建筑物穿透损耗及其对WCDMA室内覆盖的影响
浙江联通WCDMA室内分布建设要点to省分
室内传播和路径损耗计算及实例
室内传播和路径损耗计算及实例室内传播和路径损耗是无线通信领域中的重要概念。
在无线通信中，射频信号在室内环境中传播时会受到路径损耗的影响，路径损耗会导致信号强度的减弱。
为了能够准确地计算室内传播和路径损耗，下面将介绍相关的理论以及实例。
室内传播主要包括直射传播、反射传播和绕射传播三种方式。
直射传播是指信号直接从发射器发出并且到达接收器，它在室内环境中几乎不受任何干扰。
反射传播是指信号在室内环境中反射多次后到达接收器，反射传播会导致信号的干扰和多径效应。
绕射传播是指信号在穿过障碍物时发生弯曲，绕射传播一般会导致信号的衰减。
路径损耗是指信号在传播过程中由于空间距离的增加而导致的信号强度减弱。
路径损耗和传播路径的距离、频率和环境有关。
路径损耗的计算可以通过多种模型和公式来实现，最常用的是费利模型和弗利斯模型。
费利模型是基于“自由空间路径损耗公式”进行改进的，费利模型考虑了路径损耗和环境因素对信号强度的影响。
弗利斯模型则是一种经验模型，其中的路径损耗公式与距离的平方成反比。
下面我们以一个实例来说明室内传播和路径损耗的计算：假设一个室内房间的尺寸为10米×10米×3米，发射器和接收器的距离为5米，工作频率为2.4GHz，发射端功率为20dBm，系统增益为10dB，接收灵敏度为-80dBm。
首先，我们可以使用费利模型来计算路径损耗。
根据费利模型的公式：路径损耗（dB） = 20 * log10(频率) + 20 * log10(距离) + 环境损耗因子根据给定的参数：频率=2.4GHz=2.4*10^9Hz距离=5米环境损耗因子需要根据具体情况进行选择，假设我们选择的环境损耗因子为2代入公式路径损耗 = 20 * log10(2.4 * 10^9) + 20 * log10(5) + 2 =74.74 dB接下来，我们可以计算接收到的信号强度。
信号强度（dBm）=发射端功率+系统增益-路径损耗=20dBm+10dB-74.74dB=-44.74dBm最后，我们可以根据接收灵敏度来判断接收到的信号是否可用。
无线传播路径损耗
给定频率的无线制式，无线传播损耗主要是随距离变化的路径损耗(Path Loss)，影响该路径损耗的三种最基本的传播机制为反射、绕射和散射，即有反射损耗Re flection Loss)、绕射损耗(Scattered Loss)、地物损耗(Clutter Loss)。
如果电磁波穿过墙体、车体、树木等等障碍物，还需考虑穿透损耗(Penetration Loss)。
如果将手机贴近的人体使用，还需考虑人体损耗(Body Loss)等等。
路径损耗的环境因子系数n 一般随传播环境不同而不同，一般密集城区取4〜5,普通城区取3〜4，郊区取2.5〜3。
在实际无线环境中，天线的高度可以影响路径损耗。
一般发射天线或接收天线的高度增加一倍，可以补偿6dB的传播损耗。
反射损耗随反射表面不同而不同，水面的反射损耗在0〜1dB，麦田的反射损耗在2〜4dB，城市、山体的反射损耗可达14dB〜20dB.绕射波在绕射点四处扩散，扩散到除障碍物以外的所有方向，不同情况损耗差别较大。
地物损耗主要由于地表散射造成，损耗大小视具体情况而定。
穿透损耗和建筑物的材质以及电磁波的入射角关系较大，一般情况下隔墙阻挡取5〜20dB，楼层阻挡每层20dB，厚玻璃6〜10dB，火车车厢的穿透损耗为15〜30dB，电梯的穿透损耗为30dB左右。
人体损耗一般取3个dB，也就是无线电波经过人体，一半的能量被人体吸收。
HUAWEI室内分布系统传播模壁■华为室内传播模型华为以ITU模型、Keencin-Motley模型为参考，结合大量的实践经验和数据总结，提出华为室内覆盖传播模型：PL(d) 20 r|:log( /) + 10 :|:n r|: log( d)- 13 dB+ !■/『)..•f:持率.单位MHz；n :室内路径损耗因子；d:移动台与天线之间的距离，单位为m ;招:慢衰落余童，取值与覆盖概率要求和室内慢衰落标准差有关；蜘=£耳:Pi，第画隔墙的穿透损耗；n,隔墙数量；。
室内传播和路径损耗计算及实例
室内传播和路径损耗计算及实例室内传播和路径损耗计算是无线通信领域中重要的研究方向之一、它主要研究在室内环境中，无线信号的传播特性和传播路径中所遇到的损耗情况。
路径损耗的计算和实例分析对于无线网络规划、室内定位、电磁兼容等应用具有重要的意义。
下面将介绍室内传播和路径损耗计算的基本原理和常见的计算方法，并通过实例进行具体分析。
一、室内传播特性和路径损耗计算的基本原理1.室内传播特性：室内环境中的无线信号传播受到多个因素的影响。
常见的影响因素包括传播距离、传播环境、传播介质等。
传播距离较短，信号受固定障碍物的阻挡较多；传播环境中存在反射、折射、散射等现象；传播介质可能是空气、水、建筑材料等。
这些因素综合作用影响着无线信号的传播特性。
2.路径损耗计算：路径损耗指的是信号在传播路径中逐渐减弱的现象。
路径损耗的计算是表示信号强度与距离之间的关系。
常用的路径损耗模型有自由空间模型、多壁模型、农村模型等。
其中，自由空间模型适用于无障碍环境，无线信号按照自由空间传播特性衰减；多壁模型适用于存在多个障碍物的环境，考虑了信号的反射和散射现象；农村模型适用于开放环境，对于不同的环境给出了不同的信号衰减系数。
二、路径损耗计算的常见方法1.自由空间模型：自由空间模型适用于无障碍的开放空间，路径损耗随距离的平方递增。
计算公式如下：PL = 20 * log10(d) + 20 * log10(f) + 20log10(4π/c)其中，PL表示路径损耗（单位：dB），d表示传播距离（单位：m），f表示信号频率（单位：Hz），c表示光速（单位：m/s）。
2.多壁模型：多壁模型适用于有障碍物的环境，考虑了信号的反射和散射现象。
计算公式如下：PL = 20 * log10(d) + 20 * log10(f) + 10 * n * log10(d) + C其中，PL表示路径损耗（单位：dB），d表示传播距离（单位：m），f表示信号频率（单位：Hz），n表示环境中反射数量的增益因子，C表示初始路径损耗。
移动信号的室内覆盖问题及应对策略
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移动fe号的室内覆盖冋题及应对策略□赵金栓中兴通讯股份有限公司【摘要】 在室内通信过程中，电话断开、语音质量下降、乒乓球效应等问题都与移动信号的室内覆盖有关。解决这_问题不仅可以大大减少内部信号的盲点现象，而且可以提高声音质量、网络质量和通信网络性能，并扩大覆盖范围。在此基础上，本文的主题 是移动信号的内部覆盖问题。【关键词】电波信号覆盖移动通信盲区
社会发展日新月异的同时，移动用户不仅日趋增长，移 动需求也呈现出越来越多样的趋势。对于移动通信，居民迫 切需要更为优质的服务。但是，当前绝大部分建筑为钢筋混 凝土框架，外部装饰和组合都是完全密封的，这使得无线信 号的屏蔽和吸收严重，大大减少了从房间发出的信号，降低 了通话质量。造成这些问题的主要原因是室内移动信号覆盖 范围。特别是网络的覆盖、移动通信的容量、品质对经营者 来说是重要的要素。竞争网络覆盖、网络容量和网络质量反 映了移动网络的服务水平，是所有移动网络优化工作的焦点， 在这样的背景下，室内覆盖系统横空出世。
一、电波传播特性移动无线通信的基础是无线电波的应用。移动信号的传 播离不开无线电波作为基础。它的传播是非常复杂的，不仅 在介质中，而且在各种介质的界面上（如地面）也是如此。 在通信中，媒体是不同的，有不同的频率。道路不同，它的 规律和现象是不一样的。根据传播路径的不同，无线电波的 传播大致可以分为3种类型：地波、天波和直达波。无线电波的传播路径：无线电波利用各类路径到达接收 天线。具体传播状态如下图1所示。其划分依据为地面高度。
1.地波：那些在靠近地球表面的外层空间中运动的被称 为地面波。由于波具有较强的衍射性质，如果波长远大于障 碍物，那么就能够较好地躲避障碍物。一般来说，地面障碍 物并不大，绕开长波的难度较大。短波和中波也可以很好地 绕开。短波和微波由于其长度而无法绕过障碍物。地波相对 稳定，不受白天变化的影响，因此它们可以沿着地球的弯曲 表面传播到上方的地平线。冲击波是一样的，但是只在地面 继续扩散，在浪费能量的过程中，高频越短，波长越短，通
几种常见物体在5G频段的穿透损耗测试分析
几种常见物体在5G频段的穿透损耗测试分析随着移动互联网通信技术及用户需求的发展，越来越多的移动业务发生在室内，尤其进入5G 时代，将有超过85% 的业务发生在室内场景，5G 室内覆盖的重要性逐渐凸显。
链路预算是网络规划的基础，对网络覆盖能力评估具有十分重要的意义，链路预算计算过程中，物体的穿透损耗取值是否准确直接影响着计算结果，因此为了做好室内覆盖规划，准确评估网络覆盖能力，研究各种室内物体的穿透损耗显得尤为重要。
文献1 给出了几种常见物体在5G 频段的穿透损耗计算公式，但未考虑厚度、环境对穿透损耗的影响；文献2-5 对物体在低频频段的穿透损耗进行了测试分析，但给出的室内物体样本数量较少，并且测试物体在5G 频段的穿透损耗也未提及，因此在实际应用中作用有限。
本文在测试研究过程中，扩大了测试物体的样本数量，分别对几种常见的物体在5G 频段的穿透损耗进行了实测，得到这几种物体在5G 频段的穿透损耗，然后对测试数据进行了分析研究，得出频段、材质、厚度对穿透损耗的影响。
1 测试方法本次测试选取2.1 GHz、2.6 GHz、3.5 GHz 三个频段，对几种常见的物体进行穿透损耗测量，这三个频段是当前5G 覆盖的主要频段，选取的常见物体主要有隔墙、门、玻璃、石膏板。
由于在2.1 GHz 频段，目前尚未部署5G 系统，本次通过测试物体在2.1 GHz 频段的4G 穿透损耗，预估物体在5G 的穿透损耗。
测试工具主要有5G 测试手机，测试软件和测试电脑，对于部分没有5G 覆盖的地方，为了完成测试工作，使用信号源代替天线，频谱仪代替测试手机和测试电脑。
为了保证测试数据准确和更接近实际，选取的测试地点均具备现场有室内天线覆盖，测试物体与收发天线正对，并且测试物体距离收发天线在2 m 以内，这样可以保证信号能够直射测试物体，近乎不发生绕射和反射现象，测试数据更加准确。
本次测试方法均采用定点测试，在测试过程中，由于信号强度一直在变化中，为了得到测试物体内外的RSRP 值，每个测试点的测试时间都定为2 min，然后将测得的信号强度RSRP 值求平均，得到平均RSRP 值，根据测试物体内外的平均RSRP 值，计算出测试物体的穿透损耗。
墙体穿透损耗
一般市区5.6.2 室内外CPICH的测量值的关系一、室内1楼的CPICH的Ec值比建筑物附近的室外低10dB左右二、室内1楼的CPICH的Ec/Io值与建筑物附近的室外基本相同结论．1．建筑类型不同，其穿透损耗也不同测试时比较了不同类型建筑穿透损耗的情况，测试数据表明医院、实验室等建筑穿透损耗为13~19dB,而普通居民楼、宿舍穿透损耗为5~12dB,两者平均相差7.5dB。
2．楼宇室外信号覆盖要强于室内；且切换频繁区域掉话概率略高测试中发现，信号覆盖不佳的区域主要是室内房间中的角落或者是较封闭的区域。
在针对呼叫失败与掉话现象所进行的专门的调查测试中，测试人员需要重拨多次才重现一次呼叫失败或是掉话，测试统计发现呼叫失败和掉话率都很低（由于测试点数过多，每个点数的拨打次数不够多，所以个别的掉话有偶然性）。
出现的未接通和掉话可以通过调整功率分配等参数来优化，但需要从全网的角度出发作全局考虑。
（1）室内及附近室外Ec值的比较的结果是室外Ec值比室内大5~10个dBm。
其中，室内1楼的CPICH的Ec值比建筑物附近的室外低10dB左右。
CPICH室内定点测试Ec的覆盖率测试表明，90.1%的测试点对应的Ec值都在－95dBm以上，98％的测试点对应的Ec 值都在－100dBm以上，不能达到KPI的要求。
（2）室内及附近室外Ec/Io值的比较结果是室内及附近室外Ec/Io值几乎相等，均大于-9dB。
其中，室内1楼的CPICH的Ec/Io值与建筑物附近的室外基本相同。
测试结果达到KPI指标。
3．室内与附近室外未接通率、掉线率、平均下载速率、Ping接入时延的关系（1）所有被测建筑室内与附近室外总的未激活率相差不大、断续率室内高于附近室外。
针对PS128业务统计结果，建筑附近室外无线环境相对良好的情况下，CQT结果明显优于室内。
室内由于存在穿透损耗和其本身复杂结构，RSCP、Ec/Io变差，断续率略有上升。
楼宇信号强度及穿透损耗研究
字楼 、酒店宾馆、典型商场超市以及典型居 民住宅 楼。 一般选择每个楼宇的一层 、 中层以及高层进行测
试 。在测试综合穿透损耗时 ， 采取定点测试方法 ， 一
个 测试 点 的测 试 时 间为 ４分钟 。本 次研 究 共对 ８个
楼宇共 ５ ３ 个测试点进行测试。在 １ 楼的测试点 ， 选
择 大 门外 ３米 、 大 门内 ３ 米 以及 大 门 内左 （ 或右 ） ２ ～ ３
Ｅ ｃ和 Ｅ ｃ ／ Ｉ ｏ均采 集 了 １ ０ ３ ５ ６ ９个有 效样 本数 据 。
…
…
…
燕 曼 ． 塑 燕 璺 塑 一 墨 墼 塑 璧 墨 ９
Ｉ １ 专业 研究… … … …… … ・ ……・ ・ ・ ■■ ｅＳＯ＃ Ｂ Ｉ ｒｃｈ ８ 【 Ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｒａ ｔｉ ｏ ｎ
本次研究选取一个 中等城市典型写字楼 、酒店
其中： （ Ｅ Ｉ Ｒ Ｐ ） ， ＝ （ ｄ Ｂ ） ＋ （ ｄ Ｂ ） 一 厶（ ｄ Ｂ ） 为基站有效发射 功率 ， 是发射功率 ＋ 天线增益 一 馈缆损耗 ；
Ｒ （ ｄ Ｂ ｍ） 是 Ｇ Ｓ Ｍ 测试 接 收 机显 示 的接 收 电平
（ ４ ） 综合起来 ， 从室 外到室 内 ＷＣ Ｄ Ｍ Ａ信号 的
个 信 号 可采 集 ６ ０ ０ ～ ８ ０ ０个 样 本 数 据 。假 设 对 于
ＷＣ Ｄ Ｍ Ａ信号可能采集 ｎ 个信号 ，那么一次测试样
本数约 为 ｆ ｌ× （ ６ ０ ０ ～ ８ ０ ０ ） 。经统计 ＷＣ Ｄ Ｍ Ａ信号 的
ｗ） ，由于二者技术体制不 同， ＷＣ Ｄ Ｍ Ａ导频 占总功
率的 １ ０ ％， 比Ｇ Ｓ Ｍ的 Ｂ Ｃ Ｃ Ｈ低 １ ０ ｄ Ｂ ； 另外 ， ＷＣ Ｄ — Ｉ Ｔ Ｉ 贴近墙（ 约０ － ３ ｍ） 进行测试 。在中高层 ， 如果是写 Ｍ Ａ频率 比 Ｇ Ｓ Ｍ高 ，在室外传播模型 （ Ｃ Ｏ Ｓ Ｔ ２ ３ １ 一