传播模型校正原理及流程
SPM传播模型校正标准文档V0.93
SPM传播模型校正标准文档V0.93All rights reserved. Passing on and copying of this document, use and communication of its contents not permitted without written authoriziation from Alcatel.All rights reserved. Passing on and copying of this document, use and communication of its contents not permitted without written authoriziation from Alcatel.All rights reserved. Passing on and copying of this document, use and communication of its contents not permitted withoutwritten authoriziation from Alcatel.3DF 01900 0000 PTZZA ?前言传播模型校正是进行无线网络规划的一项基础性工作，准确的传播模型对于合理地设计站间距、准确地进行网络性能仿真有着至关重要的影响，本文档立足于Alcatel 的标准传播模型（SPM 模型），阐述了模型校正工作的方法和流程。
All rights reserved. Passing on and copying of this document, use and communication of its contents not permitted without written authoriziation from Alcatel.3DF 01900 0000 PTZZA ?目的阐明SPM 模型校正的基本原理，澄清模型校正中出现的问题。
第三章 移动信道与传播模型校正(书稿)
第三章 移动信道与传播模型校正 移动信道属于无线信道，其既不同于传统的固定式有线信道，也与一般具有可移动性完成无线接入功能的无线信道有所区别，它是移动的动态信道。
移动信道是一个非常复杂的动态信道，取决于用户所在地环境条件的客观存在，其信道参数是时变的。
影响移动信道传输特性的因素有很多，其中最主要的是电波传播环境。
在不同频段下的电波传播，受到传播环境的影响，包括地形地貌、建筑物、街道走向、树木、气候、电磁干扰、移动台运动速度等。
利用这类复杂的移动信道进行通信，首先必须分析和掌握信道的基本特点和实质，才能针对具体情况给出相应的技术解决方案。
然而针对移动信道的特点，目前无法建立一个固定的函数或表达式来准确衡量其特性。
因此，只能在统计意义上，根据移动信道的传播特性和电波传播方式进行建模，采用统计理论对信道进行表征。
传播模型正是国内外的研究人员在理论研究和实践基础上，采用统计理论提出的一种专门用于对无线传播环境进行计算和模拟的工具。
本章将简要介绍移动通信的无线电波传播特性，归纳总结移动信道特征，描述传播模型的基本理论及其在网络规划中的重要作用，并详细介绍传播模型校正的基本理论。
3.1无线电波传播特性3.1.1自由空间电波传播自由空间是指一种充满均匀、各向同性的理想介质的无限大的空间。
自由空间传播则是指电磁波在该种环境中的传播，这是一种理想的传播条件。
当电磁波在自由空间中进行传播时，其能量没有介质损耗，也不会发生反射、绕射或散射等现象，只有能量进行球面扩散时所引起的损耗。
在实际情况中，只要地面上空的大气层是各向同性的均匀介质，其相对介电常数r ε和相对磁导率r μ都等于1，发射点与接收点之间没有障碍物的阻挡，并且到达接收天线的地面反射信号的强度可以忽略，在这种情况下，电波可视为在自由空间传播。
根据电磁场与电磁波理论，在自由空间中，若发射点采用全向天线，且发射天线和接收天线增益分别为T G 、R G （单位：dB ），则距离发射点d 处的接收点的单位面积电波功率密度S 为：2R T T R T T R T T 0041203030dG G P d G G P d G G P H E S ππ=⋅=⨯= （3-1）式中，S 为接收点电波功率密度，单位为2W /m ；0E 为接收点的电场强度，单位为V/m ；0H 为接收点的磁场强度，单位为A/m ；T P 为发射点的发射功率，单位为W ；d 为接收点到发射点之间的距离，单位为m 。
CW测试和传播模型校正_V1.0.0
1 传播模型校正原理
1.3 无线电波的传播形式
•视距和非视距传播，形式复杂的多径环境 •建筑物、车体的穿透损耗
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LOS：line of sight NLOS: non line of sight
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1 传播模型校正原理
1.3 无线电波的传播形式
无线电波传播特性对移动通信的不利影响
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传播模型的准确度直接影响到无线网络规划的规模估算、站点分布、仿真 及规划的准确度，是无线网络规划的基础，在整个网络规划中具有非常重 要的作用
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1 传播模型校正原理
1.1 概述
什么是传播模型？
传播模型用于预测地形、障碍物及人文环境对电波 传播中路径损耗的影响。
1 传播模型校正原理
1.5 无线传播环境的划分
无线传播环境的差异性： 密集城区，一般城区，郊区，远郊或农村 平滑地形，丘陵地形，山丘，海陆混合地形
差异性对模型校正的影响。 不同地貌和人文环境的模型是有差异的
解决方法。 分类进行
现实模型校正的方法 首先将目标地区分块 各个块分别进行模型校正
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2 大唐移动模型校正设备介绍
2.1 发射机 2.2 接收设备 2.3 功放 2.4 天线
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2 大唐移动模型校正设备介绍
2.1 系统结构
• 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
传播模型测试和校正
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中兴通讯 UMTS 网规网优初级教材 无线传播模型测试和校正
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录
1 无线电波传播特性 ......................................................................................................................3 1.1 无线电波传播方式 ............................................................................................................3 1.2 无线电波的衰落................................................................................................................4 2 无线传播模型 ..............................................................................................................................5 2.1 通用传播模型（Aircom 自带传播模型） .......................................................................5 2.1.1 适用范围............................................................
传播模型测试与校正
错综复杂的楼群没有明显的分界线， 典型的街道不是平行的，而是交错 的，建筑物平均高度低于40m，平 均密度大于35%。
建筑可较明显地区分为建筑群区 (块)，建筑物平均高度低于40m， 平均密度为8-35% 。
无线传播环境的划分
郊区
传播模型测试概述
远郊或乡村
有明显大街道的大片区域，建筑物 一般为30m*30m，经常看到零散的 房屋，且有植被覆盖，建筑物平均 高度低于20m，平均密度为3-8% 。
传播模型校正
看Analysis输出报告中的各种地物的Mean Error是否为零，不为零的通过 不断调整各自的Clutter Offset使各种地物的Mean Error=0。 Clutter offset调整后，此时Error. Vs log (distance)图中的Gradient和 Intercept可能都不为零。此时就还需要通过调整K6，使Gradient＝0； K6校正后（即Gradient＝0）看模型Mean Error是否为零，如果不为零则 不断调整K1，使模型Mean Error为零。 看是不是有部分的地物的Mean Error又不为零了，所以又需要调整这些地 物的Clutter Offset，因此Clutter Offset、K6和K1的校正不断地交替进行 ； 达到（Gradient=0dB/dec Intercept=0dB）的同时各种地物的Mean Error 也为0，模型的Mean Error也为0
过滤远端数据 过滤近端数据 滤除“波导效应”
传播模型校正
滤除掉其它明显异常的数据点，如特别离散的点或者采样点太少的点。
粗校
K1,K2
传播模型校正
通过调整K1和K2值，使其输出的Error. vs log (distance)图中的 Gradient=0dB/dec，Intercept=0dB。
无线传播模型及其校正原理
【摘要】在无线网络规划工作中，对信号传播损耗的预测是依据无线传播模型来进行的，因此确定准确的传播模型是无线网络规划的重要基础。
本文首先对了无线传播模型的原理进行分析，并以此为基础对校正过程中需要关注的问题给出自己的建议。
【关键词】无线传播模型；校正；CW测试一、概述在移动通信领域中，我们对无线电波的传播损耗预测一般是采用传播模型来进行的。
准确的无线传播模型对于保证无线网络规划方案的合理性具有十分重要的意义，它是无线网络规划工作的重要基础和主要依据。
宏蜂窝无线环境的传播模型校正的输入条件是大量路测数据，校正的过程就是利用这些数据来拟合出符合某种误差要求的曲线，从而完成对模型参数的校正。
二、无线电波的传播方式与传播损耗在宏蜂窝无线环境中，由于存在非常多的楼宇以及其他遮挡物，使得无线电波的传播变得非常复杂，接收机接收到的信号通常是以下几种波的叠加：1•直射波：是指无线电波直接沿自由空间传播，不受任何阻档；2.反射波：是指无线电波在传播的过程中遇到了物理尺寸远大于其波长的物体，电波在物体表面发生了反射，反射波可能增强也可能减弱信号的强度；3.衍射（绕射）波：是指无线电波在传播的过程中遇到了物理尺寸与其波长可比的或小于其波长的障碍物或缝隙时，电波仍然可以继续传播，只是它的能量和传播方向将发生改变。
移动通信系统所在的无线环境是非常复杂的，无线电波从发射机到接收机之间通常包含了所有的传播方式，也就是说它是一种综合了所有传播方式的复杂环境，因此对于这种综合无线环境的传播特性的研究也就变得十分地困难和复杂。
随着接收机与发射机之间距离的不断增大，无线电波的传播损耗也将发生变化，这种变化通常包含三种：1.中值损耗：与无线电波传播距离相关，损耗值与传播距离的某次幕成正比。
2.慢衰落：由障碍物的阻挡所造成阴影效应，使得无线电波的传播损耗出现衰落，该衰落的变化比较缓慢，故称慢衰落，又称为阴影衰落或对数正态衰落。
慢衰落服从对数正态分布。
SPM传播模型校正标准文档V0.93
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CW测试和传播模型校正(华为)
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
无线传播模型
常见传播模型
➢ Okumura(奥村)/Hata模型 适用频段：900M－2000MHz
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）。
穿透损耗
➢ 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
d w1 D w2
E2
ε 0μ 0 ε μ ε 0μ 0
θ
WdBm XdBm
θ E1
穿透损耗=X-W=B dB
电磁波穿透墙体的反射和折射
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
反射损耗
地面性质
等效地面反射系数 反射损耗（dB）
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。
3.4 传播模型校正
3.4 传播模型校正3.4.1 CW测试原理为了获得符合本地区实际环境的无线传播模型，提高覆盖预测的准确性，为网络规划打好基础，必须进行传播模型的校正。
CW测试即连续波测试，是进行模型校正的必经步骤，通过CW测试和数字地图可以获得进行模型校正的数据。
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。
利用随机过程的理论分析移动通信的传播，可以表示为：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。
CW测试就是尽可能获取在某一地区各点地理位置的本地均值，即r(x)与m(x) 之差尽可能小，因此要获取本地均值必须除去瑞利衰落的影响。
对于一组测量信号数据r(x)平均时，若本征长度2L太短，则仍有瑞利衰落影响存在；若2L太长，则会把正态衰落也平均掉。
因此在CW测试中确定2L关系到能否使所测数据与实际本地均值的逼近程度，以及根据CW测试校正的传播模型预测的准确程度。
著名通信专家李建业证明，对于GSM系统，在本征长度为40个波长，采样50个样点时，可使测试数据与实际本地均值之差小于1dB （不考虑测试设备和数字地图的误差）。
3.4.2 CW测试方法1. CW测试的站址选择在测试之前首先需要确定测试站址及其数量，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有效辐射功率（EIRP）的大小。
站址选择的原则是要使它能够覆盖足够多的地物类型（这些地物类型来自数字地图）。
在实际测试中为便于测试，测试站址可按以下标准来确定站址是否合适：(1) 天线高度大于20米；(2) 天线高于最近的障碍物5米以上。
图3-6 站址选择标准示意图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。
2. CW测试准备CW测试首先需要有一个测试基站发射RF信号，可以FM调制，也可以不调制，然后用CW测试设备进行驱车测试。
传播模型校正报告
一、模型校正相关介绍1． 传播模型校正介绍无线网络规划中应用经验的传播模型来预测路径损耗中值，如Hata 模型，SPM 模型等。
在这些模型中，影响电波传播的一些主要因素，如收发天线距离、天线高度和地物类型等，都以变量函数在路径损耗公式中反映出来。
但是，在不同的地区，地形起伏、建筑物高度和密度以及气候等因素对传播影响的程度不尽相同，所以，这些传播模型在具体环境下应用时，对应的变量函数式应该各不相同，需要找到合理的函数形式。
这个函数式可以通过多种方式得到，常用的方法是通过车载测试，得到本地的路径损耗测试数据，然后用这些数据对原始传播模型公式的各个系数项和地物因子进行校正，使得校正以后公式的预测值和实测数据误差最小，这样，经过校正以后的传播模型路径损耗预测的准确性将大大提高，能够比较好的反映本地无线传播环境的特点。
2． A9155 SPM 模型介绍Alcatel 使用A9155 V6中的标准传播模型（SPM 模型）作为无线网络规划工具的传播模型，它建立在COST231-Hata 经验模型的基础上，用于150~2000MHz 频段的无线电波传播损耗预测。
SPM 模型的数学表达形式是：)()()log()log()log()log()(65432150i clutter meffeff eff clluter f K HK H d K n Diffractio K H K d K K dB PL ++⨯++++=（式 1）SPM 模型的系数的含义和默认值参见表1，各项参数参见表2。
表1 SPM 模型系数表3． 模型校正方法因此尽管SPM 模型的各个因子都是可以进行校正的，但是由于所能采集到的数据有限，并不是所有的因子在现阶段的模型校正过程中都能够进行准确的校正。
由于K1是与频率相关的因子，因此对于GSM 900M 我们取Alcatel 默认值12.4。
K2是反映模型校正区域内总体特性的系数，它应当普遍适用于模型校正区域，在对K2进行校正的时候，应当结合所有的测量文件进行。