 应用 1 用于建筑物高度近似一致的郊区和城区环境 2 常用于移动通信系统 GSM PCS DECT DCS 设计 3 可计算基站发射天线高于 等于或低于周围建筑物等不同情况的路径损耗两种情况 1 视距传播情况 路径损耗L 42 6 26log d 20log f 2 非视距传播情况 路径损耗L L0 L1 L2其中L0 空间损耗L1 由沿屋顶下沿最近的衍射引起的衰落损耗L2 沿屋顶的多重衍射 除了最近的衍射 传播模型的适用范围 传播模型的使用及评价 Hata模型 1 参数易获得 模型易使用 2 但未考虑建筑物的高度和密度 街道的分布和走向等重要因素的影响 预测值和实际值的误差较大CCIR模型 1 考虑了建筑物密度的影响 引入参数B 被建筑物覆盖区域的百分比 且易获得LEE模型 2 适用于有测试数据时 主要参数易于根据测